近日，美镓传感在国家能源集团宁夏煤业有限责任公司枣泉煤矿顺利完成“枣泉煤矿氮化镓紫外局放监测系统”项目的安装部署与验收工作。该项目的成功投运，为煤矿电力系统的安全、稳定、高效运行注入了科技新动能。
图片来源：美镓传感
美镓传感是一家2022年成立的、聚焦氮化镓相关传感技术的创新型科技企业，在电力电网、新能源等领域的安全监测领域表现突出。公司的核心技术围绕第三代半导体氮化镓，搭配微机电系统（MEMS）和集成电路技术展开，而且自主把控研发设计、工艺、封装、测试等全核心环节。
其核心产品可分为两类，一类是氮化镓紫外、温度、压力、气体、电流等各类传感器芯片；另一类是基于这些芯片的模组和系统，比如明星产品氮化镓紫外局放监测系统。
国家能源集团宁夏煤业公司枣泉煤矿（简称枣泉煤矿）是国家能源集团宁夏煤业公司主力矿井，位于灵武矿区南部。其110kV变电站10kV总降配电室高压开关柜等电力设备运行环境复杂，存在多重干扰，对设备稳定运行构成挑战。
为提升供电系统可靠性，在此部署了氮化镓紫外局放监测系统。该系统利用氮化镓材料的紫外灵敏度优势，能在上述环境下精准、实时地检测电气设备局部放电现象，实现故障早期预警，有效保障煤矿电力系统安全稳定运行。
氮化镓特性契合场景，技术优势保障安全
具体来看，氮化镓（GaN）之所以能够应用于枣泉煤矿氮化镓紫外局放监测系统项目，核心源于其作为第三代半导体材料的优异物化特性与光电性能，与煤矿电力系统局部放电监测的场景需求高度契合。
一方面，氮化镓是实现局部放电早期精准监测的核心材料支撑。电力设备局部放电的初期阶段，会伴随波长处于200–280nm范围的深紫外光辐射，这一特征光谱是判定设备绝缘劣化的关键信号。
而氮化镓材料本身具有宽禁带（约3.4eV）、高临界击穿电场、强紫外光吸收系数等特性，可直接对深紫外光实现高灵敏度响应，无需额外的滤光或信号放大组件即可捕捉到局部放电初期的微弱紫外信号，实现故障隐患的超早期识别。
相较于传统硅基传感器，氮化镓传感器的响应速度更快、探测精度更高，能够有效区分局部放电紫外信号与环境杂散光，从技术底层解决了早期局放信号“捕捉难、识别难”的行业痛点。
另一方面，氮化镓的性能优势完美适配煤矿复杂严苛的应用环境。煤矿井下存在强电磁干扰、高粉尘、高湿度、温度波动大等多重复杂工况，传统电气类局放监测设备易受电磁干扰产生误报、漏报，而光学监测方案虽可规避电磁干扰，但传统光学传感器的稳定性与耐受性难以满足井下环境要求。
氮化镓材料具备出色的耐高温、抗腐蚀、抗辐射性能，基于其制备的传感器可在恶劣工况下长期稳定运行，无需频繁维护校准；同时，氮化镓传感器以光信号为检测载体，完全不受井下电力设备运行产生的电磁噪声干扰，能够保障监测数据的准确性与可靠性，为煤矿电力系统的安全监测提供了稳定的技术保障。
最后，氮化镓在该项目的应用，推动了煤矿电力安全监测技术的升级迭代，具有显著的行业示范价值。长期以来，煤矿电力设备的局部放电监测多依赖于接触式电气检测或后期故障排查，不仅难以实现早期预警，还存在人工巡检效率低、安全风险高等问题。
氮化镓紫外局放监测系统的落地，构建了“非接触式、实时化、高精度”的监测体系，实现了从“事后维修”到“事前预警”的模式转变，大幅降低了因设备绝缘劣化引发的停电、火灾等安全事故风险。
与此同时，该项目的成功投运，验证了氮化镓传感技术在工业级复杂场景的应用可行性，为第三代半导体材料在能源、电力、工业安全等领域的规模化应用提供了实践范例，助力相关行业的技术升级与高质量发展。
（集邦化合物半导体 金水 整理）
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