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特高压直流带电作业安全防护技术、作业方法与装备及应用

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成果主要完成人

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项目概况

1、成果简介:本项目属电气工程学科。特高压工程是全国范围内优化能源配置和实现清洁能源高效利用的重要战略途径,被纳入国家大气污染防治行动计划和能源安全发展战略。特高压线路一旦停电清洁能源无法及时消纳,带电作业是保证特高压线路安全稳定运行和清洁能源持续供给的重要技术手段。与超高压带电作业相比,电压翻倍、机械荷载达3倍,国内外尚无特高压带电作业安全防护技术、作业方法与装备,创新难度极大。 在国家电网公司及湖南省政府重点项目支持下,历时6年产学研用协同攻关,填补了国际空白。

2、创新点: 1.建立了特高压直流带电作业安全防护计算模型。搭建了特高压输电线路多工况仿真计算模型,验证了最小安全距离、组合间隙,计算了不同路径下进出电场的场强,攻克了高电压、强电流电磁环境中人员安全防护的技术难题。 2.首创特高压带电作业系列方法。创造性提出履带车式、直立式等4种进出电场方法,研制了配套工具,解决了进出特高压电场路径长、劳动强度大的难题;创新采用机液一体化传动技术,发明了带电更换耐张、双联L型绝缘子串等7种作业方法及配套装备,攻克了高空有限作业空间内大吨位荷载转移的技术难题;编制21项作业指导书和操作规程,促进了特高压带电作业常态化开展。 3.创新研制特高压带电作业软质化、轻质化装备。攻克了高强绝缘纤维偶联剂活化关键技术,采用复配处理方法解决了高强纤维防潮和抗老化问题;创新了碳纤维编织、铺层和固化工艺,突破了碳纤维复合材料各向异性和应力集中的技术瓶颈。研制了软质绝缘拉棒、系列碳纤维大吨位工具,实现特高压带电作业装备的软质化和轻质化。 4.发明了绝缘子带电检测机器人。基于仿生学原理及模式识别技术,攻克高空环境下沿绝缘子串自主跟斗式攀爬、自主定位等关键技术;创造性提出分布式旁路检测方法,攻克了泄漏电流干扰下绝缘子电阻精确检测的技术难题,研发首台绝缘子带电检测机器人,解决了特高压绝缘子无法带电检测的难题,为特高压线路智能运维提供技术支撑。 项目已获专利授权69项,软件著作权1项,发表论文31篇(SCI/EI收录15篇),起草并获颁布行业、企业技术标准2项,整体技术被鉴定为国际领先水平。参与开发国内外首个特高压带电作业培训平台,培训技能人员逾1000人,培养研究生50余人。成果已在全国广泛应用,近三年开展特高压带电作业59次,多供电量 (清洁能源)共16.99亿千瓦时,节支2.2亿元,新增利润1075.27万元,减少了CO2、SO2等的排放,中央电视台等主流媒体多次报道。项目的成功实施,标志世界特高压带电作业技术取得重大突破,确立了我国带电作业技术国际领先地位,对确保清洁能源高效利用、减少环境污染具有特别重要的意义,经济社会效益显著。