中國儲能網(wǎng)訊：江西春季潮濕多雨、夏季高溫多雷暴、冬季濕冷易覆冰，是我國高濕熱地區(qū)的典型代表之一，土壤80%為酸性紅壤，地閃密度多年位居國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)前三位。大量的戶外電網(wǎng)設(shè)備長期暴露于復(fù)雜環(huán)境，因環(huán)境氣候作用，設(shè)備材料可能出現(xiàn)性能劣化甚至失效的情況，影響電網(wǎng)安全運行。
高濕熱地區(qū)電工材料適應(yīng)性評價與可靠應(yīng)用技術(shù)實驗室依托國網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學(xué)研究院成立，研究材料適應(yīng)性分析、配方優(yōu)化、質(zhì)量管控、狀態(tài)檢測等關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)新型功能材料和裝置，打造先進(jìn)的電工材料分析、研發(fā)及成果轉(zhuǎn)化平臺，保障電網(wǎng)設(shè)備安全運行。
研發(fā)新型合金接地材料，建設(shè)中試平臺促量產(chǎn)
接地材料腐蝕問題影響著接地網(wǎng)的安全性和可靠性。研發(fā)和應(yīng)用長效免維護(hù)新型合金接地材料為解決問題提供了方案。
2023年起，實驗室遵循“基礎(chǔ)研發(fā)-量產(chǎn)工藝-工程應(yīng)用驗證”的技術(shù)路線，開展了一系列創(chuàng)新研究。在高性能耐腐蝕合金的成分優(yōu)化與基礎(chǔ)冶金工藝研究方面，實驗室選取了銅、鋁、鎳及稀土等耐腐蝕元素，調(diào)整其配比與制備工藝，研制出導(dǎo)電性好、耐腐蝕性強、性能穩(wěn)定的新型合金。隨后，實驗室用這種合金覆層包覆鋼芯，研發(fā)出兼具高性能與經(jīng)濟(jì)性的復(fù)合型接地材料。
實驗室探索新型合金接地材料自動化、規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)，建設(shè)了長效免維護(hù)新型合金接地材料中試平臺。該平臺通過較小規(guī)模生產(chǎn)驗證了產(chǎn)品的可生產(chǎn)性及工藝穩(wěn)定性，為后期大規(guī)模量產(chǎn)打基礎(chǔ)。2024年8月，該平臺被納入國家電網(wǎng)有限公司智能運檢產(chǎn)業(yè)鏈中試平臺。
長效免維護(hù)新型合金接地材料中試平臺的建立標(biāo)志著實驗室具備了完整的新型合金接地材料自主研發(fā)、生產(chǎn)、檢測能力，可為電力行業(yè)提供更可靠、更經(jīng)濟(jì)的接地解決方案。目前，該平臺已實現(xiàn)長效免維護(hù)新型合金接地材料小規(guī)模試制。這種新材料具有高耐腐蝕性、高導(dǎo)電性和低成本優(yōu)勢，在酸性紅壤、西北鹽漬土、沿海高鹽土環(huán)境中表現(xiàn)出了良好的服役性能，服役壽命可超過50年，一次埋設(shè)、“終身”可靠。
攻關(guān)高精無損檢測與性能評價技術(shù)，降低組合電器故障率
溫度變化會造成組合電器筒體熱脹冷縮，給盆式絕緣子施加外部機械力，可能造成設(shè)備缺陷甚至引發(fā)故障。
實驗室開展組合電器絕緣件內(nèi)部缺陷檢測關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，構(gòu)建了絕緣件材料電氣、機械、熱學(xué)性能檢測，成型件機械性能檢測及無損檢測技術(shù)體系，全面提高絕緣件入網(wǎng)質(zhì)量及運行可靠性。通過應(yīng)用該檢測體系，2023年，國網(wǎng)江西電力220千伏及以上組合電器故障次數(shù)同比下降72%。
在組合電器制造階段的絕緣件質(zhì)量檢測方面，實驗室運用工業(yè)CT檢測技術(shù)，建立全電壓等級組合電器絕緣件三維數(shù)字射線圖譜庫和缺陷樣本庫，研究數(shù)字圖譜智能識別技術(shù)，攻克了常規(guī)出廠試驗難以有效發(fā)現(xiàn)、判斷并定位絕緣件微缺陷的難題。目前，實驗室已完成了5座500千伏新建變電站組合電器制造階段絕緣件質(zhì)量抽檢，發(fā)現(xiàn)了9件存在問題的絕緣件，提升了絕緣件入網(wǎng)質(zhì)量管控水平。
對于超高壓、特高壓組合電器大尺寸絕緣件，實驗室開發(fā)了分段、分區(qū)差異化工業(yè)CT檢測技術(shù)，彌補了X射線無法有效穿透大尺寸絕緣件并檢出缺陷的不足。這項技術(shù)已應(yīng)用于國家電網(wǎng)有限公司系統(tǒng)多座特高壓變電站1000千伏組合電器絕緣件內(nèi)部缺陷檢測。
探索斷路器合閘電阻片關(guān)鍵技術(shù)，推進(jìn)國產(chǎn)化替代
330千伏及以上電壓等級斷路器中，合閘電阻被廣泛應(yīng)用，能有效削弱電磁振蕩、限制過電壓。此前，國內(nèi)超高壓、特高壓斷路器合閘電阻主要靠進(jìn)口。
2023年5月，實驗室組建了一支20人的電工陶瓷器件服役特性評價及優(yōu)化攻關(guān)團(tuán)隊，開始探索研究超高壓、特高壓斷路器合閘電阻性能考核方法與國產(chǎn)化制備技術(shù)。該團(tuán)隊于今年5月入選了公司第二批新型電力系統(tǒng)科技攻關(guān)團(tuán)隊。
圍繞進(jìn)口合閘電阻片產(chǎn)品，攻關(guān)團(tuán)隊從微觀結(jié)構(gòu)、電氣性能、機械性能、熱學(xué)性能和理化性能五個方面開展了全方位測試，積累了合閘電阻片性能檢測相關(guān)經(jīng)驗。在此基礎(chǔ)上，攻關(guān)團(tuán)隊依托江西省政府重點研發(fā)計劃項目“超特高壓斷路器用合閘電阻片關(guān)鍵技術(shù)研究”、公司科技項目“超特高壓GIS用合閘電阻國產(chǎn)化關(guān)鍵技術(shù)研究”等，從材料的合成制備、合閘電阻批量化生產(chǎn)工藝及性能檢測驗證等方面開展了大量研究工作。目前，攻關(guān)團(tuán)隊已初步掌握了合閘電阻片制備工藝和性能調(diào)控技術(shù)，為后續(xù)性能優(yōu)化、工業(yè)化生產(chǎn)及國產(chǎn)化替代打下了基礎(chǔ)。
