強(qiáng)風(fēng)沙塵極端環(huán)境輸變電設(shè)備運(yùn)行與檢測(cè)技術(shù)試驗(yàn)基地建設(shè)必要性討論

魏偉 張勇 王建 張龍 劉依梅

摘要：試驗(yàn)基地直接關(guān)系到一個(gè)公司乃至一個(gè)地區(qū)行業(yè)的技術(shù)先進(jìn)性與成長(zhǎng)性，本文結(jié)合新疆電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)，從新疆電網(wǎng)的現(xiàn)狀出發(fā)，全面分析了建設(shè)強(qiáng)風(fēng)沙塵極端環(huán)境輸變電設(shè)備運(yùn)行與檢測(cè)技術(shù)試驗(yàn)基地的目的、意義，并指出了當(dāng)前具備的理論和實(shí)踐依據(jù)，最后對(duì)基地建設(shè)的定位、布局和方案進(jìn)行了展望。從而全面地分析了基地建設(shè)的必要性，為今后開(kāi)展基地規(guī)劃和建設(shè)提供一定的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：極端環(huán)境，輸變電設(shè)備，試驗(yàn)基地，必要性

1、基地建設(shè)的目的

輸變電設(shè)備極端氣象環(huán)境運(yùn)行與檢測(cè)技術(shù)試驗(yàn)基地的建設(shè)首要目的是為極端氣象環(huán)境中的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)技術(shù)構(gòu)建一個(gè)試驗(yàn)檢測(cè)和科研平臺(tái)，也為相關(guān)的科技問(wèn)題攻關(guān)、技術(shù)服務(wù)和人員培訓(xùn)提供支撐;其次，隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的深化推進(jìn)，一方面，現(xiàn)有研究成果對(duì)絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶上類(lèi)似于新疆地區(qū)極端氣象環(huán)境條件下的電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行管理具有重要的借鑒意義，另一方面，在“一帶一路”背景下，基地為強(qiáng)風(fēng)、沙塵等極端氣象環(huán)境中涉疆跨國(guó)互聯(lián)的重要輸電廊道提供了一個(gè)開(kāi)展應(yīng)對(duì)極端氣象環(huán)境相關(guān)技術(shù)的研究平臺(tái)。

2、意義

（一）符合國(guó)家“一帶一路”發(fā)展戰(zhàn)略的需要。

隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的不斷深化推進(jìn)，絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶上類(lèi)似于新疆地區(qū)環(huán)境條件下的國(guó)家和地區(qū)在電網(wǎng)建設(shè)中遇到類(lèi)似的困難，實(shí)驗(yàn)基地可以給予強(qiáng)有力的技術(shù)支持。

符合“全球能源互聯(lián)網(wǎng)”開(kāi)展的需要。

隨著“全球能源互聯(lián)網(wǎng)”的建立，在中亞典型強(qiáng)風(fēng)、沙塵、干旱高溫和大溫差極端環(huán)境條件下，實(shí)驗(yàn)基地將重點(diǎn)研究解決提高中亞典型氣候環(huán)境條件下的輸變電設(shè)備的可靠性，可以為全球能源互聯(lián)網(wǎng)的中亞能源通道提供運(yùn)行維護(hù)、技術(shù)支持的平臺(tái)。

（三）符合國(guó)網(wǎng)公司引領(lǐng)世界電力發(fā)展的需要

國(guó)網(wǎng)公司提出了建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展，以信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化為特征的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略，提高新疆電網(wǎng)在極端環(huán)境氣候條件下的可靠性是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要研究?jī)?nèi)容。為此該特殊領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展也急需擁有一個(gè)功能完善、技術(shù)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)基地，為國(guó)網(wǎng)公司在引領(lǐng)世界電力發(fā)展的潮流中搶占繼特高壓輸電技術(shù)外等領(lǐng)域的又一個(gè)制高點(diǎn)。

（四）符合填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外各類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)空白的需要

當(dāng)前的電網(wǎng)在強(qiáng)風(fēng)、沙塵、干旱高溫和大溫差?lèi)毫迎h(huán)境下運(yùn)行仍存在很多不足之處。通過(guò)新疆輸變電設(shè)備極端環(huán)境運(yùn)行與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)基地建設(shè)和創(chuàng)新發(fā)展，有針對(duì)性的開(kāi)展強(qiáng)風(fēng)、沙塵、干旱高溫和大溫差條件對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備操作機(jī)構(gòu)、絕緣子和金具的電氣和機(jī)械故障研究、狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性提升技術(shù)研究、外絕緣擊穿特性試驗(yàn)研究、為研制適用于強(qiáng)風(fēng)、沙塵、干旱高溫和大溫差條件下的輸變電設(shè)備創(chuàng)造條件，為制定符合強(qiáng)風(fēng)、沙塵、干旱高溫和大溫差地區(qū)實(shí)際情況的輸變電設(shè)備設(shè)計(jì)、運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。

