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国内首台特高压直流高速开关研制成功 全球信息

时间 :2023-06-04 08:34:46   来源 : 中国产业经济信息网

5月14日，南方电网超高压公司牵头研发的±800kV直流高速开关科技成果通过中国机械工业联合会组织的产品鉴定。鉴定专家一致认为，产品整体达到国际领先水平，标志着我国首台特高压直流高速开关研制成功，比进口产品性能更优，填补了我国直流高速开关设备系列产业链空白，为我国特高压多端直流工程建设运行提供坚强保障。


(相关资料图)

直流高速开关是多端直流系统的关键设备，由近千个零部件组成，是十分精密的开关电气设备。在以往两端直流工程中，普遍采用常规的隔离开关，但在多端直流工程中，直流高速开关不可或缺。

"多端直流采用直流高速开关，可提升直流系统运行的灵活性与可靠性，相较隔离开关开断时间极短。"南方电网超高压公司电力科研院领军级技术专家兼攻关项目组成员张长虹说，"隔离开关动作一次时间约24秒，无法实现第三站点在线投退和故障线路快速隔离。直流高速开关动作一次仅需21毫秒，在我们不经意的起心动念间早已经动作到位。"

据了解，目前国内使用的±800kV直流高速开关完全依赖进口，进口产品陆续出现断口湿耐受绝缘不足、小直流电流开断能力较小、操动机构动作振动大、均压环电晕明显等问题，暴露出设备在绝缘裕度、机械传动链、电弧控制等方面的不足，不仅维修成本高昂，而且维修时间不可控，是多端直流工程建设"卡脖子"的设备之一。

为啃下"硬骨头"，南方电网超高压公司联合设备厂家、科研院所等科研力量，组建横跨产学研用科研攻关团队，对特高压直流高速开关开展攻关。

"我们的目标是不仅要实现国产化，还要性能更优、更有竞争力。"南方电网超高压公司创新部副总经理兼攻关项目负责人吕金壮介绍，攻关团队系统分析了目前运行的高速直流开关运行工况，结合后续工程的通用性要求，对新研制的设备结构、尺寸、性能等提出了要求--性能指标全覆盖、现有工程可直接替代、后续工程留有裕度。

吕金壮介绍，研发过程十分艰辛，不仅要重点攻克内外绝缘配合、机械传动链优化、直流小电流开断、长时直流燃弧耐受等性能提升的技术难题，还要克服研发基础薄弱、考核标准缺失、疫情反复等一系列困难和挑战。

根据项目计划拟定实施方案，攻关团队制定了绝缘及开断性能、整体结构及设计定型、国产化样机研制等里程碑节点。经过22个月连续奋战，终于攻克灭弧室长时燃弧耐受能力、无震荡回路直流电流开断能力等世界级难题，最终成功研制出特高压直流高速开关设备样机并一次性通过全套试验验证。

据张长虹介绍，国内研制的±800kV直流高速开关实现多项技术突破：在提升开关断口内、外绝缘裕度方面，首次设计出用于双断口灭弧室中间悬浮电位的球型屏蔽结构，将电场强度降低70%，绝缘性能提高至1224kV/h；在直流小电流开断能力方面，研制出一种无辅助电路、直接开断直流小电流的灭弧室，开断小直流性能为50A/2kV，相较进口产品大幅提升；在提升长时直流燃弧耐受性能方面，满足4000A/400ms烧蚀5次能力要求，较进口产品提升30%。

以中国科学院院士陈维江和中国工程院院士邱爱慈领衔的产品技术鉴定专家组一致认为，国内首台±800kV直流高速开关，填补了国内特高压多端直流工程用±800kV直流高速开关空白，提高了高端电工装备自主可控性。

"±800kV直流高速开关的成功研制，摆脱了国外技术封锁，实现了特高压直流高速开关国产化关键技术突破，提升了公司在该领域的话语权和影响力，巩固了公司直流领域核心竞争力，为国内高压直流装备产业升级积累了宝贵的经验。"南方电网超高压公司副总经理刘相枪说："这是公司实现科技自立自强道路上的重要里程碑事件，后续将围绕先进电工材料及新型装备、大规模新能源直流送出工程安全稳定运行等关键领域，持续布局战略性、引领性技术创新。"（李品 谷裕 黎卫国）

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