中國工程院院士、三峽集團原總工程師張超然全情投入水電事業(yè)50余年，對專業(yè)技術(shù)孜孜以求，用自己的一言一行詮釋著科學(xué)求實的精神，為三峽工程、溪洛渡、向家壩、白鶴灘、烏東德工程建設(shè)作出了突出貢獻。為梳理幾十年來中國水電從追趕到帶領(lǐng)世界水電科學(xué)技術(shù)的輝煌歷程，三峽小微從今日起，將推送張超然院士系列采訪報道。

建設(shè)美麗中國、推進綠色發(fā)展、健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系成為新時期國家建設(shè)的重要內(nèi)容。“2030年碳達峰、2060年碳中和”是中國應(yīng)對氣候變化做出的莊嚴承諾。要實現(xiàn)這些目標，離不開水電這一清潔可再生能源的開發(fā)和利用。但有人認為經(jīng)過幾十年的高速開發(fā)，中國水電已經(jīng)渡過高速發(fā)展期，對此中國工程院院士張超然表示，我國水電開發(fā)仍有較大空間，仍將大有可為，特別是三峽集團應(yīng)發(fā)揮好在既往水電建設(shè)中獲得的核心技術(shù)能力，帶領(lǐng)好我國水電開發(fā)事業(yè)。

水電是全球公認的清潔、上等、靈活的可再生能源。新中國成立以來，中國政府非常重視水電開發(fā)，持續(xù)將水電開發(fā)任務(wù)納入國家發(fā)展五年計劃與規(guī)劃中。據(jù)測算，我國70%以上的水電水能資源，都集中在大西南的云、貴、川、藏、滇地區(qū)，其中金沙江水能資源理論蘊藏量為1.21億千瓦，富集程度居世界之*，是我國*集中、規(guī)模*大的水電能源基地。

一、產(chǎn)品概述（WBDY-V油介損分析儀多規(guī)格產(chǎn)品滿足您的不同需求）

WBDY-V型精密油介損及體積電阻率測試儀是用于絕緣油等液體絕緣介質(zhì)的介質(zhì)損耗角及體積電阻率測試的一體化結(jié)構(gòu)的高精密儀器。內(nèi)部集成了介損油杯、溫控儀、溫度傳感器、介損測試電橋、交流試驗電源、標準電容器、高阻計、直流高壓源等主要部件。其中加熱部分采用了當(dāng)前*為先進的高頻感應(yīng)加熱方式，該加熱方式具備油杯與加熱體非接觸、加熱均勻、速度快、控制方便等優(yōu)點。交流試驗電源采用AC-DC-AC轉(zhuǎn)換方式，有效避免市電電壓及頻率波動對介損測試準確性影響，即便是發(fā)電機發(fā)電，該儀器也能正確運行。內(nèi)部標準電容器為SF6充氣三極式電容，該電容的介損及電容量不受環(huán)境溫度、濕度等影響，保證儀器長時間使用后仍然精度一致。

儀器內(nèi)部采用全數(shù)字技術(shù)，全部智能自動化測量，多種模式測式，配備了大屏幕（320×240）觸控式顯示器，全中文菜單，每一步驟都有中文提示，測試結(jié)果可以打印輸出，操作人員不需專業(yè)培訓(xùn)就能熟練使用。

鄭重提醒：本公司提醒用戶，該設(shè)備有高壓輸出，如果使用不當(dāng)可能危及人身保障！

操作員在未仔細閱讀使用說明書之前，嚴禁使用本儀器！

二、控制面板（WBDY-V油介損分析儀多規(guī)格產(chǎn)品滿足您的不同需求）

1.主面板功能區(qū)

微型打印機：完成輸出數(shù)據(jù)打?。?/span>

總電源開關(guān)：設(shè)備輸入電源控制；

觸控式液晶顯示屏：主操作區(qū)，設(shè)備各項目的設(shè)定以及測試操作（具體操作見 “操作”）；

狀態(tài)指示區(qū)；

高壓燈（紅色）：  如果燈亮，表示油杯上已經(jīng)帶高壓電；

加熱燈（綠色）：  如果燈亮，表示加熱爐正在加熱；如果燈閃爍，表示已接近設(shè)定溫度，正在恒溫；燈滅時同樣要注意油杯上的高溫；

RS232端口：設(shè)備計算機控制串口，通過計算機控制設(shè)備的運行；

復(fù)位：初始化整機的全部控制；

三、油杯簡介（WBDY-V油介損分析儀多規(guī)格產(chǎn)品滿足您的不同需求）

1.油杯結(jié)構(gòu)

①油杯杯體，測量加壓極         ②油隙

③油杯內(nèi)電極，測量測試極       ④內(nèi)電極固定鈕

⑤油杯內(nèi)電極，測量屏蔽極       ⑥測試端

⑦溫度接口

2.油杯技術(shù)標準

油杯采用三極式結(jié)構(gòu)，完全符合GB5654-85標準，極間間距2mm，可消除雜散電容及瀉漏對介損測試結(jié)果的影響。

3.油杯使用

裝入油杯：

將油杯平穩(wěn)放入儀器加熱爐內(nèi)，保證油杯底部接觸良好，以便有良好電接觸和熱接觸，裝入后應(yīng)將測試線接好，黑色線是信號測試線，白色是溫度測量線

取出油杯：

必須在斷電情況下，先取下短的黑色、白色測量線后直接將油杯取出。

4.拆裝油杯電極

將內(nèi)電極固定鈕④旋松后可將內(nèi)電極全部取出；同樣，裝入內(nèi)電極后應(yīng)將內(nèi)電極固定鈕④旋緊。

5.裝入油樣

將取出內(nèi)電極的后油杯杯口朝上，然后將其向下輕斜約60度左右，再將裝有40ml被試油樣的量杯的杯口邊緣碰到油杯杯口內(nèi)壁，接著量杯慢慢輕斜，緩慢將油倒入，   注意盡可能不要在油中夾入氣泡；完成后便可將內(nèi)電極慢慢裝入油杯，然后打擰好內(nèi)電極固定鈕，再將整個裝完油的油杯放入主機靜止15分鐘（這樣可很好的將大部分氣泡排出；如不靜止，將直接影響設(shè)備加壓情況以及數(shù)據(jù)的準確）；*后就可以運行主機。

注意：內(nèi)電極系非常精密部件，取出、裝入時一定動作緩慢，平穩(wěn)，內(nèi)外電極間不要碰撞，以防破壞表面，導(dǎo)致整個油杯報廢；

6.油杯清洗

徹底清洗：測量前，應(yīng)對油杯進行的清洗，這一步驟非常重要。因為絕緣油對極微小的污染都有極為敏感的反應(yīng)。因此必須嚴格按照下述方法要點進行。

完全拆卸油杯電極；

用中性擦皂或洗滌劑清洗。磨料顆粒和磨擦動作不應(yīng)損傷電極表面；

用清水將電極清洗幾次；

用無水酒精浸泡各零件；

電極清洗后，要用絲綢類織物將電極各部件的表面擦拭干凈（別的布料會有絨毛粘在電極上），并注意將零件放置在清潔的容器內(nèi)，不要使其表面受灰塵及潮氣的污染；

將各零部件放入100℃左右的烘箱內(nèi)，將其烘干。

以油洗油：有時由于油樣很多，所以在測量中往往會一個接一個油樣進行測量。此時電極的清洗可簡化。具體做法如下：

將儀器關(guān)閉，將整個油杯都從加熱器中拿出，同時將內(nèi)電極從油杯中取出；

將油杯中的油倒入廢油容器內(nèi)，用新油樣沖洗油杯幾次；

裝入新油樣；

用新油樣沖洗油杯內(nèi)電極幾次，然后將內(nèi)電極裝入油杯。

附說明：以油洗油的清洗方式可大大提高了測量速度，但如遇到特別臟的油樣或長時間不用時，應(yīng)使用前面一種方式。

7.油杯主要技術(shù)參數(shù)

