强风沙尘极端环境输变电设备运行与检测技术试验基地建设必要性讨论

魏伟 张勇 王建 张龙 刘依梅

摘要：试验基地直接关系到一个公司乃至一个地区行业的技术先进性与成长性，本文结合新疆电网建设发展的现实，从新疆电网的现状出发，全面分析了建设强风沙尘极端环境输变电设备运行与检测技术试验基地的目的、意义，并指出了当前具备的理论和实践依据，最后对基地建设的定位、布局和方案进行了展望。从而全面地分析了基地建设的必要性，为今后开展基地规划和建设提供一定的参考依据。

关键词：极端环境，输变电设备，试验基地，必要性

1、基地建设的目的

输变电设备极端气象环境运行与检测技术试验基地的建设首要目的是为极端气象环境中的规划设计、施工建设和运行维护技术构建一个试验检测和科研平台，也为相关的科技问题攻关、技术服务和人员培训提供支撑;其次，随着“一带一路”战略的深化推进，一方面，现有研究成果对丝绸之路经济带上类似于新疆地区极端气象环境条件下的电网规划、建设、运行管理具有重要的借鉴意义，另一方面，在“一带一路”背景下，基地为强风、沙尘等极端气象环境中涉疆跨国互联的重要输电廊道提供了一个开展应对极端气象环境相关技术的研究平台。

2、意义

（一）符合国家“一带一路”发展战略的需要。

随着“一带一路”战略的不断深化推进，丝绸之路经济带上类似于新疆地区环境条件下的国家和地区在电网建设中遇到类似的困难，实验基地可以给予强有力的技术支持。

符合“全球能源互联网”开展的需要。

随着“全球能源互联网”的建立，在中亚典型强风、沙尘、干旱高温和大温差极端环境条件下，实验基地将重点研究解决提高中亚典型气候环境条件下的输变电设备的可靠性，可以为全球能源互联网的中亚能源通道提供运行维护、技术支持的平台。

（三）符合国网公司引领世界电力发展的需要

国网公司提出了建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，以信息化、自动化、互动化为特征的坚强智能电网发展战略，提高新疆电网在极端环境气候条件下的可靠性是坚强智能电网的重要研究内容。为此该特殊领域的技术发展也急需拥有一个功能完善、技术先进的实验基地，为国网公司在引领世界电力发展的潮流中抢占继特高压输电技术外等领域的又一个制高点。

（四）符合填补国内外各类标准空白的需要

当前的电网在强风、沙尘、干旱高温和大温差恶劣环境下运行仍存在很多不足之处。通过新疆输变电设备极端环境运行与检测技術实验基地建设和创新发展，有针对性的开展强风、沙尘、干旱高温和大温差条件对开关设备操作机构、绝缘子和金具的电气和机械故障研究、状态监测装置长期运行可靠性提升技术研究、外绝缘击穿特性试验研究、为研制适用于强风、沙尘、干旱高温和大温差条件下的输变电设备创造条件，为制定符合强风、沙尘、干旱高温和大温差地区实际情况的输变电设备设计、运维标准提供依据。

（五）符合新疆电网发展的实际需要

新疆干旱、强风、沙尘暴和大温差耦合的极端气象环境中电网相关的技术需求迫切，需要开展相关研究，为电网建设发展提供技术支撑。而新疆输变电设备极端环境运行与检测技术实验基地是一个集科研、检测和工程应用为一体的特殊环境领域电力实验场区，是填补我国在极端环境条件下输变电设备安全可靠性这一研究领域的空白、实现超/特高压输电科技向极端气候环境挑战实现跨越式发展、支撑坚强智能电网建设的重要举措。

（六）符合联合实验室未来发展的需要

2016年1月，输变电设备极端环境运行与检测技术联合实验室获得国网公司批准，成为国内唯一全面专业从事输变电设备极端环境运行与检测技术研究的机构。联合实验室任务是发现和凝练重大极端环境输变电设备运行与检测问题，成为创新活动和成果产出的重要源头。新疆输变电设备极端环境运行与检测技术实验基地为将联合实验室建设成为国网公司重点实验室、国家工程中心和国家重点实验室乃至世界知名实验室提供全面的技术支撑。

