科创中国

随着经济持续快速发展，电能替代能源战略实施，社会用电量爆发增长，电网规模迅速扩张，电网规划用地日益紧张。GIS/GIL作为资源节约型、环境友好型设备，具有占地面积小、传输容量大等显著优势，成为解决上述问题的关键，已在电力系统大规模应用。然而，2015~2019年GIS/GIL系统内仍发生40余起突发性故障，严重威胁电网安全。 经分析，80%的故障特征表现为绝缘件沿面放电和内部击穿，可见绝缘失效是导致突发性故障发生的最突出问题。故障发生呈现“无征兆”和“突发性”，故障设备涉及多厂家多型号，反映出绝缘失效早期特征检测技术缺失、产品设计工艺存在普遍性缺陷，暴露出突发性绝缘失效机理不明等根本问题。 为解决以上难题，超高压公司牵头整合优势资源，联合南网科研院、西电集团、西安交大等9家单位开展产学研用科研攻关。在国家自然科学基金、南网重点科技项目支持下，研究绝缘失效机理，研制高冗余绝缘件，提出绝缘微缺陷检测标准，构建GIS/GIL设备突发性失效“机理-设计-试验-监测”多层次防御体系，提升设备可靠性，保障电网安全稳定运行。

创新点1：首次阐明绝缘击穿“0-1”发展过程及机理，填补早期绝缘失效理论研究空白。 复现绝缘件在复杂电热力耦合作用下失效的动态演变过程；明确绝缘设计薄弱点，阐明法向诱发起始、切向驱动发展的绝缘件沿面闪络机理；建立工频电压下SF6放电演变模型，发现正辉光电晕放电是绝缘缺陷的早期失效特征。 创新点2：提出沿面场强控制和机电结构配合准则的全新设计理，研制高冗余绝缘件，实现设备性能显著提升，设备本质安全向前迈进一大步。 建立GIS/GIL沿面场强控制和机电结构配合准则，实现绝缘结构设计优化。提出固化温度场调控工艺，实现绝缘件残余应力消除。研制了新型高冗余绝缘件，成本、尺寸零增加，绝缘裕度提升28%，机械强度增强70%。 创新点3：研究形成系列试验新标准，研发试验新装备，建立微缺陷预警体系，为设备安全再加一道保险。

随着经济持续快速发展，电能替代能源战略实施，社会用电量爆发增长，电网规模迅速扩张，电网规划用地日益紧张。GIS/GIL作为资源节约型、环境友好型设备，具有占地面积小、传输容量大等显著优势，成为解决上述问题的关键，已在电力系统大规模应用。然而，2015~2019年GIS/GIL系统内仍发生40余起突发性故障，严重威胁电网安全。

经分析，80%的故障特征表现为绝缘件沿面放电和内部击穿，可见绝缘失效是导致突发性故障发生的最突出问题。故障发生呈现“无征兆”和“突发性”，故障设备涉及多厂家多型号，反映出绝缘失效早期特征检测技术缺失、产品设计工艺存在普遍性缺陷，暴露出突发性绝缘失效机理不明等根本问题。

项目形成专利53项，授权发明专利20项、实用新型23项；发表论文47篇，其中EI及以上收录36；出版专著1部；形成国标1项、行标2项、企（团）标8项。项目通过中国电机工程学会成果评价，李立浧院士、雷清泉院士、陈维江院士等资深专家鉴定，一致认为项目成果整体达到国际领先水平。 主要体现在四个方面：项目成果上升至南网反措，指导公司存量隐患设备整改；提升公司增量设备质量，降低新建工程GIS/GIL设备故障率；制定技术标准，促进了GIS/GIL产业升级；实现产品规模化应用，支撑电工装备“走出去”战略。

系统解决了GIL支柱绝缘子炸裂问题，成功避免12起炸裂事故，增加送电量25.2亿度，新增利润约18900万，项目研制新型设备应规模化应用，新型GIL投运至今安全可靠运行，提高系统供电可靠性。

掌握自主设计核心技术：掌握了500kV高可靠性GIL装备自主设计制造技术，形成自主知识产权和标准体系，提升了我国核心技术的国际话语权。

推动国内电工装备制造水平：项目提升了我国气体绝缘装备行业绝缘材料、生产工艺、试验能力等方面的整体水平，建立完整的产业链，研制了500kV 高可靠性支柱绝缘子，促进了GIL制造产业升级，提升了电工装备制造行业竞争力。

提高国家重大装备的国际影响力：项目成果应用阿曼IBRI 、伊拉克Rumaila、巴基斯坦SK水电站等工程，实现GIL/GIS大容量输变电设备跨出国门，对于推动我国“一带一路”战略和电工装备“走出去”具有重要意义。

自行投资实施转化