（五）符合新疆電網(wǎng)發(fā)展的實(shí)際需要

新疆干旱、強(qiáng)風(fēng)、沙塵暴和大溫差耦合的極端氣象環(huán)境中電網(wǎng)相關(guān)的技術(shù)需求迫切，需要開(kāi)展相關(guān)研究，為電網(wǎng)建設(shè)發(fā)展提供技術(shù)支撐。而新疆輸變電設(shè)備極端環(huán)境運(yùn)行與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)基地是一個(gè)集科研、檢測(cè)和工程應(yīng)用為一體的特殊環(huán)境領(lǐng)域電力實(shí)驗(yàn)場(chǎng)區(qū)，是填補(bǔ)我國(guó)在極端環(huán)境條件下輸變電設(shè)備安全可靠性這一研究領(lǐng)域的空白、實(shí)現(xiàn)超/特高壓輸電科技向極端氣候環(huán)境挑戰(zhàn)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展、支撐堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)的重要舉措。

（六）符合聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室未來(lái)發(fā)展的需要

2016年1月，輸變電設(shè)備極端環(huán)境運(yùn)行與檢測(cè)技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室獲得國(guó)網(wǎng)公司批準(zhǔn)，成為國(guó)內(nèi)唯一全面專(zhuān)業(yè)從事輸變電設(shè)備極端環(huán)境運(yùn)行與檢測(cè)技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)。聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室任務(wù)是發(fā)現(xiàn)和凝練重大極端環(huán)境輸變電設(shè)備運(yùn)行與檢測(cè)問(wèn)題，成為創(chuàng)新活動(dòng)和成果產(chǎn)出的重要源頭。新疆輸變電設(shè)備極端環(huán)境運(yùn)行與檢測(cè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)基地為將聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成為國(guó)網(wǎng)公司重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程中心和國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室乃至世界知名實(shí)驗(yàn)室提供全面的技術(shù)支撐。

3、理論和實(shí)踐依據(jù)

3.1 規(guī)劃依據(jù)

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，新疆電網(wǎng)在加大“內(nèi)網(wǎng)”建設(shè)的同時(shí)，還加快了電力外送的步伐。與多國(guó)接壤的新疆有望成為中國(guó)至境外的“電力絲綢之路”的連接點(diǎn)、核心段。因此新疆電網(wǎng)擔(dān)負(fù)著國(guó)內(nèi)電網(wǎng)建設(shè)的重要地位，需不斷提高其電網(wǎng)供電質(zhì)量和抵御自然災(zāi)害能力。針對(duì)新疆多風(fēng)沙塵的環(huán)境特點(diǎn)，極端環(huán)境試驗(yàn)基地順應(yīng)和服從了國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)展的總體規(guī)劃，并與國(guó)網(wǎng)公司對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行要求、運(yùn)維檢修目標(biāo)、科研創(chuàng)新、技術(shù)研究的長(zhǎng)期目標(biāo)相一致。

（二）理論依據(jù)

強(qiáng)風(fēng)沙塵極端環(huán)境輸變電設(shè)備運(yùn)行與檢修試驗(yàn)基地是電網(wǎng)運(yùn)維與檢修人員及相關(guān)科研人員從事運(yùn)維與檢修技術(shù)研究、設(shè)備故障機(jī)理研究、電網(wǎng)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警研究、科研創(chuàng)新等活動(dòng)的重要場(chǎng)所，其宗旨在于以試驗(yàn)基地為平臺(tái)、以新疆的強(qiáng)風(fēng)沙塵極端環(huán)境電網(wǎng)為依托，進(jìn)行技術(shù)研究、科學(xué)創(chuàng)新和專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)。試驗(yàn)基地是保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定、建設(shè)發(fā)展、規(guī)劃運(yùn)行的重要組成部分，而科學(xué)規(guī)劃是充分發(fā)揮試驗(yàn)基地能力的重要舉措。

3.2實(shí)踐依據(jù)

