隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)張，550千伏和220千伏高壓骨干網(wǎng)架持續(xù)完善，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益堅(jiān)強(qiáng)。在這一發(fā)展進(jìn)程中，電力系統(tǒng)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備性能提出了更高要求，特別是對(duì)斷路器開斷能力的技術(shù)指標(biāo)需要實(shí)現(xiàn)新的突破。作為中國(guó)電氣裝備所屬平高電氣副總工程師、智慧電氣裝備技術(shù)研究院主要負(fù)責(zé)人，譚盛武深耕電氣裝備科研工作30余年，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克了一系列“卡脖子”難題，奠定企業(yè)在高壓開關(guān)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。

毫秒之爭(zhēng)，中國(guó)速度刷新世界紀(jì)錄

  “在電網(wǎng)規(guī)?？焖贁U(kuò)張的背景下，傳統(tǒng)斷路器的開斷特性已成為制約系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的關(guān)鍵短板，這不僅是設(shè)備性能問題，更是影響電網(wǎng)發(fā)展質(zhì)量的系統(tǒng)性課題。”譚盛武面對(duì)電網(wǎng)發(fā)展進(jìn)程中的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，以其敏銳的行業(yè)洞察力和深厚的專業(yè)積淀，率先從系統(tǒng)運(yùn)行的本質(zhì)特征中發(fā)現(xiàn)了關(guān)鍵突破點(diǎn)。作為技術(shù)帶頭人，譚盛武帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展了系統(tǒng)性研究，研制全開斷時(shí)間不超過25毫秒的高速斷路器，不僅能有效提升系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性，還將顯著提高線路輸送能力，為電力系統(tǒng)安全運(yùn)行提供全新解決方案。同時(shí)，他還特別注重設(shè)備的緊湊化設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化，確保產(chǎn)品既滿足高性能要求，又具備良好的工程適用性和推廣價(jià)值。

然而，這一技術(shù)突破面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。縱觀高壓斷路器發(fā)展史，開斷時(shí)間從100毫秒提升至50毫秒的跨越，已經(jīng)耗費(fèi)了國(guó)際同行數(shù)十年的研發(fā)積累。如今要在短短一年內(nèi)實(shí)現(xiàn)從50毫秒到25毫秒的再次飛躍，其技術(shù)難度可想而知。面對(duì)這道看似不可能完成的技術(shù)難題，譚盛武沒有畏懼，他召集團(tuán)隊(duì)成員，目光堅(jiān)定地說：“雖然前方困難重重，但我們不能退縮，這是挑戰(zhàn)，更是機(jī)遇，我們一定能攻克！”

在譚盛武的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)建立了“賽馬制”攻關(guān)機(jī)制。他將研發(fā)人員分成多個(gè)技術(shù)小組，每個(gè)小組都圍繞縮短開斷時(shí)間這一核心目標(biāo)，采用不同的技術(shù)路線展開平行攻關(guān)。那段攻堅(jiān)歲月里，實(shí)驗(yàn)室常常徹夜燈火通明，各小組爭(zhēng)分奪秒地進(jìn)行著方案驗(yàn)證和技術(shù)比選，僅用兩個(gè)月就快速鎖定了“電磁斥力+液壓驅(qū)動(dòng)+氣體滅弧室”的優(yōu)化技術(shù)路線，為項(xiàng)目后續(xù)推進(jìn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

同時(shí)，譚盛武帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)突破傳統(tǒng)思維，大膽引入新型復(fù)合材料和先進(jìn)制造工藝。經(jīng)過上百次試驗(yàn)驗(yàn)證和參數(shù)優(yōu)化，成功攻克了操動(dòng)機(jī)構(gòu)的快速分合及平緩制動(dòng)問題，以及常規(guī)材料在高速開斷下無法滿足高溫與大機(jī)械沖擊載荷綜合性能要求等關(guān)鍵難題。2020年11月，從接受任務(wù)起僅1年時(shí)間，世界首臺(tái)252千伏高速斷路器成功通過全部型式試驗(yàn)驗(yàn)證。那一刻，整個(gè)實(shí)驗(yàn)室沸騰了，所有的挑燈夜戰(zhàn)、所有的挫折與堅(jiān)持，都化作了成功的喜悅。

