乐彦杰:面朝大海,造海洋输电“国之重器”

核心提示本文转自:中华儿女最美丝路青年系列访谈和传播 · “电”亮信仰之光 践行青春使命作者 |《中华儿女》记者 李菡丹编辑 | 王碧清浙江舟山依海而生,如果说千姿百态的岛屿赋予它梦幻的生命,那么伴海而生的舟山电网就是它强劲的脉搏。这张海岛电网不

本文转自:中华儿女

最美丝路青年系列采访交流《电》点亮信仰之光,践行青年使命

作者|《中国儿童报》记者李邯郸

编辑|王碧清

浙江舟山因海而生。如果说各种岛屿赋予了它奇幻的生命,那么依海而生的舟山电网就是它强劲的脉搏。这个海岛电网不断转型升级,促进了社会经济的蓬勃发展。资料显示,五年来舟山用电量增长近2.5倍,突破百亿千瓦时大关,创造了“百年一电、百亿一电”的历史新纪录。乐是国网浙江省电力公司舟山供电公司海洋输电技术研究中心施工技术研究室副主任。也是浙江大学研究生企业导师,海洋传输工程技术领域专家。

勒燕杰

自2012年参加工作以来,十年如一日,致力于海洋输变电工程技术的研究与创新领域,主持并参与了500千伏DC电缆关键技术、海底DC电缆施工技术研究等多项国家重点RD计划及国家电网公司总部、省公司科技项目,在DC电缆试验、海洋输变电工程技术创新方面做了大量卓有成效的工作。

他研制了国内首个DC电缆在DC热源下各种工况下的强制冷却水循环试验系统,大大提高了海底电缆登陆段的输送能力;建立了功能全面、指标先进、系统完备的海底电缆力学性能测试平台,能够满足200米水深环境的要求,模拟海底电缆施工过程中预期承受的各种载荷,全面评估海底电缆的力学性能。独立和联合撰写学术论文并发表期刊20余篇,获得专利授权20余项,参与中国电机工程学会等1项国家标准和2项团体标准的编制;曾获浙江省科技进步二等奖、国家电网公司二等奖、国网舟山供电公司劳动模范、浙江省青年岗位专家。

“年轻人的人生目标会不一样,职业选择也会不一样。但只有将他们的自我融入祖国的大我和人民的大我,与时俱进,与人民共命运,才能更好地实现人生价值,升华人生境界。”在采访中,乐燕杰表示,他现在更加坚定了做一线动力人的时代使命,就是要以青年的力量为专业,攻关船舶动力传动领域的技术难题,立志打破关键技术的国外垄断。“面对一批关键核心技术难点,全力以赴打好核心技术攻坚战,挺进‘深水区’,探索‘无人区’,啃下‘硬骨头’,推出更多原创成果,打造更多属于海洋动力传动的‘国家级重量级人物’。”

上班踏实是他年轻的背景。

乐燕杰1986年出生于宁波,2005年考入浙江大学系统科学与工程专业。在大学里,他努力刻苦。4年后,他被宝研院电气理论与新技术专业录取。2012年8月,硕士毕业后,他顺利进入海洋传动技术研究中心。

他介绍,舟山作为典型的群岛城市,岛屿多,海岸线长,风能、潮流能等清洁能源自然资源突出,岛间供电工作复杂艰巨,为海洋输电技术研究提供了广阔的空空间。然而,刚参加工作的勒·燕杰对船舶动力传动技术并不熟悉。当时我国在船舶动力传动领域的研究也是一片空白。为了尽快熟悉业务,他充分利用各种途径学习,积极参与各种课题。如果他不明白,他会问问题。单位内部解决不了的问题,他会向外部专家请教,阅读各种国内外文献,以严谨的工作态度不断创新自己的工作方法。他将继续学习,直到问题得到解决。

