【科技创新主力军】谭盛武:高压开关三十载,毫厘之间定乾坤
【科技创新主力军】谭盛武:高压开关三十载,毫厘之间定乾坤

文章来源:中国电气装备集团有限公司 发布时间:2025-05-15
随着我国经济的飞速发展,电网规模不断扩张,550千伏和220千伏高压骨干网架持续完善,电网结构日益坚强。在这一发展进程中,电力系统对关键设备性能提出了更高要求,特别是对断路器开断能力的技术指标需要实现新的突破。作为中国电气装备所属平高电气副总工程师、智慧电气装备技术研究院主要负责人,谭盛武深耕电气装备科研工作30余年,带领团队攻克了一系列“卡脖子”难题,奠定企业在高压开关领域的领先地位。
毫秒之争,中国速度刷新世界纪录
“在电网规模快速扩张的背景下,传统断路器的开断特性已成为制约系统暂态稳定性的关键短板,这不仅是设备性能问题,更是影响电网发展质量的系统性课题。”谭盛武面对电网发展进程中的关键技术瓶颈,以其敏锐的行业洞察力和深厚的专业积淀,率先从系统运行的本质特征中发现了关键突破点。作为技术带头人,谭盛武带领团队开展了系统性研究,研制全开断时间不超过25毫秒的高速断路器,不仅能有效提升系统暂态稳定性,还将显著提高线路输送能力,为电力系统安全运行提供全新解决方案。同时,他还特别注重设备的紧凑化设计和经济性优化,确保产品既满足高性能要求,又具备良好的工程适用性和推广价值。
然而,这一技术突破面临着前所未有的挑战。纵观高压断路器发展史,开断时间从100毫秒提升至50毫秒的跨越,已经耗费了国际同行数十年的研发积累。如今要在短短一年内实现从50毫秒到25毫秒的再次飞跃,其技术难度可想而知。面对这道看似不可能完成的技术难题,谭盛武没有畏惧,他召集团队成员,目光坚定地说:“虽然前方困难重重,但我们不能退缩,这是挑战,更是机遇,我们一定能攻克!”
在谭盛武的带领下,团队建立了“赛马制”攻关机制。他将研发人员分成多个技术小组,每个小组都围绕缩短开断时间这一核心目标,采用不同的技术路线展开平行攻关。那段攻坚岁月里,实验室常常彻夜灯火通明,各小组争分夺秒地进行着方案验证和技术比选,仅用两个月就快速锁定了“电磁斥力+液压驱动+气体灭弧室”的优化技术路线,为项目后续推进奠定了坚实基础。
同时,谭盛武带领团队突破传统思维,大胆引入新型复合材料和先进制造工艺。经过上百次试验验证和参数优化,成功攻克了操动机构的快速分合及平缓制动问题,以及常规材料在高速开断下无法满足高温与大机械冲击载荷综合性能要求等关键难题。2020年11月,从接受任务起仅1年时间,世界首台252千伏高速断路器成功通过全部型式试验验证。那一刻,整个实验室沸腾了,所有的挑灯夜战、所有的挫折与坚持,都化作了成功的喜悦。
2020年12月,252千伏高速断路器在浙江天一变电站成功带电投运。在人工短路试验中,该设备故障开断速度相较于常规断路器提高了一倍,仅为20.1毫秒,成功抑制线路短路电流20%,充分验证了其优良性能与稳定性。此后,10台该型号产品相继在浙江多地电网挂网运行,发挥了显著示范作用,为当地电网安全稳定运行提供了有力保障,也为行业技术发展提供了宝贵经验。2023年11月,该产品通过中国电工技术学会组织的国家级鉴定,技术水平国际领先。
252千伏高速断路器在浙江宁波天一变运行
巅峰再越,从252千伏到550千伏的科技
创新没有止境,谭盛武并未止步于现有成就。面对更高电压等级电网对短路电流高速开断的迫切需求,他再次以战略眼光擘画技术蓝图,基于252千伏高速断路器的成功经验,他果断提出向更高的技术高峰发起挑战——研制550千伏高速断路器,并明确要求保持25毫秒的开断时间标准。
