近日，西高院常州公司順利完成±550kV直流GIS戶外長期帶電試驗項目，該試驗過程歷時近1年，是西高院首次在完全模擬直流GIS運行工況下開展長期帶電試驗，目前暫無報道國內(nèi)外其他實驗室具備該試驗?zāi)芰Α?/span>
氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備（gas-insulated metal-enclosed switchgear，以下簡稱GIS）是指至少部分采用高于大氣壓力的氣體作為絕緣介質(zhì)的金屬封閉開關(guān)設(shè)備，可分為交流GIS和直流GIS。相較于交流GIS的廣泛應(yīng)用程度，由于直流電力系統(tǒng)中絕緣問題的原因，直流GIS的應(yīng)用要嚴(yán)重落后。國內(nèi)已先后成功研制出±200kV直流GIS、±320kV直流GIS和±550kV直流GIS，但尚無直流GIS應(yīng)用經(jīng)驗。根據(jù)國外已有應(yīng)用經(jīng)驗表明，直流GIS可替代海上風(fēng)電換流站用線路側(cè)空氣絕緣直流開關(guān)設(shè)備，占用空間可縮小70%以上，使海上換流平臺體積縮小10%，能極大節(jié)約建設(shè)成本，應(yīng)用潛力巨大。目前國內(nèi)外尚無關(guān)于直流GIS相關(guān)試驗標(biāo)準(zhǔn)，因此為了保證在直流GIS投運后直流電網(wǎng)的安全可靠性，設(shè)計一套科學(xué)、系統(tǒng)的試驗方案對直流GIS的絕緣性能及可靠性水平進行考核就顯得尤為重要，特別是針對截止目前國內(nèi)外電壓等級最高的±550kV直流GIS。
為充分滿足市場需求，打破國外高壓直流GIS技術(shù)壁壘，助力高端電工裝備國產(chǎn)化自主化，常州公司積極參與“±550kV直流GIS關(guān)鍵技術(shù)、裝備研發(fā)及工程應(yīng)用”重大項目，以實際行動踐行試驗檢測“國家隊”的使命和擔(dān)當(dāng)，開展±550kV直流GIS長期帶電試驗技術(shù)和試驗裝備攻關(guān)，研制出國內(nèi)首套3.5kA/550kV直流電流源試驗裝置，并建立了戶外直流GIS長期帶電試驗平臺，以西安西電開關(guān)電氣有限公司研制的±550kV直流GIS樣機作為研究對象進行實際試驗驗證,項目團隊技術(shù)人員已經(jīng)參與到2項直流GIS相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作中。
長期帶電試驗是為了驗證直流GIS在全工況條件下的運行可靠性，重點是驗證絕緣性能，同時考慮熱應(yīng)力和機械應(yīng)力的影響。項目團隊與用戶根據(jù)±550kV直流GIS的實際工況制定長期帶電試驗程序，包含了零負(fù)載和高負(fù)載工況，并全面考核了直流GIS中的各類部件。在項目立項和運行階段，各級領(lǐng)導(dǎo)和專家多次蒞臨常州公司現(xiàn)場調(diào)研,給予悉心關(guān)懷和專業(yè)指導(dǎo)，為項目的順利開展指明了方向。在試驗準(zhǔn)備階段，項目團隊綜合考慮試品承重、導(dǎo)線溫升、惡劣天氣等限制因素，設(shè)計了一種新的光纖敷設(shè)方案和一種軟性并列銅導(dǎo)線方案，保證了試驗回路穩(wěn)定可靠運行；在試驗周期中，項目團隊制訂了詳細(xì)的試驗計劃及現(xiàn)場應(yīng)急預(yù)案，同時加強安全巡查和管理力度，24小時監(jiān)控試驗回路和試品的各項參數(shù)，確保人員及設(shè)備安全；周期結(jié)束后需要進行直流疊加沖擊試驗，項目團隊圍繞技術(shù)難點和創(chuàng)新點開展技術(shù)攻關(guān)，成功解決了整個回路施加雷電和操作沖擊的技術(shù)問題，更進一步驗證了電流源的絕緣水平和可靠性。項目開展期間，項目團隊還主動承擔(dān)起國慶、春節(jié)長假期間的試驗值班任務(wù)，嚴(yán)守工作崗位，以一絲不茍的工作作風(fēng)和精益求精的工作態(tài)度為項目按期推進提供了有力支撐。
在全球大力推行可再生能源發(fā)電和我國全力實現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”雙碳目標(biāo)的大背景下，本次±550kV直流GIS戶外長期帶電試驗的順利完成，對直流GIS絕緣件及核心組部件的國產(chǎn)化研制、服務(wù)我國超特高壓直流輸電以及海上風(fēng)電送出等應(yīng)用場景具有重大意義，同時也為制訂相關(guān)IEC及國家標(biāo)準(zhǔn)打下了堅實的基礎(chǔ)。下一步，常州公司將做好數(shù)據(jù)分析整理工作，加快科技成果轉(zhuǎn)化，充實創(chuàng)新發(fā)展后勁，為實現(xiàn)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展及服務(wù)“雙碳”戰(zhàn)略作出應(yīng)有的貢獻。
文圖：韋兵
