11月14日，在±800千伏特高压宜宾换流站内，运维人员正在检查换流变压器阀侧套管封堵系统运行情况。该换流站2019年完成防火能力提升改造后，换流变压器阀侧套管封堵系统一直保持良好性能，从未发生涡流发热、密封老化现象。
近年来，为提升换流站消防能力，国家电网有限公司组织开展了多项换流站消防提升改造重大科研项目研究。2018年10月，全球能源互联网研究院有限公司电工新材料研究所联合应急管理部四川消防研究所、国网安徽省电力有限公司、中南电力设计院、西北电力设计院等单位成立项目组，承担换流变压器阀侧套管封堵系统防火提升专项研究工作。项目组围绕封堵系统设防目标、封堵系统材料结构优选、封堵系统耐火性能试验测试和安装施工工艺等方面进行了一系列研究。目前，相关技术成果已在国家电网经营区26特高压换流站应用。
重新确立设防目标
构建碳氢火封堵体系
换流变压器阀侧套管封堵系统是防止换流变压器火情蔓延至换流阀厅的重要防火屏障。在2018年以前，传统的阀侧套管封堵系统存在封堵结构耐火性能不足、易发生涡流发热等缺陷，存在消防安全隐患。
针对这些问题，联研院电工新材料研究所组建了由12名技术骨干组成的研究团队，重点攻关提升原有换流变压器阀侧套管封堵系统的防火性能。
团队基于换流站工程阀厅封堵结构的防火需求，根据理论分析、数值模拟计算及换流变压器故障电弧爆炸试验数据，确定了换流站阀厅封堵系统的火灾设防目标。
换流变压器故障着火时的燃烧温度可达1100摄氏度以上。“以往的封堵系统耐火极限是按标准火升温曲线设定的，而换流站大型火灾多数由变压器绝缘油爆炸燃烧引起，升温曲线应属于碳氢火。相比于标准火，碳氢火具有燃烧温度高、升温速度快的特点。”团队成员姬军进一步解释道。
2019年6月，按照新的设防目标，攻关团队在四川省都江堰市国家防火建材质检中心试验大厅安装了阀侧套管封堵系统，为开展碳氢火耐火性能测试做好准备。
“当时，国内外都没有开展这种大尺寸碳氢火耐火极限试验的相关经验。为此，团队开展了为期3个月的实验炉改造及调试工作。”姬军说。
2019年10月，研究团队通过高性能低磁耐火材料比选和性能验证，开发优选了新型低磁耐火绝热复合材料体系，构建了新型换流站阀侧套管封堵系统。新的系统解决了原有封堵系统耐火极限不足、易产生涡流发热以及现场工艺复杂等问题。
制订技术标准
推进设计建设标准化
11月10日，在国网四川省电力公司德阳换流站内，现场施工人员正在依据换流变压器阀侧套管封堵技术标准开展封堵系统改造工作。新型换流变压器阀侧套管封堵系统保障了换流阀厅的运行安全。目前，12座常规换流站的阀侧套管改造工作正在进行中。
新型换流变压器阀侧套管封堵系统构建完成后，2019年11月，国网设备部组织召开了换流站消防提升改造项目评审会。来自电力规划设计总院、应急管理部消防院所的专家对新型换流变压器阀侧套管封堵系统方案进行论证，一致认为该成果可以解决原有封堵系统防火能力不足等问题，要加快落实工程应用。
“为了尽快实现新型换流变压器阀侧套管封堵系统工程应用，保障实施方案标准化，项目组马上开始了封堵系统技术标准研究工作，意在规范封堵系统的工程应用。”联研院电工新材料研究所防护材料室主任聂京凯说。
2019年12月，为了保障换流变压器阀侧套管封堵改造工作顺利进行，指导现场改造工作标准化，项目组结合试验测试和工程应用情况，制订了中国电力企业联合会标准《换流变阀厅套管封堵系统构造防火技术规范》。该标准规范了换流站阀侧套管防火封堵材料、设计、施工、验收要求，填补了阀侧套管封堵改造工程技术标准的空白。
《换流变阀厅套管封堵系统构造防火技术规范》兼顾了新建工程和在运特高压换流站消防提升技改工程实际状况，本着先进性、实用性、可操作性和可扩展性原则，提出了封堵系统的技术要求，指导换流站阀厅封堵系统消防提升工作。
提供现场技术支持
加快系统推广应用
2020年4月，联研院电工新材料研究所防护材料室研发工程师侯东来到±800千伏苏州换流站，检查封堵材料性能。
“我们的工作主要是对阀侧套管封堵材料做抽样检查，同时重点关注安装工艺、阀厅封堵涡流发热处理等关键环节，确保封堵系统材料满足技术规范要求，方案与耐火极限试验保持一致。”侯东介绍了此次的工作内容。
为保障新型换流变压器阀侧套管封堵系统有效发挥作用，2020年3月至今，联研院先后选派专业技术人员前往锦屏、祁连、金华、苏州等14座换流站开展阀侧套管封堵系统安装改造技术支持工作，推动该系统在更大范围应用。
在阀侧套管封堵系统施工过程中，团队还提炼总结了遇到的问题及处理经验，及时与其他换流站分享，保障换流站封堵防火提升改造工作顺利开展。
“项目团队目前正在开展变压器门型钢构架、电缆沟防火性能提升等研究工作，提高换流站及变电站整体防火能力。”聂京凯说。
联研院电工新材料研究所将继续对接特高压工程建设需求，发挥专业优势，持续推动电力行业高性能耐火绝热材料技术发展，为保障特高压工程平稳运行提供技术支撑。
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