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)設備長期暴露于復雜環(huán)境，因環(huán)境氣候作用，設備材料可能出現(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)電工材料適應性評價與可靠應用技術實驗室依托國網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學研究院成立，研究材料適應性分析、配方優(yōu)化、質(zhì)量管控、狀態(tài)檢測等關鍵技術，開發(fā)新型功能材料和裝置，打造先進的電工材料分析、研發(fā)及成果轉化平臺，保障電網(wǎng)設備安全運行。
研發(fā)新型合金接地材料，建設中試平臺促量產(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)和應用長效免維護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“基礎研發(fā)-量產(chǎn)工藝-工程應用驗證”的技術路線，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)濟性的復合型接地材料。
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，建設了長效免維護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。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。
長效免維護新型合金接地材料中試平臺的建立標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)濟的接地解決方案。目前，該平臺已實現(xiàn)長效免維護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、“終身”可靠。
攻關高精無損檢測與性能評價技術，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)部缺陷檢測關鍵技術攻關，構建了絕緣件材料電氣、機械、熱學性能檢測，成型件機械性能檢測及無損檢測技術體系，全面提高絕緣件入網(wǎng)質(zhì)量及運行可靠性。通過應用該檢測體系，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，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，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，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。這項技術已應用于國家電網(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鍵技術，推進國產(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)化攻關團隊，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。該團隊于今年5月入選了公司第二批新型電力系統(tǒng)科技攻關團隊。
圍繞進口合閘電阻片產(chǎn)品，攻關團隊從微觀結構、電氣性能、機械性能、熱學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經(jīng)驗。在此基礎上，攻關團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鍵技術研究”、公司科技項目“超特高壓GIS用合閘電阻國產(chǎn)化關鍵技術研究”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，攻關團隊已初步掌握了合閘電阻片制備工藝和性能調(diào)控技術，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。
