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南方电网特高压高海拔外绝缘技术创新

导读: 据悉,迄今为止,南方电网“高海拔±800千伏特高压直流外绝缘特性研究及应用”项目“±800千伏特高压直流合成绝缘子”发明专利得到了广泛应用,发明成果惠及全球特高压输电领域。仅2009至2011年3年时间,生产厂家新增销售额2.4亿多元。

  世界首个±800千伏特高压直流输电工程、世界首个1000千伏特高压交流输电工程、印度特高压项目……据悉,迄今为止,南方电网“高海拔±800千伏特高压直流外绝缘特性研究及应用”项目“±800千伏特高压直流合成绝缘子”发明专利得到了广泛应用,发明成果惠及全球特高压输电领域。仅2009至2011年3年时间,生产厂家新增销售额2.4亿多元。

  “该项目成功解决了高海拔特高压直流输电工程外绝缘设计的关键技术问题。”近日,南网科研院依托特高压工程技术(昆明)国家工程实验室而开展的“高海拔±800千伏特高压直流外绝缘特性研究及应用”项目通过中国电机工程学会的技术鉴定,专家一致认为:该项目创新性明显,研究成果总体达到国际先进水平,部分成果国际领先。

  高海拔外绝缘技术研究从零开始

  在外行人眼里,±800千伏仅代表一个电压数值;在业内人士看来,则代表了目前世界直流输电商业应用领域的最高电压,是电力输送的“高速路”、节能的“绿走廊”。

  在当初的科研人员心里,有关±800千伏的一切技术都是从“零”开始,没有现成的经验可以借鉴,必须结合南方电网的实际特点和发展趋势,走出一条自主创新之路。“合理选择线路和换流站外绝缘是建设特高压直流输电工程面临的关键技术问题之一。”南网科研院副院长刘智宏点明了“高海拔±800千伏特高压直流外绝缘特性研究及应用”项目研究的背景。

  以数量最多且最为重要的元件之一——绝缘子为例,云广特高压跨越滇、桂、粤三省,相当部分线路穿过高海拔区,重污秽、覆冰、强紫外线等环境特点明显,绝缘子必须具备超强性能,承受更高的电压、机械强度与高海拔、重覆冰等要求,因此,开展高海拔条件下外绝缘特性的研究迫切而重要。

  “所有技术研发都是为了客观需要。”科研院高压所所长李锐海介绍了该项目的独创性,“我们进行的绝缘子人工污秽试验结果和长空气间隙放电特性试验结果,为工程设计提供了重要参考依据。”

  据了解,此前,由于缺少实际高海拔全尺寸的试验条件,国内外在实际高海拔条件下的特高压污秽外绝缘放电特性和长空气间隙放电特性方面的研究相对较少,得到的试验数据也不多,已有的数据也多是在人工气候室中得到的。

  搞试验其实是个体力活

  高电压外绝缘特性的研究属于试验性科学,并且是接近实际尺寸的原型试验,这就决定了科研人员不可能坐在实验室里,靠理论计算或用缩小的模型试验来分析,而是与流汗、辛苦、劳累相伴的亲力亲为。比如做特高压绝缘子全尺寸试验,串起来的绝缘子仿佛一根巨型“糖葫芦”,最长的一串有110片,一片绝缘子约30公斤重。

  “试验人员先把它们从户外搬到室内,再一片片涂污,涂完后挂起来,尽管常常做到半夜十二点,整天也才挂二、三十片。”高压所的王国利博士告诉记者,得出的每一个数据都很不容易,“亲自动手做”的体力活把原来的文弱书生很快锻炼成了壮汉。

  据了解,为研究复合绝缘子直流污闪特性的试验方法,科研人员遴选了不同温度、湿度、时间条件下的不同结果,仅温度就有上百支绝缘子经历了从10-40℃范围内的上百次试验,最后通过曲线图分析研究得出最佳数值为(20±5)℃。

  “复合绝缘子湿度、放置时间的最佳数值也是这样反复试验,曲线图上的数据每天最多得到三五个。”高压所的张福增博士打趣说:“伟大的事就是无数遍平凡、重复、枯燥地做同一件事情,科研人员对此深以为然。”

  科研平台磨出技术尖兵

  自2007年,南网科研院联合清华大学成立项目课题组以来,科研人员通过产学研合作,对海拔2100米条件下的特高压±800千伏直流输电工程全尺寸外绝缘特性进行了长达5年的攻关,共收获23项专利及软件著作权、发表论文56篇(其中国际期刊收录4篇,国内核心期刊收录36篇),还有专著《绝缘子和避雷器》被收纳进《中国电气工程大典》。

  据悉,23项专利里,有12项关于绝缘子,涉及到配方、金具、伞形及工艺等。其中,“±800kV特高压直流合成绝缘子”发明专利获得了3项奖励:2010年10月,获得第十二届中国专利优秀奖;2011年8月,获得广东省政府奖励50万元;2012年4月,获得广州市政府颁发的第十二届中国专利优秀奖项目配套奖。“三次获奖,充分说明了该专利的重要意义和各级政府的肯定。”南网科研院技术部副主任罗兵表示。

  项目刚起步时,团队成员多是走出校门不久的年轻人,5年的刻苦攻关将他们带到了技术最前沿。从最初的6人发展壮大到现在的30人,团队成员也个个拥有了技术“绝活”,其中,30岁出头的张福增博士,不久前被我国绝缘子标委会“慕名”聘为委员。

  “年轻人在这里有成就,我们特别高兴!”李锐海满眼期盼。

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