2020年12月，252千伏高速斷路器在浙江天一變電站成功帶電投運(yùn)。在人工短路試驗(yàn)中，該設(shè)備故障開斷速度相較于常規(guī)斷路器提高了一倍，僅為20.1毫秒，成功抑制線路短路電流20%，充分驗(yàn)證了其優(yōu)良性能與穩(wěn)定性。此后，10臺(tái)該型號(hào)產(chǎn)品相繼在浙江多地電網(wǎng)掛網(wǎng)運(yùn)行，發(fā)揮了顯著示范作用，為當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障，也為行業(yè)技術(shù)發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。2023年11月，該產(chǎn)品通過中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)組織的國(guó)家級(jí)鑒定，技術(shù)水平國(guó)際領(lǐng)先。

252千伏高速斷路器在浙江寧波天一變運(yùn)行

巔峰再越，從252千伏到550千伏的科技

創(chuàng)新沒有止境，譚盛武并未止步于現(xiàn)有成就。面對(duì)更高電壓等級(jí)電網(wǎng)對(duì)短路電流高速開斷的迫切需求，他再次以戰(zhàn)略眼光擘畫技術(shù)藍(lán)圖，基于252千伏高速斷路器的成功經(jīng)驗(yàn)，他果斷提出向更高的技術(shù)高峰發(fā)起挑戰(zhàn)——研制550千伏高速斷路器，并明確要求保持25毫秒的開斷時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。

譚盛武帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)再次踏上了艱難的征程，他們打破行業(yè)常規(guī)，將研究視野拓展至航空航天等尖端領(lǐng)域——從飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒控制到火箭噴射的流體力學(xué)特性，從空氣動(dòng)力學(xué)原理到新型材料應(yīng)用，在跨學(xué)科融合中不斷尋找技術(shù)突破口。

最終設(shè)計(jì)出國(guó)際首個(gè)短燃弧時(shí)間不大于8毫秒的550千伏雙斷口六氟化硫滅弧室，成功攻克六氟化硫滅弧室極短燃弧開斷關(guān)鍵技術(shù)難題。創(chuàng)新性地提出雙組碟簧儲(chǔ)能方案，大幅提高機(jī)構(gòu)操作功至34千焦，為設(shè)備運(yùn)行提供了強(qiáng)勁動(dòng)力支撐。通過對(duì)百余種新型材料的系統(tǒng)篩選，首次在高壓開關(guān)設(shè)備中成功應(yīng)用特種合金材料，研制出運(yùn)動(dòng)質(zhì)量?jī)H45千克、耐受加速度為5000米/平方秒的輕量化傳動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量降低30%，機(jī)械強(qiáng)度提升20%。創(chuàng)新性地提出雙桿串聯(lián)的雙盤斥力裝置，實(shí)現(xiàn)任一斥力盤均可獨(dú)立完成快速分閘，極大提升了機(jī)械可靠性。

550千伏高速斷路器在浙江舜江變電站運(yùn)行

2022年9月，科研團(tuán)隊(duì)成功研制出世界首臺(tái)550千伏高速斷路器，這是繼252千伏高速開斷斷路器之后的又一重大技術(shù)突破，屬世界原創(chuàng)技術(shù)。同年11月，通過中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的國(guó)家級(jí)鑒定，產(chǎn)品性能國(guó)際領(lǐng)先。2023年4月，該產(chǎn)品在浙江舜江變電站成功并網(wǎng)，電網(wǎng)拓?fù)湓?0毫秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化，在常規(guī)線路保護(hù)動(dòng)作前實(shí)現(xiàn)短路電流柔性抑制，為常規(guī)線路開關(guān)切除故障電流提供了良好條件。同時(shí)，加裝智能化器件方案，實(shí)現(xiàn)機(jī)械特性和關(guān)鍵狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)，提升設(shè)備運(yùn)檢質(zhì)效。