⑴  高低壓之間距離               2mm

⑵  空杯電容量                   60±2PF

⑶  *大測試電壓                 工頻2000V

⑷  空杯介損                     tgδ＜1×10-4

⑸  液體容量                     約40ml

⑹  電極材料                     不銹鋼

  體積                        70mm(D)×120mm（H）

四、工作原理（WBDY-V油介損分析儀多規(guī)格產(chǎn)品滿足您的不同需求）

1.儀器內(nèi)部功能構(gòu)造框圖

2.介損測量原理圖

3.工作原理

加熱

儀器采用高頻感應(yīng)爐加熱，啟動加熱后，溫控CPU發(fā)出加熱命令，同時采集油杯內(nèi)部溫度傳感器的溫度值，加熱采用變功率控制和PWM控制兩者相結(jié)合的控制方式。在油樣溫度較低時，用大功率加熱方式，這有利于縮短油樣加熱時間；待溫度升至接近預(yù)設(shè)溫度時，采用較小功率PWM加熱方式，這樣有利于油樣加熱均勻。

高頻感應(yīng)爐加熱避免了發(fā)熱塊加熱不均勻的現(xiàn)象。

控溫

在實測溫度接近預(yù)設(shè)溫度時，溫控CPU采用小功率PWM方式加熱，采樣溫度值經(jīng)PID運算，分析出*佳PWM控制占空比，使溫度嚴格控制在預(yù)設(shè)溫度誤差范圍以內(nèi)。

介損測量

試驗電壓同時加在儀器內(nèi)部標準電容器及油杯加壓極上，測量電路對這兩路信號進行PGA等控制后對兩通道信號進行同步AD采樣，將數(shù)字信號送DSP（數(shù)字信號處理器），DSP對其進行濾波、FFT等運算后計算出tgδ、C x  、ε等參數(shù)，送主控CPU。

體積電阻率測量

直流高壓試驗電壓加在油杯加壓極上，經(jīng)過測試回路，產(chǎn)生一微弱電流信號，該微弱電流信號經(jīng)測量電路放大后送進AD采樣，將數(shù)字信號送DSP（數(shù)字信號處理器），DSP對其信號進行處理，計算出Rx、ρ等參數(shù)，送主控CPU。

4.名詞解釋

試驗源為AC  tgδ ：油樣介質(zhì)損耗角正切值；

Cx ：油樣油杯的電容值；

εr  ：相對介電常數(shù)，是根據(jù)電容值換算而得到的；

試驗源為DC     Rx  ：油樣的絕緣電阻；

ρ  ：油樣的體積電阻率，是根據(jù)絕緣電阻換算而得到的；

五、主要技術(shù)指標（WBDY-V油介損分析儀多規(guī)格產(chǎn)品滿足您的不同需求）

六、主機操作

1.主菜單界面說明

主控制項目

<時間設(shè)置>

功能：用于校準時鐘、日歷，此時鐘在停電后會繼續(xù)運行。

<數(shù)據(jù)管理>

功能：用于查詢以前實驗的存儲數(shù)據(jù)結(jié)果。

<參數(shù)設(shè)定>

功能：用于設(shè)置恒溫溫度及介損測試電壓。

<直接測試>

功能：不加熱直接進行介損測試。

用途：主要用于測試空杯介損及室溫時油樣介損。

<加熱測試>

功能：在加熱到設(shè)定溫度的整個過程中的任意時間段手動啟動對設(shè)定項的測試。

用途：主要用于需要掌握中間某溫度段的介損值。

<自動測試>

功能：加熱到油樣溫度達到設(shè)定溫度后，設(shè)備系統(tǒng)將按照操作員預(yù)先的設(shè)定，自動完成整個測試流程。

用途：主要用于自動測試設(shè)定溫度的介損值。

輔助功能項目

<日歷>

 顯示位置：主菜單界面左上角（圖五“2012-03-28 10:50:31”部分）；

 功能：時間提示

<設(shè)備編號和出廠日期>

顯示位置：主菜單界面底部（圖五“設(shè)備編號：612010 出廠日期：20120615”部分）；

功能：指示設(shè)備信息

<實時溫度狀態(tài)指示區(qū)>

顯示位置：主菜單界面右上角（圖五“18.6℃”部分）；

功能：實時監(jiān)控用戶在參數(shù)設(shè)定中所設(shè)定恒溫條件的溫度；設(shè)置為外電極則顯示油杯外電極溫度；設(shè)置為內(nèi)電極則顯示油杯內(nèi)電極溫度；設(shè)置為平均溫則顯示內(nèi)外電極的平均溫度。