3、理论和实践依据

3.1 规划依据

随着电网规模的不断扩大，新疆电网在加大“内网”建设的同时，还加快了电力外送的步伐。与多国接壤的新疆有望成为中国至境外的“电力丝绸之路”的连接点、核心段。因此新疆电网担负着国内电网建设的重要地位，需不断提高其电网供电质量和抵御自然灾害能力。针对新疆多风沙尘的环境特点，极端环境试验基地顺应和服从了国家电网公司发展的总体规划，并与国网公司对电网安全运行要求、运维检修目标、科研创新、技术研究的长期目标相一致。

（二）理论依据

强风沙尘极端环境输变电设备运行与检修试验基地是电网运维与检修人员及相关科研人员从事运维与检修技术研究、设备故障机理研究、电网灾害监测预警研究、科研创新等活动的重要场所，其宗旨在于以试验基地为平台、以新疆的强风沙尘极端环境电网为依托，进行技术研究、科学创新和专业人才培养。试验基地是保证电网安全稳定、建设发展、规划运行的重要组成部分，而科学规划是充分发挥试验基地能力的重要举措。

3.2实践依据

目前已建成的极端环境输变电设备运行与检测技术联合实验室，通过极端环境下输变电设备故障机理、电网灾害监测与预警技术、输变电设备运维与检修技术研究，系统的解决“一带一路”、全球能源互联面临的极端环境下输变电工程建设、运行难题，为强风沙尘极端气象环境中的规划设计、施工建设和运行维护技术构建一个试验检测和科研平台。该国网实验室的建成，虽然具备一定的技术能力，但要更加全面的开展系统的研究，仍然需要进一步扩展平台，通过进一步地开展基地建设，能够创造更加广阔的科研平台，为新疆电网乃的发展开辟新的科研战略要地。同时，对于新疆电网，作为风电、光伏新能源输送基地、跨国能源互联互通的重要走廊，其强风沙尘气候特点显著，电网途经沙漠、戈壁、无人区，电网运行复杂，试验基地的建设能够为新疆电网的可靠性、稳定性提升提供有力的支撑，促进新疆电网建设和新能源发展。

4、展望

针对强风沙尘极端环境输变电设备运行与检测技术试验基地的建设需要提前规划，从规划角度做以下几点展望：

（1）基地功能定位和建设目标规划

试验基地的建设以极端环境为特色，建成以特高压试验大厅为核心的，能满足除特高压输变电设备电磁环境研究、带电作业研究外所有±1100kV直流和1000kV交流特高压试验的户内、外试验场，成为西北地区规模最大、配置最先进，具有科研、试验、培训和对外展示的多功能的综合性试验基地，成为国家电网公司特高压交直流输电工程在强风沙尘极端环境下建设、运行维护和培训的主要科研基地。

（2）基地布局

基地整体布局需要考虑特高压交流试验考核场、试验线段以及其它相关电源、控制、试验等辅助设施，同时需要提前规划下述研究方向的基地布局设计：强风沙尘地区特高压施工及设计技术优化的研究、强风沙尘地区特高压电网运行安全问题的研究、强风沙尘地区特高压电网设备运行特性研究、极端气候环境特高压外绝缘特性研究及强风沙尘环境特高压运维培训服务。

（3）基地长期带电考核场、试验线段、户外冲击试验场和人工气候实验室等规划方案

强风沙尘条件下特高压设备带电考核场的设计方案需要充分考虑如何使其发挥最大功效，从特高压交流设备带电考核、试验线段、现场检测技术研究及现场检测装备研制，到特高压交流设备在线监测技术研究、故障诊断技术研究，确保设备带电考核场能够全方位、综合性适用于强风沙尘地区特高压设备及特高压技术的研究。

作者简介

魏伟（1988.8），本科，主要从事输变电设备状态评价工作。