譚盛武說：“252千伏和550千伏高速斷路器可廣泛應(yīng)用于柔性抑制短路電流、快速切除交流系統(tǒng)故障電流、換流變防爆燃等關(guān)鍵場(chǎng)景，應(yīng)用前景廣闊，還能提升電網(wǎng)輸送容量和安全水平，有力支撐我國(guó)新型電力系統(tǒng)建設(shè)，對(duì)我國(guó)交直流電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)和運(yùn)行方式產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。”

環(huán)保先鋒，開創(chuàng)電力設(shè)備綠色革命

高速斷路器的研發(fā)，只是譚盛武深耕電氣裝備科研領(lǐng)域30余年的一個(gè)縮影。他深刻領(lǐng)會(huì)國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略重大意義，積極推進(jìn)環(huán)保氣體和真空開斷技術(shù)在高壓開關(guān)領(lǐng)域的深入應(yīng)用。

在特高壓領(lǐng)域，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)突破超長(zhǎng)傳動(dòng)機(jī)械穩(wěn)定性、耐燒蝕核心部件制備等關(guān)鍵技術(shù)，成功研制國(guó)際首臺(tái)1100千伏交流濾波器組斷路器，解決了特高壓交直流電網(wǎng)互聯(lián)的關(guān)鍵“瓶頸”，并應(yīng)用于±1100千伏昌吉至古泉等重大特高壓工程；攻克特高壓GIL絕緣與有限空間復(fù)雜姿態(tài)設(shè)計(jì)難題，成功研制出世界首臺(tái)1100千伏GIL，并應(yīng)用于蘇通GIL綜合管廊工程。這些特高壓設(shè)備的研制有力支撐了我國(guó)清潔電力跨區(qū)域、長(zhǎng)距離輸送。

在清潔能源領(lǐng)域，率先突破直流GIS關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)新研制直流GIS專用絕緣子并建立電場(chǎng)控制判據(jù)，成功開發(fā)出±210千伏、±320千伏及±500千伏系列化直流GIS設(shè)備。與傳統(tǒng)敞開式設(shè)備相比，該系列產(chǎn)品不僅占地面積減少70%以上，更具備優(yōu)異的耐候性能、更高的運(yùn)行可靠性和更少的維護(hù)需求，為未來遠(yuǎn)海風(fēng)電大規(guī)模開發(fā)提供了關(guān)鍵設(shè)備支撐。牽頭研發(fā)國(guó)內(nèi)首臺(tái)風(fēng)機(jī)塔筒專用72.5千伏GIS設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了海上風(fēng)電GIS開關(guān)設(shè)備的完全國(guó)產(chǎn)化替代。

在環(huán)保技術(shù)方面，團(tuán)隊(duì)歷時(shí)五年攻關(guān)，攻克真空開斷、絕緣技術(shù)，成功研制國(guó)內(nèi)首臺(tái)126千伏真空斷路器，實(shí)現(xiàn)整機(jī)溫室氣體“零”排放。研制的國(guó)內(nèi)首臺(tái)126千伏無氟環(huán)保型GIS，溫室效應(yīng)指標(biāo)縮減99.99%以上，被列入《綠色技術(shù)推廣目錄（2020年）》和能源領(lǐng)域首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備項(xiàng)目清單，彰顯了我國(guó)電力裝備綠色發(fā)展的創(chuàng)新實(shí)力。

從毫秒級(jí)開斷技術(shù)的突破到特高壓裝備的自主創(chuàng)新，從傳統(tǒng)電力設(shè)備升級(jí)到綠色低碳技術(shù)引領(lǐng)，譚盛武用三十年如一日的堅(jiān)守與創(chuàng)新，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)不僅攻克了多項(xiàng)“卡脖子”技術(shù)難題，更構(gòu)建起具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高端裝備體系，書寫了企業(yè)從跟跑到領(lǐng)跑的精彩篇章。他將繼續(xù)秉持敬畏之心，盡職盡責(zé)，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在科技創(chuàng)新的道路上砥礪前行，為建設(shè)世界一流智慧電氣裝備集團(tuán)不懈努力，繼續(xù)捍衛(wèi)“中國(guó)制造”的榮耀與輝煌。

【責(zé)任編輯：張任田慧】