我們平時(shí)逛街的時(shí)候常會(huì)看到路邊的變壓器，大多數(shù)人不了解它的運(yùn)行離不開(kāi)一種叫絕緣油的東西。好的絕緣油不僅環(huán)保，而且還能有效杜絕變壓器失火。日前，重慶市人民政府發(fā)布關(guān)于2017年度重慶市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)的決定，對(duì)為我市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展作出突出貢獻(xiàn)的科技人員和單位給予獎(jiǎng)勵(lì)。由重慶大學(xué)輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主持的項(xiàng)目“高穩(wěn)定性植物絕緣油關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”獲得技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。
17年磨一劍只為變壓器用上安全穩(wěn)定的絕緣油
據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院院長(zhǎng)李劍表示，該團(tuán)隊(duì)從2000年開(kāi)始就在國(guó)內(nèi)率先從事高穩(wěn)定性植物絕緣油的研制與應(yīng)用工作。目前國(guó)內(nèi)大部分變壓器用的是礦物絕緣油，相比較而言，植物絕緣油由于燃點(diǎn)高、可再生、自然降解等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是礦物絕緣油的良好替代品，在上世紀(jì)90年代就受到歐美電力設(shè)備制造企業(yè)的重視。
李劍說(shuō)，起初，我國(guó)在這方面的研究完全處于空白，因?yàn)檫@項(xiàng)研究屬于“交叉學(xué)科”，國(guó)內(nèi)從事化學(xué)研究的人員對(duì)電氣知識(shí)不了解，而從事油化行業(yè)的又不看好這方面的價(jià)值，導(dǎo)致很多研究者不愿意在這方面投入過(guò)多精力。
李劍所在團(tuán)隊(duì)則決定攻克這個(gè)“冷門”，通過(guò)對(duì)植物絕緣油未來(lái)前景的分析，他們?cè)趲缀鯖](méi)有經(jīng)驗(yàn)可借鑒的情況下，邊學(xué)習(xí)邊摸索，埋頭苦干。
李劍稱，在此之前，我國(guó)的植物絕緣油的介電和理化性能較差，在某些方面達(dá)不到變壓器用油標(biāo)準(zhǔn)。為了獲得我們自己的植物絕緣油，打破國(guó)外技術(shù)封鎖，搶占技術(shù)制高點(diǎn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，他們從植物絕緣油的氧化穩(wěn)定性影響因素出發(fā)，獲得了多種酚類抗氧化劑的抗氧化復(fù)配技術(shù)；通過(guò)對(duì)植物絕緣油分子結(jié)構(gòu)對(duì)飽和度的影響規(guī)律分析，選取了單不飽和度高的山茶籽和菜籽植物油作為原油，最終獲得了高穩(wěn)定性的山茶籽和菜籽植物絕緣油。
經(jīng)過(guò)17年持續(xù)攻關(guān)，該團(tuán)隊(duì)發(fā)明了高穩(wěn)定性植物絕緣油及其性能調(diào)控技術(shù)和制備工藝方法，解決了難以兼顧高穩(wěn)定性和高絕緣性的難題，新油的擊穿電壓、介質(zhì)損耗、起始氧化溫度等關(guān)鍵性能指標(biāo)在國(guó)際上都處于先進(jìn)水平。
反復(fù)實(shí)驗(yàn)只為把研究成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)化產(chǎn)品
實(shí)驗(yàn)室研究出成果了，如何將實(shí)驗(yàn)室的研究成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)化產(chǎn)品，解決從研發(fā)到應(yīng)用的難題又?jǐn)[在了該研發(fā)團(tuán)隊(duì)的面前。
李劍稱，要把理論成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，不僅需要扎實(shí)的理論深度，還需要解決批量化過(guò)程中的工藝、裝備等問(wèn)題。他們?cè)谟推放炕^(guò)程中走了很多彎路，特別是在脫酸及降介損問(wèn)題上，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制環(huán)節(jié)上進(jìn)行了反復(fù)修改。
李劍回憶說(shuō)，當(dāng)初在設(shè)備調(diào)試過(guò)程中，他們遇到了介損難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的問(wèn)題，當(dāng)時(shí)花了一個(gè)多月時(shí)間反復(fù)調(diào)節(jié)，最終發(fā)現(xiàn)濾油機(jī)設(shè)備管道與油不相容導(dǎo)致介損超標(biāo)。而這只是他們?cè)趯?shí)驗(yàn)期間遇到的大多數(shù)問(wèn)題中很小的一個(gè)問(wèn)題。
最終，該團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)、建造了國(guó)內(nèi)首套年產(chǎn)300噸的植物絕緣油生產(chǎn)線。隨后，又將他們的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行共享，合作開(kāi)發(fā)了我國(guó)首套具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的年產(chǎn)1500噸植物絕緣油生產(chǎn)成套設(shè)備。“至此，我們真正掌握了植物絕緣油量產(chǎn)的多次堿煉和深度吸附技術(shù)，解決了量產(chǎn)油品脫酸和降低介質(zhì)損耗的難題，實(shí)現(xiàn)了科研成果到科研產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化?！崩顒φf(shuō)。
該技術(shù)成果獲權(quán)發(fā)明專利21項(xiàng)牽頭制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
該植物絕緣油有什么特點(diǎn)呢？李劍說(shuō)，主要的優(yōu)點(diǎn)就是節(jié)能環(huán)保和防火。由于植物油是可以降解的，所以可以減少污染排放。另外，一般的礦物絕緣油的燃點(diǎn)是160℃，而這種植物絕緣油的燃點(diǎn)超過(guò)300℃，被稱為“難燃”絕緣油，可有效預(yù)防火災(zāi)，提高植物絕緣油變壓器的運(yùn)行可靠與安全性。
據(jù)介紹，基于以上技術(shù)發(fā)明，該團(tuán)隊(duì)目前已開(kāi)發(fā)出國(guó)內(nèi)首臺(tái)10kV、35kV植物絕緣油配電變壓器，與南方電網(wǎng)合作研發(fā)出我國(guó)首臺(tái)110kV大型植物絕緣油電力變壓器并投用，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)技術(shù)空白。發(fā)明的植物絕緣油紙及部件電熱老化試驗(yàn)裝置、植物絕緣油變壓器現(xiàn)場(chǎng)吸濾一體化設(shè)備，為植物油變壓器絕緣設(shè)計(jì)和安全運(yùn)行提供了重要保障。
目前，該技術(shù)成果已獲權(quán)發(fā)明專利21項(xiàng)、實(shí)用新型專利6項(xiàng)，牽頭制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，正在牽頭起草國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)各1項(xiàng)。植物絕緣油配電變壓器已被列入《中國(guó)制造2025》重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖。