直流海缆“上岗”前的性能检验有了新平台新方法-北极星输配电网

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近期，在国家电网海洋输电工程技术实验室，浙江舟山供电公司“国蛟一号”海洋输电创新团队正开展超高压直流电缆综合性能试验平台的升级工作。

超高压直流电缆综合性能试验平台由“国蛟一号”海洋输电创新团队自主研发，于2024年8月26日建成投运，填补了国内高压直流海缆长期运行综合性能评估试验的空白，为我国直流海缆的质量认证把好技术关，促进了国内海洋输电产业技术发展。

我国大规模海上风电加快开发，电网跨海互联逐步发展，对海缆输电工程输送容量、输送距离及经济性提出了更高要求。直流电缆因具有输送容量大、输送距离长等优点成为深远海海缆输电工程的首选。

近年来，国际上直流海缆线路的投运数量呈增长趋势。国内直流海缆生产及试验起步较晚，高压直流海缆运行过程中的综合性能评估试验遵循国外技术路线，海缆输电工程运行的可靠性和安全性有待进一步提高。为此，2020年6月起，“国蛟一号”海洋输电创新团队联合国内相关设备制造单位，聚焦高压直流海缆试验关键技术开展攻关。

“设备制造单位生产海缆后，需要对海缆进行型式试验。海缆应用于具体海缆输电工程之前，我们还需要对其开展预鉴定试验。这些试验能检验海缆是否符合设计要求和海缆输电工程的实际需求。”“国蛟一号”海洋输电创新团队骨干高震介绍。

直流海缆跟一般直流电缆相比，多了一层起保护作用的铠装层。开展型式试验和预鉴定试验需要使直流海缆的导体部分升温。以往，检测人员在给海缆施加直流电压的同时，用交流升流变压器给海缆施加交流电流来使导体部分升温。在升温阶段，若不剥除铠装层，采用钢等磁性金属材料制成的铠装层会产生涡流损耗进而发热，与导体部分形成温度倒挂现象，导致海缆绝缘温度梯度分布不满足试验标准。而剥除铠装层后，海缆在试验条件下与实际工况下的散热情况有较大差异，无法有效评估电缆及其附件的电气性能。

“不剥除铠装层会影响性能评估，而剥除铠装层又不符合实际运行工况，因此，我们需要改变这种给海缆施加交流电流的试验方法。”高震说。

以往开展直流海缆型式试验和预鉴定试验没有集成式的试验平台，需要用多种试验设备分别测试直流海缆的绝缘耐压、电热老化、温度分布等性能。由于试验设备分散，试验人员需要做很多前期准备工作，耗费较多的人力成本和时间成本。

为此，“国蛟一号”海洋输电创新团队的目标是要打造一款能同时给直流海缆施加直流电流和直流电压的综合试验平台。有了明确的目标，他们结合开展全国首条525千伏直流海缆预鉴定试验等的相关经验，联合设备制造单位，探索攻克难题的方法。

直流大电流发生器可在低压情况下为电缆提供大电流，但要保证其在高电压情况下正常工作，需要实现低压和高压的有效隔离。2021年，“国蛟一号”海洋输电创新团队借助舟山柔性直流输电工程换流阀相关技术，将直流大电流发生器放在等电位的绝缘平台上进行升流。经过多次测试，他们发现利用高压送能变压器可实现低压与高压的有效隔离，确保直流大电流发生器在高电压情况下正常工作。基于此，“国蛟一号”海洋输电创新团队实现了对直流海缆同时施加直流电流和直流电压。

经过四年的攻关，2024年，超高压直流电缆综合性能试验平台建成投运。该平台包括高压送能变压器、直流大电流发生器、测量控制系统、绝缘支撑平台等组成部分，可全面评估高压直流电缆的绝缘耐压、电热老化、温度分布等综合性能。同时，该平台采用光纤测量控制技术，可实时监控试验过程、采集数据，并自动生成试验报告。

超高压直流电缆综合性能试验平台的应用使相关试验工作效率提高了30%，节省了20%的人工成本和50%的模拟回路样品数量。该平台投运以来，“国蛟一号”海洋输电创新团队开展了高压直流海缆在直流电流和直流电压作用下的长期老化性能研究，为高压直流海缆泄漏电流和空间电荷测试提供了研究手段，推进了国内高压直流海缆新型绝缘材料的研发。

依托超高压直流电缆综合性能试验平台，“国蛟一号”海洋输电创新团队形成了新一代直流海缆型式试验、预鉴定试验方法。在这一基础上，他们正在推动创新成果转化为标准，进一步提升我国在海洋输电技术领域的影响力和话语权。

原标题：直流海缆“上岗”前的性能检验有了新平台新方法

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