谭盛武带领团队再次踏上了艰难的征程,他们打破行业常规,将研究视野拓展至航空航天等尖端领域——从飞机发动机的燃烧控制到火箭喷射的流体力学特性,从空气动力学原理到新型材料应用,在跨学科融合中不断寻找技术突破口。
最终设计出国际首个短燃弧时间不大于8毫秒的550千伏双断口六氟化硫灭弧室,成功攻克六氟化硫灭弧室极短燃弧开断关键技术难题。创新性地提出双组碟簧储能方案,大幅提高机构操作功至34千焦,为设备运行提供了强劲动力支撑。通过对百余种新型材料的系统筛选,首次在高压开关设备中成功应用特种合金材料,研制出运动质量仅45千克、耐受加速度为5000米/平方秒的轻量化传动系统,实现运动质量降低30%,机械强度提升20%。创新性地提出双杆串联的双盘斥力装置,实现任一斥力盘均可独立完成快速分闸,极大提升了机械可靠性。
550千伏高速断路器在浙江舜江变电站运行
2022年9月,科研团队成功研制出世界首台550千伏高速断路器,这是继252千伏高速开断断路器之后的又一重大技术突破,属世界原创技术。同年11月,通过中国机械工业联合会组织的国家级鉴定,产品性能国际领先。2023年4月,该产品在浙江舜江变电站成功并网,电网拓扑在10毫秒内实现动态变化,在常规线路保护动作前实现短路电流柔性抑制,为常规线路开关切除故障电流提供了良好条件。同时,加装智能化器件方案,实现机械特性和关键状态在线监测,提升设备运检质效。
谭盛武说:“252千伏和550千伏高速断路器可广泛应用于柔性抑制短路电流、快速切除交流系统故障电流、换流变防爆燃等关键场景,应用前景广阔,还能提升电网输送容量和安全水平,有力支撑我国新型电力系统建设,对我国交直流电网规划建设和运行方式产生深远影响。”
环保先锋,开创电力设备绿色革命
高速断路器的研发,只是谭盛武深耕电气装备科研领域30余年的一个缩影。他深刻领会国家“双碳”战略重大意义,积极推进环保气体和真空开断技术在高压开关领域的深入应用。
在特高压领域,他带领团队突破超长传动机械稳定性、耐烧蚀核心部件制备等关键技术,成功研制国际首台1100千伏交流滤波器组断路器,解决了特高压交直流电网互联的关键“瓶颈”,并应用于±1100千伏昌吉至古泉等重大特高压工程;攻克特高压GIL绝缘与有限空间复杂姿态设计难题,成功研制出世界首台1100千伏GIL,并应用于苏通GIL综合管廊工程。这些特高压设备的研制有力支撑了我国清洁电力跨区域、长距离输送。
在清洁能源领域,率先突破直流GIS关键技术,创新研制直流GIS专用绝缘子并建立电场控制判据,成功开发出±210千伏、±320千伏及±500千伏系列化直流GIS设备。与传统敞开式设备相比,该系列产品不仅占地面积减少70%以上,更具备优异的耐候性能、更高的运行可靠性和更少的维护需求,为未来远海风电大规模开发提供了关键设备支撑。牵头研发国内首台风机塔筒专用72.5千伏GIS设备,实现了海上风电GIS开关设备的完全国产化替代。
在环保技术方面,团队历时五年攻关,攻克真空开断、绝缘技术,成功研制国内首台126千伏真空断路器,实现整机温室气体“零”排放。研制的国内首台126千伏无氟环保型GIS,温室效应指标缩减99.99%以上,被列入《绿色技术推广目录(2020年)》和能源领域首台(套)重大技术装备项目清单,彰显了我国电力装备绿色发展的创新实力。
从毫秒级开断技术的突破到特高压装备的自主创新,从传统电力设备升级到绿色低碳技术引领,谭盛武用三十年如一日的坚守与创新,带领团队不仅攻克了多项“卡脖子”技术难题,更构建起具有完全自主知识产权的高端装备体系,书写了企业从跟跑到领跑的精彩篇章。他将继续秉持敬畏之心,尽职尽责,带领团队在科技创新的道路上砥砺前行,为建设世界一流智慧电气装备集团不懈努力,继续捍卫“中国制造”的荣耀与辉煌。
【责任编辑:张任田慧】