不久,乐在国家电网组织的“莆田中门-湄洲岛110kV电缆线路”设计竞赛中获得二等奖。

本次比赛线路位于福建省莆田市秀屿区山亭镇、湄洲湾北岸经济开发区、湄洲岛。该工程包括110kV输电线路、电缆输电线路和海底电缆输电线路,涉及输电线路类型多,课题丰富,设计工程量大。由于国内尚无海底电缆工程设计规范可供参考,竞赛团队在以往海底电缆工程设计、施工、运行经验的基础上,结合本次设计竞赛的特点,重点攻关海底电缆线路技术难题,从海底电缆选型、施工工艺、保护方式、运行维护等方面采用新技术、新材料、新工艺。,提炼出创新亮点,聚焦“海洋品牌”。

勒·燕杰作为竞赛小组的主要成员,负责撰写专题报告《电缆沟和管道的优化设计》。针对热路法的缺点,他在Comsol仿真平台下建立了磁-热-流耦合物理场的有限元模型,通过耦合求解了排气管内的电磁场、温度场和气体速度场。利用有限元仿真模型,计算了不同敷设方式和不同布置方式下的温度场和载流量,并对电缆载流量的影响因素进行了分析、计算和优化。最后形成专题报告《电缆沟和管道的优化设计》。

他回忆说,在技术负责人的精心组织、参赛员工的全力配合、兄弟单位的通力协作下,经过一个月的努力,他们6人的竞赛团队最终在28个竞赛单位中脱颖而出,获得了总排名第五名和二等奖。“这是海洋传输技术研究中心首次在国家电网级电路设计竞赛中获奖,具有历史性的里程碑意义。”

为支持舟山多端柔性重大科技示范工程这一世界高端输电技术工程,乐毅然投身柔性输电示范工程配套试验能力建设和国家电网公司海洋输电工程技术实验室的建立,在国内高压电缆试验标准和先例缺乏借鉴的情况下,致力于建设国内首个满足电缆电气特性试验和工程应用支撑要求的试验研究平台。此外,对舟山多端柔性DC输电示范工程中应用的4条海缆进行了为期一年的资格预审试验,不仅服务于柔性DC工程中高压DC海缆的相关试验,也为我国DC电网建设积累了宝贵经验。

打破“卡脖子”,创新是他岗位的主色调。

十年来,乐燕杰始终致力于电力科技工作,总结创新,不断超越。在DC电缆试验和船舶输电工程技术创新方面取得了突出成绩,积累了丰富的项目组织和科技攻关经验,形成了多项具有自主知识产权并能支撑实际生产的技术和装备。

乐燕杰说,能参与国家RD重点项目“500千伏DC电缆关键技术”是一件非常幸运的事情。“这期间,我学到了很多,成长了很多”。他说,高压柔性DC输电已成为远距离大容量输电和大电网柔性互联的重要发展方向。作为DC柔性输电技术的关键设备,500 kV交联聚乙烯DC电缆系统的基础绝缘材料长期依赖进口,其附属绝缘配套设计和制造技术不成熟,日益成为我国电气设备领域的“瓶颈”技术。“我们只需要想办法打破这种局面”。

该项目于2016年获得科技部国家重点RD计划批准。经过5年的持续攻关,实现了500千伏DC电缆关键技术的突破,掌握了500千伏DC电缆材料和屏蔽材料的配方研发和批量制备技术,DC电缆及附件的绝缘匹配设计和制备技术,实现了DC电缆绝缘材料、屏蔽材料乃至电缆本体和附件制造的全链条国产化。形成了涵盖高压DC电缆产品试验、系统配套、运行维护、检修试验的标准体系,DC电缆设计、关键材料、设备制造、试验技术等取得重大突破。乐燕杰说:“目前,我们正在积极推进国产500千伏DC绝缘材料和电缆系统在张北输油工程中的示范应用。”

