國家電網(wǎng)海洋輸電工程技術(shù)實驗室技術(shù)人員調(diào)試超高壓直流電纜綜合性能試驗平臺。

近期，在國家電網(wǎng)海洋輸電工程技術(shù)實驗室，浙江舟山供電公司“國蛟一號”海洋輸電創(chuàng)新團隊正開展超高壓直流電纜綜合性能試驗平臺的升級工作。

超高壓直流電纜綜合性能試驗平臺由“國蛟一號”海洋輸電創(chuàng)新團隊自主研發(fā)，于2024年8月26日建成投運，為我國直流海纜的質(zhì)量認(rèn)證把好技術(shù)關(guān)，促進(jìn)了國內(nèi)海洋輸電產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展。

我國大規(guī)模海上風(fēng)電加快開發(fā)，電網(wǎng)跨?；ヂ?lián)逐步發(fā)展，對海纜輸電工程輸送容量、輸送距離及經(jīng)濟性提出了更高要求。直流電纜因具有輸送容量大、輸送距離長等優(yōu)點成為深遠(yuǎn)海海纜輸電工程的首選。

近年來，國際上直流海纜線路的投運數(shù)量呈增長趨勢。國內(nèi)直流海纜生產(chǎn)及試驗起步較晚，高壓直流海纜運行過程中的綜合性能評估試驗遵循國外技術(shù)路線，海纜輸電工程運行的可靠性和安全性有待進(jìn)一步提高。為此，2020年6月起，“國蛟一號”海洋輸電創(chuàng)新團隊聯(lián)合國內(nèi)相關(guān)設(shè)備制造單位，聚焦高壓直流海纜試驗關(guān)鍵技術(shù)開展攻關(guān)。

“設(shè)備制造單位生產(chǎn)海纜后，需要對海纜進(jìn)行型式試驗。海纜應(yīng)用于具體海纜輸電工程之前，我們還需要對其開展預(yù)鑒定試驗。這些試驗?zāi)軝z驗海纜是否符合設(shè)計要求和海纜輸電工程的實際需求。”“國蛟一號”海洋輸電創(chuàng)新團隊骨干高震介紹。

直流海纜跟一般直流電纜相比，多了一層起保護作用的鎧裝層。開展型式試驗和預(yù)鑒定試驗需要使直流海纜的導(dǎo)體部分升溫。以往，檢測人員在給海纜施加直流電壓的同時，用交流升流變壓器給海纜施加交流電流來使導(dǎo)體部分升溫。在升溫階段，若不剝除鎧裝層，采用鋼等磁性金屬材料制成的鎧裝層會產(chǎn)生渦流損耗進(jìn)而發(fā)熱，與導(dǎo)體部分形成溫度倒掛現(xiàn)象，導(dǎo)致海纜絕緣溫度梯度分布不滿足試驗標(biāo)準(zhǔn)。而剝除鎧裝層后，海纜在試驗條件下與實際工況下的散熱情況有較大差異，無法有效評估電纜及其附件的電氣性能。

“不剝除鎧裝層會影響性能評估，而剝除鎧裝層又不符合實際運行工況，因此，我們需要改變這種給海纜施加交流電流的試驗方法?！备哒鹫f。

以往開展直流海纜型式試驗和預(yù)鑒定試驗沒有集成式的試驗平臺，需要用多種試驗設(shè)備分別測試直流海纜的絕緣耐壓、電熱老化、溫度分布等性能。由于試驗設(shè)備分散，試驗人員需要做很多前期準(zhǔn)備工作，耗費較多的人力成本和時間成本。

為此，“國蛟一號”海洋輸電創(chuàng)新團隊的目標(biāo)是要打造一款能同時給直流海纜施加直流電流和直流電壓的綜合試驗平臺。有了明確的目標(biāo)，他們結(jié)合開展全國首條525千伏直流海纜預(yù)鑒定試驗等的相關(guān)經(jīng)驗，聯(lián)合設(shè)備制造單位，探索攻克難題的方法。

直流大電流發(fā)生器可在低壓情況下為電纜提供大電流，但要保證其在高電壓情況下正常工作，需要實現(xiàn)低壓和高壓的有效隔離。2021年，“國蛟一號”海洋輸電創(chuàng)新團隊借助舟山柔性直流輸電工程換流閥相關(guān)技術(shù)，將直流大電流發(fā)生器放在等電位的絕緣平臺上進(jìn)行升流。經(jīng)過多次測試，他們發(fā)現(xiàn)利用高壓送能變壓器可實現(xiàn)低壓與高壓的有效隔離，確保直流大電流發(fā)生器在高電壓情況下正常工作?；诖耍皣砸惶枴焙Ｑ筝旊妱?chuàng)新團隊實現(xiàn)了對直流海纜同時施加直流電流和直流電壓。

經(jīng)過四年的攻關(guān)，2024年，超高壓直流電纜綜合性能試驗平臺建成投運。該平臺包括高壓送能變壓器、直流大電流發(fā)生器、測量控制系統(tǒng)、絕緣支撐平臺等組成部分，可全面評估高壓直流電纜的絕緣耐壓、電熱老化、溫度分布等綜合性能。同時，該平臺采用光纖測量控制技術(shù)，可實時監(jiān)控試驗過程、采集數(shù)據(jù)，并自動生成試驗報告。

超高壓直流電纜綜合性能試驗平臺的應(yīng)用使相關(guān)試驗工作效率提高了30%，節(jié)省了20%的人工成本和50%的模擬回路樣品數(shù)量。該平臺投運以來，“國蛟一號”海洋輸電創(chuàng)新團隊開展了高壓直流海纜在直流電流和直流電壓作用下的長期老化性能研究，為高壓直流海纜泄漏電流和空間電荷測試提供了研究手段，推進(jìn)了國內(nèi)高壓直流海纜新型絕緣材料的研發(fā)。

依托超高壓直流電纜綜合性能試驗平臺，“國蛟一號”海洋輸電創(chuàng)新團隊形成了新一代直流海纜型式試驗、預(yù)鑒定試驗方法。在這一基礎(chǔ)上，他們正在推動創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步提升我國在海洋輸電技術(shù)領(lǐng)域的影響力和話語權(quán)。

來源 | 國家電網(wǎng)報

編輯 | 房久仙

審核 | 何曉芳

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