科创中国

"课题来源为企业横向委托。直流避雷器是直流工程绝缘配合的基础，是直流设备不可或缺的“护身符”，直流避雷器为设备提供可靠保护的同时，自身应安全稳定运行，一旦故障将造成直流系统停运，对电网的安全构成巨大威胁。特高压直流系统故障能量大、持续时间长，对直流避雷器的通流能力要求更高，导致国内近年来发生了十余起直流避雷器故障事件，故障率高达500kV变电站避雷器的20倍，故障产品涉及国内外主流厂家，暴露了大容量直流避雷器在长波冲击下的设计选型困难、电阻片均匀性生产控制难度大、多柱并联一致性监测和评价方法缺失等行业难题。

本项目为解决直流避雷器故障频发、提高运行可靠性，从设备全生命周期管理出发，突破了设计-生产-运维系列关键技术，取得以下创新成果：

（1）首次揭示了直流避雷器极限冲击能量与长波持续时间的变化规律，获取了避雷器电压耐受时间特性，提出了参数配置原则及试验检验方法，解决了大容量直流避雷器设计选型难题。

（2）提出了氧空位和锌填隙两种点缺陷逆向调控微观结构和势垒的方法，改善了电阻片微观均匀性，成功研制了大尺寸高性能电阻片，能量密度提高了1.25倍，应用于乌东德和滇西北工程直流避雷器，运行情况良好。

（3）研发了多柱并联避雷器微秒级同步无源无线监测系统，首次提出了基于避雷器动作电流波形相关性的一致性评价方法，应用于普洱站直流开关避雷器，实现了对多柱并联避雷器运行状态的有效监测和及时预警。

项目成果广泛应用于国内外直流工程，成效显著，一是保障西电东送主网架安全稳定运行：对金中、永富直流避雷器存量隐患设备整改后未再发生故障；实现滇西北、乌东德等新建工程避雷器零故障投产。二是提升国内电工装备竞争力：项目研制高性能直流避雷器实现规模化应用，近三年供货数量近千台，占国内市场份额91.7%，国产避雷器竞争力显著增强。三是扩大了国家电工装备的国际影响力：项目成果应用于菲律宾MVIP、土耳其凡城等国外直流工程，对于推动国家“一带一路”战略和电工装备“走出去”具有重要意义。

项目通过了中国电机工程学会的成果鉴定，得到了以中国工程院院士邱爱慈为主任的鉴定委员会的认可，一致认为项目达到国际领先水平。"