乐燕杰回忆说,“整个项目研究过程,包括保温材料研制、样品制作、试验验证,环环相扣,每个环节周期都很长。在绝缘开发阶段,材料配方需要迭代优化,每次优化需要四个月。样品生产阶段,由于截面大、绝缘厚度大的技术特点,制造周期为三个月;在验证阶段,它涵盖了许多测试项目,需要四到五个月的时间。三个环节只要有一个环节出现问题,前面的流程就必须重新启动,一次失败就要一年。”所以,那段时间,他和同事们压力都很大。

勒燕杰

作为本项目子项目“500千伏电缆系统试验及运维技术”的技术骨干,乐带领团队开展了国产500千伏电缆系统的型式试验,主动负责试验方案和应急预案的编制,细化了电缆安装的各个环节,确保了试验的科学性和可靠性,全力确保试验的顺利正确实施。

在测试过程中,乐燕杰坚持“一天一报”的工作方法,科学高效地推进测试进度,积极与产学研单位合作,及时总结反馈测试中发现的问题,积极思考,提出解决方案和建议并加以落实。同时,他继续对试验数据进行汇总分析,确保数据准确,符合相关标准和技术规范的要求,确保试验的可靠性和有效性。

但是,科技研究怎么可能一次成功?!一次,在电缆样品测试中,电缆终端发生爆炸,勒燕杰第一时间赶到现场。看着现场一片狼藉,他感到很沮丧,也有些气馁。然而,时间不等人。他迅速调整状态,总结经验教训,开始了新的实验。

“在前四批电缆样品试验失败后,我们终于在第五批和第六批试验中取得成功,验证了项目组自主研发的500 kV交联聚乙烯绝缘DC电缆及附件的可靠性,为项目总体目标的实现提供了有力支持。”看到研究结果,勒·燕杰和他的同事们提到他们是多么兴奋。他含着泪说:“四年后,我们终于成功了。不容易。”

同时,根据项目进展,乐燕杰组织国内多家知名科研院所和测试设备制造商参与了DC电缆多工况强制冷却水循环测试系统、电缆全工况机电测试平台等关键样机的设计、开发和测试,并建立了DC电缆系统竣工、运行和维护的测试方法和相关标准体系。 填补了高端DC电缆测试测试平台技术的空空白,研发了国产高压DC电缆。

此外,乐燕杰还研发了国内首个DC热源下各种工况的DC电缆强制冷却水循环试验系统,可大幅提升海缆登陆段输送能力,突破海缆登陆段输送能力瓶颈问题,为水循环强制冷却手段在实际工程中的应用提供科学依据和数据支持,提升输送能力。

他建立了DC电缆绝缘健康综合评估测试平台,可以实现DC电缆系统绝缘诊断和性能评估的多参数分析。解决了大规格DC电缆XLPE绝缘中空间电荷积累和抑制机理研究长期没有相关试验平台的难题,填补了高端DC电缆试验检测平台技术的空空白,为国内高压DC电缆研发和长期评估试验提供了重要的技术手段,推动了我国高电压

他还建立了一套功能全面、指标先进、体系完整的海底电缆机械性能测试平台,能够模拟海底电缆施工过程中预期承受的各种机械载荷,全面评估海底电缆的机械性能,从而降低海底电缆在运输和施工过程中的工程运行风险,确保海底电缆的工程质量。

他完成了国内第一条500千伏DC海底电缆紧凑型敷设系统的样机研制,大大提高了海底电缆建设进度,降低了海底电缆建设成本,节约了海底走廊资源。

鉴于国内油纸绝缘制造能力不足,DC海底电缆大修没有备用电缆。他研制了连接交联绝缘电缆和油纸绝缘电缆的中间过渡接头,实现了挤包绝缘DC电缆和油纸绝缘DC电缆的转换连接,从根本上解决了油纸绝缘电缆检修无电缆可用的问题,为DC海底电缆检修提供了新的解决方案。

