一个手掌大小的接线端子,在有限的接触面上传输极大电流时,若表面镀银质量不达标,就可能造成连接处发热,加速绝缘件老化,进而影响整个电缆附件的安全运行。
随着海上风电迈向深远海,电能汇集与远距离输送对系统可靠性提出了更高要求。海上风机发出的电能要稳定送上岸,既需要大型输电装备支撑,也离不开这些关键“小部件”在材料、制造和装配上的精细控制。
11月11日,由三峡集团主办的2026海上风电现代产业链共链行动大会在江苏省南京市召开。大会设置共链成果展示与经验分享、技术攻关清单发布、共链合作签约等环节,推动产业链上下游加强技术协作和供需对接。会上,多位专精特新企业代表分享了自主研发关键产品或部件的最新突破及其在重大工程中的落地成果。
精细研发,保障部件长久可靠
直流支撑电容器安装在柔直换流阀厅的阀塔上,起到电压支撑、能量缓冲等作用。它是换流阀中的关键元件,其可靠性直接影响阀组安全运行。
嘉善赛晶电容器有限公司(以下简称“嘉善赛晶”)工程师李荣卿向记者介绍,早期研发时,部分试品的耐压、初始容量等指标均满足要求,但当耐久试验进行到约500小时,损耗指标就明显升高;还有的试品尚未达到这一时长,就已经发生了绝缘击穿。
为此,嘉善赛晶团队聚力材料与工艺,实现双重突破。一方面优化金属化膜的电极材料和镀层结构,提升灌封材料与产品结构的适配性;另一方面精准调整热处理温度、卷绕张力等核心参数,持续检验并改进工艺。
仅热定型一道工序,就需要兼顾多项要求。卷绕后的元件要经过抽真空、加温,尽可能排出内部空气、减少薄膜层间气隙;温度曲线的选择,要兼顾元件自愈性能和薄膜收缩控制。经过大量试验,嘉善赛晶团队最终确定了最优工艺参数。进入量产阶段后,这套工艺还要适应不同厚度的薄膜、不同直径的元件,同时满足质量、产能和成本要求。
类似的精细功夫,也体现在电缆附件的攻关上。
电缆附件是连接电缆与电缆、电缆与设备的关键部件,承担电场控制、绝缘隔离和密封防护等功能。在长缆科技集团股份有限公司(以下简称“长缆科技”)副总经理彭勇看来,附件的可靠性与电缆本体同样重要。
随着海上风机单机容量不断增大、集电海缆线路持续升级,66kV可分离连接器的研发迎来了全新挑战——材料需具备更优异的绝缘性能,产品尺寸需更加紧凑,附件与电缆之间的界面配合难题也需重新攻克。
在超高压直流电缆附件的研发上,长缆科技通过迭代直流电缆附件专用三元乙丙橡胶材料配方、优化精密混炼及注橡成型工艺技术等,连续实现±400kV和±500kV直流电缆附件用应力锥部件的攻关和突破,最终成功研制上述超高压直流电缆附件产品。
联合验证,推动成果进入工程
产品完成研发和试制后,企业面临新的痛点:电缆附件研发突破了,如何找到与之相匹配的电缆开展协同试验,以确保产品真正具备工程投运条件?沿着产业链,这一问题很快有了答案。
“合作企业提供电缆,我们提供附件,双方联合开展试验。”彭勇说。长缆科技主导附件研发,与合作企业共同验证产品匹配兼容性与系统综合性能。
嘉善赛晶的国产化研发同样依赖于上下游的深度协同。在由清华大学牵头,三峡集团、嘉善赛晶等单位共同参与的“干式直流电容器用电介质薄膜材料”国家重点研发计划项目中,聚丙烯粒料、基膜、金属化膜、电容器以及换流阀组等全产业链环节被纳入协同研究体系。李荣卿表示,项目组内部的高效沟通,让上游材料研发人员能够更精准地理解工程实际需求,而下游产品在测试中发现的问题也能第一时间反馈至材料与工艺环节,实现共同迭代。
与此同时,三峡科研院牵头推动系统性工作,将长缆科技纳入首台(套)申报及应用协作体系,并在三峡广东阳江青洲七期海上风电项目中为其提供了工程应用平台。由三峡集团与长缆科技等单位共同参与的“66kV海上风电集电海缆系统”,已正式列入国家能源局第六批能源领域首台(套)重大技术装备清单。
加强供需对接,拓展后续市场
共链行动所构建的协作机制,让专精特新企业进入更完整的研发和验证体系,更大程度发挥自身的专业能力。不过,对于企业而言,参与共建示范工程仅仅意味着获得了“入场券”。产品能否进一步扩大应用,还需依靠实际运行表现来检验。
从已有项目看,这些“小部件”的应用范围正在加速延伸。
嘉善赛晶方面,4台直流支撑电容器于2021年12月在三峡江苏如东海上风电项目投运。截至大会召开前,他们为三峡广东阳江青洲七期海上风电项目提供的1000台产品已完成交付,后续还将接受投运和运行检验。
长缆科技的±400kV直流电缆附件已应用于三峡江苏如东海上风电柔性直流输电工程,±500kV直流电缆附件也已在三峡广东阳江青洲五期、七期海上风电项目实现交付应用,并进一步实现向三山岛项目交付。面向更高电压等级的海缆送出和绝缘料国产化需求,长缆科技也将与国内海缆厂家开展多轮匹配试验、型式试验和预鉴定试验,为参建更多工程做好准备。
▲ 长缆科技研制的电缆附件,已在世界规模最大的海上换流站“海风之心”上应用。摄影:汤伟
已有工程的实践、正在推进的示范应用,以及面向后续项目的系统适配,共同构成了成果转化的连续过程。企业在其中积累的,不只有供货业绩,还有可供下一次选型参考的试验结果、工程经验和质量信誉。
此次大会将共链成果交流、技术攻关清单发布和合作签约等事项放在同一平台上,这既是产业链企业展示成果的机会,也是打通技术需求、试验条件和工程场景的契机。
新的研发任务仍在继续。长缆科技已将110kV~145kV可分离连接器及±640kV~±800kV直流电缆附件列入后续研发方向,嘉善赛晶也在持续推进国产材料性能提升和量产一致性优化。更高的电压、更远的输送距离,正在提出新的考题。
让企业精准找到协作伙伴,让产品高效获得工程验证,让经受检验的成果迈向更多应用场景——“小部件”走向深远海的每一步,都需要产业链上下游共同参与。共链行动所连接的,正是这些具体需求与专业能力,以及通过一次次示范应用逐步走向市场的可能。
来源 | 三峡小微
作者 | 周伊萌
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