武汉南瑞：产学研用全涵盖 攻坚克难闯新路

产学研用全涵盖 攻坚克难闯新路

―――武汉南瑞自主研制的新型防雷装置达到批量化应用

刘新 曹伟

　　7月底，由国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司（简称“武汉南瑞”）承担的国网科技项目“交直流架空输电线路雷击闪络限制技术完善研究”顺利通过验收。同时，武汉南瑞自主研制的国际首套±800千伏直流输电线路用复合外套带串联间隙金属氧化物避雷器和110～220千伏交流输电线路雷击闪络限制器新型防雷装备500余套系列产品也达到了批量化挂网投运，并且防雷效果广受好评。

图为±400千伏直流线路避雷器成功通过高海拔试验项目。杜雪松 摄

　　曾任中国电力科学研究院副院长的胡毅对该项目高度评价：“武汉南瑞完整地执行了全链条全流程科研体系，是我国产学研用上的优秀成功案例。”对此，作为该项目负责人，武汉南瑞副总经理陈家宏表示：“武汉南瑞一直致力于为电网防灾减灾领域提供整体解决方案，主动考虑生产实际需求，自主研发新技术、新产品，这是企业义不容辞的职责！”

图为±800千伏直流线路避雷器在浙江挂网。杜雪松 摄

　　发挥核心优势明确研发任务

　　超、特高压直流输电线路是我国大电网的重要组成部分，因其输送容量大、输送距离不受限制、绝缘水平高等诸多优点，近年来在我国得到了高速发展。但是由于超、特高压直流输电线路具有杆塔高、线路距离长、沿线雷电活动和地形地貌复杂等特点，其遭受雷击的概率远高于其它线路，因此，

　　雷击引起的单、双极闭锁事故时有发生，并引发停电事故，造成重大经济损失。目前，我国市场上针对超、特高压直流输电线路有效的雷电防护产品还极为缺乏。

　　鉴于此，武汉南瑞作为国网公司雷电监测与防护技术重点实验室和电网雷击风险预防与故障研判科技攻关团队的依托单位，曾先后承担国家973计划、863项目等多个国家级重大项目，长期从事雷击过程与危害机理、雷电智能监测与预警技术、雷害综合防御措施及体系、防雷装置与系统等研究。近年来，该公司运用自主研发的雷电探测站、广域雷电监测系统，先后为我国特高压输变电工程、三峡近区电网、跨区交直流输电通道开展防雷治理，为我国电网的安全稳定运行提供有力保障。

　　考虑到超、特高压直流输电线路的重要性和迫切的防雷需求，此次，武汉南瑞瞄准市场机遇，积极部署成立了避雷器研发小组，研制满足新的电压等级，防护效果更好，性能更优，安装更便捷的新型防雷装置―――线路避雷器。

　　坚持自主研制攻克技术难题

　　其实早在2011年，武汉南瑞研发小组就开始研发±500千伏直流线路避雷器了。项目研发最大的难题是需要着力解决直流线路避雷器续流遮断、运行状况在线监测、直流老化和整机绝缘配合等技术难题，而线路避雷器在直流输电线路防雷领域还属空白，国内外均无经验可借鉴，攻关团队带头人谷山强博士说：“科研的魅力源自创新，探索可能性。”经过一年多日夜潜心钻研，反复测算，试验验证，武汉南瑞终于成功研制出±500千伏直流线路避雷器产品样机，并通过全部型式试验,在国际上首次提出了±500千伏直流线路避雷器技术标准，结束了我国高压直流输电线路缺乏有效防雷设备的现状。

　　“从无到有很难，但我们克服了，从有到更多更好更精，我们有信心。”陈家宏告诉科研团队，2014年，研发小组再次组织研制国际首套±800千伏直流线路避雷器新产品，首次提出±800千伏直流线路避雷器技术标准。2015年，为进一步提高直流跨区电网抵御雷害风险的能力，研发小组再次向研制国际首套±400千伏和±660千伏直流线路避雷器发起挑战，并取得重大技术突破。2016年，武汉南瑞实现±660千伏直流线路避雷器在银东直流的挂网应用。预计2017年10月，武汉南瑞实现±400千伏直流线路避雷器在青藏直流的挂网应用。

　　“当突破一项又一项难题后，我们的研发人员已开始主动找市场需求。”武汉南瑞副总工程师谭进说。研发小组了解到，传统10～220千伏无间隙和绝缘子支撑间隙交流线路避雷器长期带电运行，承受系统电压和操作过电压，影响产品寿命。而纯空气间隙交流线路避雷器又存在空气间隙调节困难、安装难度大等问题。

　　从解决这两个矛盾出发，研发小组又开始了新的技术研究，经过反复讨论和近30次实验验证，历经200余个日夜，于2016年初研制出新型防雷装备10～220千伏雷击闪络限制器。

　　强调产品应用形成产业规模

　　目前，武汉南瑞已开发出高性能大容量小尺寸直流氧化锌电阻片，开展了避雷器动作特性在线监测装置与评价方法研究，对避雷器电气及机械性能、直流续流遮断能力和绝缘配合等进行了研究，设计了避雷器本体结构、间隙结构和安装结构。“到了实现研发产品的应用这一更为关键环节的时候了。”研发小组组长万帅博士告诉研发团队，“我们是面向市场的，实现科研价值，还需想办法突破产品应用方面的瓶颈。”研发小组不松懈，大胆假设，与设计院反复讨论、试验，增加裕度，充分考虑恶劣环境气候因素，通过借鉴复合横担安装结构，设计采用新型复合绝缘子斜拉式安装方式，解决高电压等级结构长度大的线路避雷器安装难题。2015年，武汉南瑞±800千伏直流线路避雷器试验样机下线，在工程施工中验证了其安装可靠性。

　　为优化纯空气串联间隙结构，保证雷击闪络保护器有效动作，熄弧能力强，同时改进连接件，便于施工，安装灵活，维护方便，针对10～220千伏雷击闪络限制器，研发小组引入QC质量控制方法，其工作过程及成效还荣获了国家电网公司质量管理小组成果二等奖，这也为研发小组增强了信心。

　　安装工艺解决后，该系列产品逐一通过中电联新产品技术鉴定，综合技术性能均达到国际领先水平。随着产品研发、推广的力度不断加强，武汉南瑞加大生产投入，在襄阳、阳逻生产基地增设生产线，加强产品检验力度，对现场安装等持续关注，确保生产、服务质量。历经6年，武汉南瑞新型防雷装置系列产品从无到有,成为新的产值增长点，2016实现产值规模2.5亿元，实现了在国网浙江、湖南、安徽、陕西、蒙东、四川、江苏、江西、四川、湖北、冀北及南网广西电网公司和贵州电网公司等单位大规模应用。国网浙江电力公司湖州局李工表示：“武汉南瑞研制的防雷装置能够显著提高线路耐雷水平，解决了我国线路防雷装备的多项难题，能有效地保障线路雷电防护效果。”

王萍