水下3米带电运行48小时!深圳研发防汛“神器”,浸水不浸电

晶报记者 白念平
05-08 08:28

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南方电网首套防水浸中低压配电设备在持续48小时的水下带电运行测试中,成功为南方电网两栋办公楼提供稳定电力供应,实现“浸水不浸电”的技术突破。

5月7日,南方电网首套10千伏水下运行电力设备展厅在深圳龙华供电局落成。

踏入展厅,目光瞬间被展厅中央一个巨大的透明水池所吸引。这个水池长8米、深3米,池中,一组银灰色配电设备正稳定运行,设备上的指示灯穿透澄澈的水体,规律而有序地闪烁着。作为南方电网首套防水浸中低压配电设备,其在持续48小时的水下带电运行测试中,成功为南方电网两栋办公楼提供稳定电力供应,实现“浸水不浸电”的技术突破。

南方电网首套10千伏水下运行电力设备展厅

13个月技术攻坚,实现三级跨越

这项突破性成果的背后,是历时13个月的政企联合技术攻坚。

2023年9月,深圳市政府与深圳供电局就防水浸配电设备研究及示范应用达成一致意见,一场关乎电力科技未来的创新征程就此扬帆起航。

2023年10月,深圳供电局筹备防水浸配电设备技术研究及其关键设备研制科技项目;2024年4月,深圳龙华供电局正式启动《配电设备水浸安全防护技术研究及其关键装备研制》项目。在接下来的5个月里,研发团队争分夺秒、日夜钻研,成功研制出首套防水浸型中压开关柜、配电变压器、低压开关柜样机,其关键部件亮相“2024国际数字能源展”。

为了确保设备的可靠性与稳定性,该设备先后接受了24小时、48小时水下通电运行试验的严苛考验。在漫长的试验过程中,设备始终稳定运行,最终取得具备中国计量认证(CMA)与中国合格评定国家认可委员会(CNAS)资质试验报告。今年3月,经广东省机械行业协会组织召开的新产品技术鉴定会鉴定,该套设备取得新产品技术鉴定报告并获得“该系列设备的防护等级性能优越,填补了国内外空白,达到国际领先水平”评价。

三大黑科技,构筑“水下堡垒”

它如何做到水下3米带电运行48小时的呢?答案就藏在三大“黑科技”里。

防水浸中低压配电设备水浸测试中

第一大“黑科技”——双隔舱与微正压,为设备打造专属“潜水舱”。想象一下,电力设备内部被分成相互独立且完全密封的舱室,形成了独特的双隔舱结构。这就好比潜水艇那一个个坚固的隔水舱,即便设备外壳不幸出现渗水情况,其核心电气部分依然能够稳如泰山,丝毫不受影响。值得一提的是,研究团队还巧妙地往舱内充入微量气体,营造出“微正压”环境。这一设计就如同为设备量身定制了一套充气防护服,让舱内气压始终略高于外部水压。如此一来,外部的水流根本无法突破这层气压屏障挤进舱内,巧妙解决了常规柜体结构在密封性方面的难题。

防水浸中低压配电设备外部实现严密密封

第二大“黑科技”——军工级航插与一体浇筑,给接线口装上“金刚罩”。在传统电力设备中,电缆接口处一直是水渗入的“重灾区”。然而,这套防水浸中低压配电设备却有着独特的应对之策。它采用了军工级别的航空插头(IP68防水浸级),这些接口就像自带了一层坚不可摧的“金刚罩”,即便长时间浸泡在水中,也绝不会出现短路故障。不仅如此,设备中的传感器更是运用了一体浇筑工艺。这种工艺就像给电子元件裹上了一层透明且严丝合缝的果冻胶,将电子元件与外界环境彻底隔离开来,让水流连一丝缝隙都找不到,从源头上杜绝了水从接口处渗入的可能性。

当接口防护体系构建起一道滴水不漏的“铁壁铜墙”,彻底阻断水流渗透的路径后,新的挑战悄然浮现——完全密封的环境导致设备运行产生的热量无法自然发散。面对这一难题,研究团队在关键部位贴上“退烧贴”——半导体材料散热片。这些散热片如同高效的热量“搬运工”,通过精心设计的特殊导热通道,迅速将设备运行产生的热量“打包带走”,并以极快的速度排出设备。即便设备长时间浸泡在水中,也能始终保持“冷静”,稳定运行。

防水浸中低压配电设备在水深3米环境下带电运行

与此同时,该套防水浸设备还集成了在线监测功能,可实现供电线路开关远程操作。运维人员只需身处调度室,通过远程控制系统这一“无形之手”,就能轻松实现供电线路开关的分合闸操作。与传统设备相比,有效规避了因设备浸水,人为操作可能导致的触电风险。

深圳龙华供电局工作人员操作远程供电线路开关

从气压平衡构建起的第一道安全防线,到分子级密封形成的“铜墙铁壁”,再到定向散热技术打造的“清凉后盾”,这三项技术紧密协作、环环相扣,形成了一套无懈可击的闭环防护体系。它为城市电网构筑起了一条坚不可摧的“水下生命线”,让城市电力供应在复杂的水下环境中也能稳定、可靠地运行。

改造效率与成本双飞跃,48小时水中稳供电

过去,每逢暴雨台风,供电人员就得扛沙袋、堵挡板,严阵以待保卫配电房。随着防水浸黑科技的落地,这一延续数十年的防汛模式将迎来根本性变革——电力系统从“筑坝挡水”的被动防御,蜕变为“水中生存”的主动免疫。

“以深圳龙华区电力改造项目为例,传统‘地改上’防水浸改造需历经选址、建电房、搬迁、安装、实验、送电共6大环节,整个过程耗时至少45天。”龙华区供电局工作人员介绍,而新型防水浸设备通过原址升级,最多仅需5日即可完成安装调试,改造周期压缩近90%。更令人惊喜的是,改造过程无需电房建设等重资产投入,整体成本直降40%,真正实现“手术刀式”精准升级。

当极端天气来袭,防水浸设备的表现将更显革命性突破。常规设备一旦遭遇水浸,需启动“设备大手术”:从抽水、拆解、清洗到烘干、安装,再到试验后才能送电,7道工序伴随长时间的停电阵痛。而防水浸设备无需断电,仅需抽水清洗这一简单操作即可快速恢复,抢修时间大幅度下降近90%,抢修成本同样大幅度下降近90%,真正做到了水浸后全程运行不停电,维护成本接近于零,不影响供电区域生产生活的用电需求。

常规设备遭遇水浸后,工作人员需经过复杂程序抢修

“该系列设备的成功投运,是电网建设领域的一次重要创新,为城市内涝灾害时电网安全运行探索出了一条新路径。”深圳龙华供电局党委书记邹阳表示。下一步,深圳龙华供电局将继续优化设备性能,在医院、地铁、学校等一些重要场所逐步推广应用,进一步提升电网的智能化抗灾水平。

未来,深圳龙华或将如繁星点点般遍布这样的电力“蛟龙”,暴雨季医院的生命支持系统不再因浸水断电停摆,地铁供电系统在水中仍保持正常供电,校园防汛应急照明可全天候保障师生安全。它们在无声处默默坚守,为城市的能源安全筑牢坚不可摧的根基,让城市在风雨中依然能够绽放出璀璨的光芒。

编辑 刘珂

(作者:晶报记者 白念平)
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