強風沙塵極端環境輸變電設備運行與檢測技術試驗基地建設必要性討論

魏偉 張勇 王建 張龍 劉依梅

摘要：試驗基地直接關系到一個公司乃至一個地區行業的技術先進性與成長性，本文結合新疆電網建設發展的現實，從新疆電網的現狀出發，全面分析了建設強風沙塵極端環境輸變電設備運行與檢測技術試驗基地的目的、意義，并指出了當前具備的理論和實踐依據，最后對基地建設的定位、布局和方案進行了展望。從而全面地分析了基地建設的必要性，為今后開展基地規劃和建設提供一定的參考依據。

關鍵詞：極端環境，輸變電設備，試驗基地，必要性

1、基地建設的目的

輸變電設備極端氣象環境運行與檢測技術試驗基地的建設首要目的是為極端氣象環境中的規劃設計、施工建設和運行維護技術構建一個試驗檢測和科研平臺，也為相關的科技問題攻關、技術服務和人員培訓提供支撐;其次，隨著“一帶一路”戰略的深化推進，一方面，現有研究成果對絲綢之路經濟帶上類似于新疆地區極端氣象環境條件下的電網規劃、建設、運行管理具有重要的借鑒意義，另一方面，在“一帶一路”背景下，基地為強風、沙塵等極端氣象環境中涉疆跨國互聯的重要輸電廊道提供了一個開展應對極端氣象環境相關技術的研究平臺。

2、意義

（一）符合國家“一帶一路”發展戰略的需要。

隨著“一帶一路”戰略的不斷深化推進，絲綢之路經濟帶上類似于新疆地區環境條件下的國家和地區在電網建設中遇到類似的困難，實驗基地可以給予強有力的技術支持。

符合“全球能源互聯網”開展的需要。

隨著“全球能源互聯網”的建立，在中亞典型強風、沙塵、干旱高溫和大溫差極端環境條件下，實驗基地將重點研究解決提高中亞典型氣候環境條件下的輸變電設備的可靠性，可以為全球能源互聯網的中亞能源通道提供運行維護、技術支持的平臺。

（三）符合國網公司引領世界電力發展的需要

國網公司提出了建設以特高壓電網為骨干網架，各級電網協調發展，以信息化、自動化、互動化為特征的堅強智能電網發展戰略，提高新疆電網在極端環境氣候條件下的可靠性是堅強智能電網的重要研究內容。為此該特殊領域的技術發展也急需擁有一個功能完善、技術先進的實驗基地，為國網公司在引領世界電力發展的潮流中搶占繼特高壓輸電技術外等領域的又一個制高點。

（四）符合填補國內外各類標準空白的需要

當前的電網在強風、沙塵、干旱高溫和大溫差惡劣環境下運行仍存在很多不足之處。通過新疆輸變電設備極端環境運行與檢測技術實驗基地建設和創新發展，有針對性的開展強風、沙塵、干旱高溫和大溫差條件對開關設備操作機構、絕緣子和金具的電氣和機械故障研究、狀態監測裝置長期運行可靠性提升技術研究、外絕緣擊穿特性試驗研究、為研制適用于強風、沙塵、干旱高溫和大溫差條件下的輸變電設備創造條件，為制定符合強風、沙塵、干旱高溫和大溫差地區實際情況的輸變電設備設計、運維標準提供依據。

（五）符合新疆電網發展的實際需要

新疆干旱、強風、沙塵暴和大溫差耦合的極端氣象環境中電網相關的技術需求迫切，需要開展相關研究，為電網建設發展提供技術支撐。而新疆輸變電設備極端環境運行與檢測技術實驗基地是一個集科研、檢測和工程應用為一體的特殊環境領域電力實驗場區，是填補我國在極端環境條件下輸變電設備安全可靠性這一研究領域的空白、實現超/特高壓輸電科技向極端氣候環境挑戰實現跨越式發展、支撐堅強智能電網建設的重要舉措。

（六）符合聯合實驗室未來發展的需要

2016年1月，輸變電設備極端環境運行與檢測技術聯合實驗室獲得國網公司批準，成為國內唯一全面專業從事輸變電設備極端環境運行與檢測技術研究的機構。聯合實驗室任務是發現和凝練重大極端環境輸變電設備運行與檢測問題，成為創新活動和成果產出的重要源頭。新疆輸變電設備極端環境運行與檢測技術實驗基地為將聯合實驗室建設成為國網公司重點實驗室、國家工程中心和國家重點實驗室乃至世界知名實驗室提供全面的技術支撐。

