“在直流输电关键设备、关键技术方面，我们长期依赖进口，受制于人。今天终于在特高压柔直工程打赢了翻身仗，用上了中国人自己制造的特高压柔直穿墙套管！”6月11日，随着中国自主研发的±800千伏柔直穿墙套管在乌东德电站送电广东广西特高压多端柔性直流示范工程（简称“昆柳龙直流工程”）柳州换流站的成功投运，南方电网超高压公司柳州局副总经理郝志杰自豪满满。
该工程设备的成功投运，标志着我国在特高压柔性直流穿墙套管方面突破国外技术封锁，不仅大大提升西电东送主网架自主可控水平，同时补齐了国产化特高压直流穿墙套管柔直领域这块拼图。
推进直流输电技术自主化国产化
柔性直流穿墙套管是柔性直流输电工程的核心装备之一，是连接阀厅与直流场的关键装备，处于直流输电系统的“咽喉”位置，是特高压换流站阀厅和直流场之间唯一的通道，承载着整个系统的特电压和大电流，起到通流、绝缘和机械支撑作用。
“长期以来，国内超、特高压柔性直流穿墙套管完全依赖进口,其核心制造技术长期为国外企业垄断，掌握核心技术，实现国产化，一直是我国电力行业共同的期盼。”南方电网超高压公司创新与数字化部副总经理陈欢说。
“柔性直流穿墙套管相当于直流输电系统的‘咽喉’，是直流电流进出阀厅的唯一通道，如果没有这个通道，外面的电流进不去，里面的电流也出不来，换流站就没法正常工作。”陈欢说。
记者在采访中获悉，近些年以来，直流穿墙套管关键核心技术一直掌握在国外少数厂家手里，我国长期依赖国外进口，没有价格话语权，一支设备价格高达上千万元。不止如此，最怕的是设备发生故障后的维修等一系列后续难题。
关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。只有坚持创新，实现科技自立自强，才能不受制于人。据陈欢介绍，我国直流输电设备技术自主创新从零星部件国产化开始，一步一个脚印向科技自立自强迈进。从天广直流工程100%依赖进口，到云广直流世界第一条特高压自主化示范工程，再到世界上第一条±800千伏多端柔性特高压输电工程，引领特高压进入柔性直流新时代，南方电网公司始终持续推进直流输电技术自主化国产化。
实现“跟跑者”到“领跑者”的跨越
昆柳龙直流工程是实施“西电东送”的国家重大工程。目前，南方电网西电东送已形成“八交十一直”输电大通道，送电规模超5800万千瓦，年送电量超2300亿千瓦时，其中清洁能源占比超过80%，已拥有自主化的大容量特高压多端柔性直流输电技术，在大型交直流电网规划、建设和运行技术与实践方面处于领先地位。
如今，在新型电力系统中，电网作为消纳高比例新能源的核心枢纽作用更加显著。“跨省区主干电网+中小型区域电网+配网及微网”的柔性互联形态和数字化调控技术将使电网更加灵活可控，实现新能源按资源禀赋因地制宜广泛接入。
作为世界上第一条±800千伏多端柔性直流输电工程，昆柳龙直流工程立项伊始，自主研发柔直穿墙套管就被作为解决国内直流输电技术“卡脖子”难题提上日程。南方电网公司的目标是不仅要实现套管国产化，还要比进口产品性能更优，实现从直流关键设备“跟跑者”到“领跑者”的跨越。
为攻克±800千伏柔性直流穿墙套管核心技术难题，南方电网公司牵头统筹产学研资源，超高压公司抽选了27名技术骨干，联合中国西电集团、西安交通大学等组建创新联合体。经过14个月的连续攻关，终于成功完成了自主研发首套柔直穿墙套管，并顺利通过鉴定。
如何将这根长达22米，重达10吨的套管安装上去，考验者建设者们的智慧。“由于套管又长又重，平衡点不容易掌握，而且场地有限。为做好安装，我们提前策划，落实相关人员、机具、物料等，严格控制安装过程各项工序，确保了国产套管顺利安装就位。”南方电网超高压公司乌东德直流项目部总经理彭玉培说。
“和现有同类进口套管相比，我们的载流能力有10%的提升，绝缘裕度有9%的提升，机械强度更是提高了50%，关键指标上比同类进口设备更优。”陈欢介绍。自主研发的±800千伏柔性直流穿墙套管形成了丰富的技术及知识产权成果，培育了核心专利24件。
促进我国电工装备制造产业换代升级
套管的研制并非一帆风顺。2020年11月，第一批两支套管样机先后在试验过程出现局放超标的问题。问题暴露后，超高压输电公司一方面在第一时间组织国内权威专家参与分析，查明了原因并即时进行落实整改。另一方面立即增加第二批2支备用样机生产，预留100%裕度。增派团队骨干驻厂，全天候7×24小时跟踪生产全过程，严控工艺管控，确保成品质量。
经过攻关人员的不懈努力，2021年4月21日套管一次性通过全部出厂试验项目，4月26日套管一次性通过型式试验。5月16日，通过了中国机械工业联合会组织的新产品技术鉴定，以中国工程院院士、西安交通大学电气学院教授邱爱慈担任主任委员，汇聚电气、机械制造等领域12名知名专家组成的鉴定委员会对该产品给予了高度评价，认为产品的主要性能指标达到国际领先水平，有力推动了我国电工装备制造产业的换代升级，样机的主要性能指标达到同类产品国际领先水平。
套管的成功带电运行，并非是攻关的终点，而是一个新的起点。下一阶段，南方电网超高压输电公司将对国产套管开展精心运维，确保套管运行的安全可靠。攻关团队也将持续开展国产化套管后续研究工作，完善国产套管运行技术手段。同时，南方电网也将继续联合制造厂家深入攻关电力装备组部件乃至材料级的“卡脖子”问题，全面保障能源电力重要基础设施运行的本质安全。