补救严重缺陷,精益求精,是他奋斗的品质。

舟山绿色石化基地项目,位于舟山岱山县渔山岛,是世界上单体投资最大的工业项目。目前其用电量接近舟山全社会用电量的60%,是当之无愧的超级用电大户。20 kV龙芝变电站是舟山绿色石化基地的主电源,220 kV罗家-龙芝线是基地的重要供电通道。相关传输设备的安全直接关系到基地的可靠供电。

2020年4月,受线路运行维护单位委托,海洋传输技术研究中心对220千伏罗家至龙之线存在的海陆电缆接地电流不平衡、海缆铠装锚固点异常发热等问题进行了分析。,并形成了技术分析报告和解决方案,为消除安全隐患、确保重特大工程供电安全提供了理论支撑。这个重担落在了勒·燕杰和他的同事们的肩上。

乐燕杰介绍,关于海陆电缆过渡接头处接地电流不平衡的问题,他们在实际检查时发现,单相接地电流的最大值与最小值之比为3.53。根据《高压电缆状态检测技术规范》的要求,单相接地电缆的最大值与最小值之比大于3,这是一个严重的缺陷。在线路重载情况下,某一接地电流过大,会导致接地线和元件过热烧蚀,为线路安全运行埋下重大隐患。

通过理论分析、仿真计算和实验验证,勒·燕杰及其同事发现,回流电缆的布局和接地方式是导致护套接地电流三相不平衡的主要原因。针对陆海电缆连接处金属护套接地电流三相不平衡的问题,对回流电缆的布局和接地方式进行了改造,采用了"回流电缆和电缆金属护套分别接地"和" 3-7 "的布局,确保了陆海电缆混合输电线路的安全运行。

还有装甲锚固点异常发热的问题。他们在实际检查中发现,该线路海底电缆铠装锚固接地螺栓搭接处温度严重偏高,最高温度达到279℃,远远超过正常运行温度,存在安全隐患。勒·燕杰和他的同事们测量了线路护套的接地电流、装甲锚具的接地电流、装甲锚具的接地点温度等现场数据。建立了理论模型,分析了铠装锚具局部过热的原因,评估了对缆索运行的影响。发现装甲锚具接地不良是发热的主要原因。为此,他们提出了铠装接地的优化方案,在锚具处增加相同截面的铠装接地线,使铠装接地电流形成新的通道后,将原有的接地端子和铝合金锚固装置端面打磨去除氧化层并紧固。铠装接地优化后,解决了异常发热问题。

勒燕杰感慨地说:“中国在1983年铺设了第一条海底电缆。经过几十年几代人的努力,国网舟山供电公司在船舶输电研究、设计、施工、运行维护、试验检测等领域积累了丰富的经验。建造了全国第一艘载重量为5000吨的工程船樊棋9号,铺设了世界上第一条500千伏交联聚乙烯海底电缆。海底电缆建设运维能力跻身世界领先行列。”2021年2月任海洋传输技术研究中心施工技术研究室副主任,全面负责施工室的试验、工程保障、科技创新和安全生产管理工作。

台风来临之前,勒燕杰拉紧了户外设备的拉绳。

采取海底电缆、高空电网、跨海输电,连接舟山87个有人居住的岛屿。结果,人民安居乐业,各行各业欣欣向荣。乐燕杰坦言:“‘努力超越、追求卓越’的国网精神是我的座右铭。我和我的团队始终坚持科研为生产服务的信念。拥有青春的梦想,立志担当重任;如果你有一个青春的梦想,明德将成为一个伟大的人才。我会保持‘技能恐慌’,不断拓宽技术视野,更新业务技能,开阔思路,勇攀高峰,提高解决电网问题的能力。未来,我们团队在保证海底电缆稳定运行和开发尖端海洋传输技术方面还有很多工作要做。”

正是有了这样坚定的信念、严谨的精神和务实的作风,乐燕杰才能在海洋动力传动方面取得更多的突破。

 
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