3、理論和實踐依據

3.1 規劃依據

隨著電網規模的不斷擴大，新疆電網在加大“內網”建設的同時，還加快了電力外送的步伐。與多國接壤的新疆有望成為中國至境外的“電力絲綢之路”的連接點、核心段。因此新疆電網擔負著國內電網建設的重要地位，需不斷提高其電網供電質量和抵御自然災害能力。針對新疆多風沙塵的環境特點，極端環境試驗基地順應和服從了國家電網公司發展的總體規劃，并與國網公司對電網安全運行要求、運維檢修目標、科研創新、技術研究的長期目標相一致。

（二）理論依據

強風沙塵極端環境輸變電設備運行與檢修試驗基地是電網運維與檢修人員及相關科研人員從事運維與檢修技術研究、設備故障機理研究、電網災害監測預警研究、科研創新等活動的重要場所，其宗旨在于以試驗基地為平臺、以新疆的強風沙塵極端環境電網為依托，進行技術研究、科學創新和專業人才培養。試驗基地是保證電網安全穩定、建設發展、規劃運行的重要組成部分，而科學規劃是充分發揮試驗基地能力的重要舉措。

3.2實踐依據

目前已建成的極端環境輸變電設備運行與檢測技術聯合實驗室，通過極端環境下輸變電設備故障機理、電網災害監測與預警技術、輸變電設備運維與檢修技術研究，系統的解決“一帶一路”、全球能源互聯面臨的極端環境下輸變電工程建設、運行難題，為強風沙塵極端氣象環境中的規劃設計、施工建設和運行維護技術構建一個試驗檢測和科研平臺。該國網實驗室的建成，雖然具備一定的技術能力，但要更加全面的開展系統的研究，仍然需要進一步擴展平臺，通過進一步地開展基地建設，能夠創造更加廣闊的科研平臺，為新疆電網乃的發展開辟新的科研戰略要地。同時，對于新疆電網，作為風電、光伏新能源輸送基地、跨國能源互聯互通的重要走廊，其強風沙塵氣候特點顯著，電網途經沙漠、戈壁、無人區，電網運行復雜，試驗基地的建設能夠為新疆電網的可靠性、穩定性提升提供有力的支撐，促進新疆電網建設和新能源發展。

4、展望

針對強風沙塵極端環境輸變電設備運行與檢測技術試驗基地的建設需要提前規劃，從規劃角度做以下幾點展望：

（1）基地功能定位和建設目標規劃

試驗基地的建設以極端環境為特色，建成以特高壓試驗大廳為核心的，能滿足除特高壓輸變電設備電磁環境研究、帶電作業研究外所有±1100kV直流和1000kV交流特高壓試驗的戶內、外試驗場，成為西北地區規模最大、配置最先進，具有科研、試驗、培訓和對外展示的多功能的綜合性試驗基地，成為國家電網公司特高壓交直流輸電工程在強風沙塵極端環境下建設、運行維護和培訓的主要科研基地。

（2）基地布局

基地整體布局需要考慮特高壓交流試驗考核場、試驗線段以及其它相關電源、控制、試驗等輔助設施，同時需要提前規劃下述研究方向的基地布局設計：強風沙塵地區特高壓施工及設計技術優化的研究、強風沙塵地區特高壓電網運行安全問題的研究、強風沙塵地區特高壓電網設備運行特性研究、極端氣候環境特高壓外絕緣特性研究及強風沙塵環境特高壓運維培訓服務。

（3）基地長期帶電考核場、試驗線段、戶外沖擊試驗場和人工氣候實驗室等規劃方案

強風沙塵條件下特高壓設備帶電考核場的設計方案需要充分考慮如何使其發揮最大功效，從特高壓交流設備帶電考核、試驗線段、現場檢測技術研究及現場檢測裝備研制，到特高壓交流設備在線監測技術研究、故障診斷技術研究，確保設備帶電考核場能夠全方位、綜合性適用于強風沙塵地區特高壓設備及特高壓技術的研究。

作者簡介

魏偉（1988.8），本科，主要從事輸變電設備狀態評價工作。