目前已建成的極端環(huán)境輸變電設(shè)備運(yùn)行與檢測(cè)技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)極端環(huán)境下輸變電設(shè)備故障機(jī)理、電網(wǎng)災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警技術(shù)、輸變電設(shè)備運(yùn)維與檢修技術(shù)研究，系統(tǒng)的解決“一帶一路”、全球能源互聯(lián)面臨的極端環(huán)境下輸變電工程建設(shè)、運(yùn)行難題，為強(qiáng)風(fēng)沙塵極端氣象環(huán)境中的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)技術(shù)構(gòu)建一個(gè)試驗(yàn)檢測(cè)和科研平臺(tái)。該國(guó)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室的建成，雖然具備一定的技術(shù)能力，但要更加全面的開(kāi)展系統(tǒng)的研究，仍然需要進(jìn)一步擴(kuò)展平臺(tái)，通過(guò)進(jìn)一步地開(kāi)展基地建設(shè)，能夠創(chuàng)造更加廣闊的科研平臺(tái)，為新疆電網(wǎng)乃的發(fā)展開(kāi)辟新的科研戰(zhàn)略要地。同時(shí)，對(duì)于新疆電網(wǎng)，作為風(fēng)電、光伏新能源輸送基地、跨國(guó)能源互聯(lián)互通的重要走廊，其強(qiáng)風(fēng)沙塵氣候特點(diǎn)顯著，電網(wǎng)途經(jīng)沙漠、戈壁、無(wú)人區(qū)，電網(wǎng)運(yùn)行復(fù)雜，試驗(yàn)基地的建設(shè)能夠?yàn)樾陆娋W(wǎng)的可靠性、穩(wěn)定性提升提供有力的支撐，促進(jìn)新疆電網(wǎng)建設(shè)和新能源發(fā)展。

4、展望

針對(duì)強(qiáng)風(fēng)沙塵極端環(huán)境輸變電設(shè)備運(yùn)行與檢測(cè)技術(shù)試驗(yàn)基地的建設(shè)需要提前規(guī)劃，從規(guī)劃角度做以下幾點(diǎn)展望：

（1）基地功能定位和建設(shè)目標(biāo)規(guī)劃

試驗(yàn)基地的建設(shè)以極端環(huán)境為特色，建成以特高壓試驗(yàn)大廳為核心的，能滿足除特高壓輸變電設(shè)備電磁環(huán)境研究、帶電作業(yè)研究外所有±1100kV直流和1000kV交流特高壓試驗(yàn)的戶內(nèi)、外試驗(yàn)場(chǎng)，成為西北地區(qū)規(guī)模最大、配置最先進(jìn)，具有科研、試驗(yàn)、培訓(xùn)和對(duì)外展示的多功能的綜合性試驗(yàn)基地，成為國(guó)家電網(wǎng)公司特高壓交直流輸電工程在強(qiáng)風(fēng)沙塵極端環(huán)境下建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)和培訓(xùn)的主要科研基地。

（2）基地布局

基地整體布局需要考慮特高壓交流試驗(yàn)考核場(chǎng)、試驗(yàn)線段以及其它相關(guān)電源、控制、試驗(yàn)等輔助設(shè)施，同時(shí)需要提前規(guī)劃下述研究方向的基地布局設(shè)計(jì)：強(qiáng)風(fēng)沙塵地區(qū)特高壓施工及設(shè)計(jì)技術(shù)優(yōu)化的研究、強(qiáng)風(fēng)沙塵地區(qū)特高壓電網(wǎng)運(yùn)行安全問(wèn)題的研究、強(qiáng)風(fēng)沙塵地區(qū)特高壓電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行特性研究、極端氣候環(huán)境特高壓外絕緣特性研究及強(qiáng)風(fēng)沙塵環(huán)境特高壓運(yùn)維培訓(xùn)服務(wù)。

（3）基地長(zhǎng)期帶電考核場(chǎng)、試驗(yàn)線段、戶外沖擊試驗(yàn)場(chǎng)和人工氣候?qū)嶒?yàn)室等規(guī)劃方案

強(qiáng)風(fēng)沙塵條件下特高壓設(shè)備帶電考核場(chǎng)的設(shè)計(jì)方案需要充分考慮如何使其發(fā)揮最大功效，從特高壓交流設(shè)備帶電考核、試驗(yàn)線段、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù)研究及現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝備研制，到特高壓交流設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究、故障診斷技術(shù)研究，確保設(shè)備帶電考核場(chǎng)能夠全方位、綜合性適用于強(qiáng)風(fēng)沙塵地區(qū)特高壓設(shè)備及特高壓技術(shù)的研究。

作者簡(jiǎn)介

魏偉（1988.8），本科，主要從事輸變電設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)工作。