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高凯:“螺蛳壳”里做高压耐压试验

发布时间:2025-02-10来源:
人物简介
 
高凯,中共党员,国网上海市电力公司电力科学研究院设备技术中心主任工程师,曾获评“上海工匠”、国家电网有限公司优秀专家人才、华东电网设备技术专家,国网上海市电力公司“电力工匠”、高级专家、工程技术专家、“十佳”科技精英、质量精英等。
 
2003年,高凯博士毕业后来到华东电力试验研究院(现国网上海市电力公司电力科学研究院),从事高压开关试验工作。因为他本硕博都在清华大学读书,很多同事喊他“三清博士”。高凯从一线电力设备试验检测做起,将所学知识与现场实际融会贯通,参与了上海地区多个500千伏变电站交接试验、启动调试、状态检测、故障分析等工作,积累了丰富的现场工作经验,很快成长为华东电网开关专业和状态检测专业的技术骨干。
 
2012年,高凯担任上海电科院首任设备状态评价室主任。这一年正值1000千伏淮南—浙北—上海特高压交流输电工程启动建设。高凯负责牵头开展上海电科院承担的淮南变电站和沪西变电站特高压气体绝缘封闭组合电器(GIS)的驻厂监造工作。
 
“当时缺乏成熟的监造经验可以参考,特高压设备组部件质量及试验检测如何实施监造把关?从零部件到单元的制造、安装、调试的全过程质量监督和重要节点的监督怎么协调开展?一开始接到这个任务时,大家心里都没底。”高凯说。
 
高凯组织上海电科院设备状态评价中心的相关技术人员牵头组建了监造团队。在前往现场开展工作前,为了让团队成员熟悉并掌握特高压GIS技术规范和监造要求,高凯收集可供特高压设备监造技术参考的国家标准、行业标准、国家电网有限公司标准和管理规定,并将这些内容分门别类汇编成册,形成了上、中、下三大本《淮南/沪西变电站1100kV GIS监造技术规范及标准汇编》。
 
功夫不负有心人。2012年5月,高凯带领监造团队对断路器、隔离开关、母线单元的138台GIS开始实施全过程驻厂监造。之后,他们扎根一线300余天,监督相关专业人员整改重要问题7处,设备出厂一次考核优良率达98.6%。特高压GIS安装完成后,高凯带领团队又完成了特高压耐压联合局部放电试验,实现了特高压GIS从制造到投运的全过程试验闭环管理。
 
这些年,高凯参与完成了我国首套链式±50兆乏静止同步补偿器的监造和启动调试、我国首个500千伏串联电抗器的选型与试验、世界首个500千伏电网故障电流限制器试验与分析等多项重大任务,以及多项500千伏输变电工程启动调试和特高压交接试验。他还参与制定国际标准5项、国家标准6项、行业标准22项。他将实践中积累的问题与理论知识相融合,不断探索创新。“不是我们推动了技术的进步,而是技术的进步推动了我们的成长。”他说。
 
500千伏虹杨变电站是世界首座非居住空间与居住空间相结合的全地下变电站,也是上海第二座500千伏全地下变电站,占地面积较上海首座全地下变电站减少了30.2%,地面开挖深度也降低了17.2%。变电站空间的大幅压缩显著提升了综合经济性,但对现场GIS耐压试验带来了不少挑战。在虹杨变电站建设过程中,高压试验工作需要在狭窄的作业空间里进行,像是在“螺蛳壳”里给设备“做手术”。如何在有限的空间内完成500千伏GIS耐压试验是亟须解决的问题,高凯决定带领技术团队开展技术创新。“常规的耐压局部放电试验难以在有限的地下空间里进行,而500千伏紧凑型耐压装置长期被国外垄断。想要突破国外技术封锁并非易事。”高凯说。
 
高凯带领技术团队从装置需体积紧凑可移动、兼顾500千伏和220千伏耐压试验需求、满足局部放电检测需求三方面综合思考,于2013年10月完成了“紧凑结构+串联谐振升压+气体绝缘”的可研论证。之后的两年内,他又带着团队成员完成了绝缘方案设计、内部电场优化、绝缘强度校核、热场校核、运输结构优化和高低压接口设计,其间进行大量试验与计算,成功研制出了国内首套750千伏紧凑型气体绝缘谐振耐压局部放电成套装置。该装置的容量、电压等级、体积等指标全面超越国外同类产品,解决了地下变电站GIS耐压和局部放电检测难的技术难题。从此,把耐压试验做进“螺蛳壳”不再是难题。该成果在2016年获国网上海市电力公司科学技术进步奖二等奖,2018年获评国家电网有限公司新技术成果,2021年获工程建设科学技术进步奖一等奖。
 
这些年,在GIS放电及过热检测、现场耐压局部放电试验、声光电多源联合检测、智能诊断分析评估等工作中,高凯通过创新技术手段取得了不少成果。他牵头或参与完成了多项国家重点研发计划、国家自然基金项目和国家电网有限公司科技项目,其中,直流强馈入型城市电网高压扰动宽频监测与辨识关键技术及应用、变电站关键设备寿命评估方法与管理策略、GIS在线局部放电检测和定位方法的研究等创新成果获省部级、行业级、国家电网公司级科学技术奖16项,相关成果获国家发明专利授权36项。他参与研制的“超特高压电网高电压宽频监测成套设备”获2023年日内瓦国际发明展金奖,“基于外部热、声特征信息的GIS状态评估方法及装置”于2024年获评能源行业重要型高价值专利,为GIS状态评估提供了新的技术手段。此外,他还在SCI期刊、EI期刊、中文核心期刊发表论文70余篇。
 
2022年,高凯牵头成立了国网上海电力“电力设备智能传感及应用技术实验室”,带着实验室成员开展电力设备混合现实检修与试验等。身兼实验室带头人、新员工带教师父,以及上海交通大学、浙江大学的研究生行业导师,上海电力大学行业教师等多重身份。高凯常对青年员工与学生们说:“只有当各环节工作被层层拆解后,你依然能弄清楚每个细节,做到别人不懂、你懂,才能成为这个行业领域的技术专家。”在他的指导下,实验室青年成员承担了多项重大科技项目。他的徒弟在各类专业技术创新比赛中屡获佳绩,3人获评国网上海电力“十佳”建设功臣、“十佳”青年岗位能手等。
 
来源:国家电网报

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