2.儀器操作說明及注意事項

儀器開始運行時，應(yīng)先接地端接地，電源入口引入AC220V電源；

打開箱蓋，可將油杯取出，加熱及測試介損時，應(yīng)將箱蓋關(guān)上；

接通電源前，須保證箱蓋內(nèi)兩根測量線，完好連接；

加熱后的油杯上會有高溫，如要取出油杯等物，應(yīng)小心操作，以免灼傷；

啟動測試后，油杯上會帶高壓電，嚴禁此時取杯；如要取油杯，請復(fù)位設(shè)備，斷電后取杯，操作應(yīng)小心，以免觸電；

箱蓋具有合蓋保護，打開盒蓋時，會中斷加熱及中斷高壓；

如非必要，不得在測試過程中打開箱蓋;

移動設(shè)備時應(yīng)將油杯取出單獨包裝，以防止從中掉出打壞油杯。

3.菜單操作詳細說明

時間設(shè)置

預(yù)設(shè)溫度設(shè)置

方法：該設(shè)置項一般設(shè)置為“90℃”，*高溫度100℃；直接點擊“90℃”文字上，按“↑、↓”進行溫度設(shè)置。

用途：于“加熱測試時”，加熱到設(shè)定預(yù)設(shè)溫度時，停止加熱，然后恒溫；于“自動測試”時，當(dāng)溫度加熱到預(yù)設(shè)溫度時，設(shè)備將進行自動測試。

恒溫條件設(shè)置

方法：該設(shè)置項一般設(shè)置為“外電極”，直接點擊“外電極”或其它條件文字上，按“↑、↓”進行恒溫條件切換。

用途：這是基于預(yù)設(shè)溫度下的另一外加條件，此條件分：外電極、內(nèi)電極及平均溫三種；

外電極：該電極為加壓極上的溫度，為*為接近油溫的溫度；

內(nèi)電極：該電極為測試極上的溫度；

平均溫：該溫度是內(nèi)、外電極的兩組溫度的平均值。

當(dāng)設(shè)置為“外電極”時，主菜單界面的實時溫度狀態(tài)指示區(qū)顯示的溫度就為外電極的實時溫度；而在“加熱測試”，當(dāng)“外電極”溫度達到“預(yù)設(shè)溫度”時，設(shè)備會停止加熱，將保持在預(yù)設(shè)溫度點；“自動測試”時，將會在“外電極”溫度達到“預(yù)設(shè)溫度”的一瞬間啟動測試。當(dāng)設(shè)置內(nèi)電極或平均溫時，設(shè)備就會在相應(yīng)條件下的運行。

HV（tgx）設(shè)置

方法：該設(shè)置項一般設(shè)置為“2000V”AC，直接點擊“XXXX(AC)”文字上，按“↑、↓”進行測試電壓的調(diào)節(jié)。

用途：請注意該項為tgx、Cx、εr的測試電壓，在測試時，設(shè)備將按照設(shè)置的電壓，進行加壓測試。

HV（Rx）設(shè)置

方法：該設(shè)置項一般設(shè)置為“500V”DC，直接點擊“XXX(DC)”文字上，按“↑、↓”進行測試電壓的調(diào)節(jié)。

用途：請注意該項為Rx、ρ的測試電壓，在測試時，設(shè)備將按照設(shè)置的電壓，進行加壓測試。

自動打印設(shè)置

方法：直接點擊“開、關(guān)”文字上，按“↑、↓”進行自動打印的開啟和關(guān)閉的切換。

用途：基于“自動測試”模式下，測試完成后，是否自動打印數(shù)據(jù)的設(shè)置。

tgx Cx 選項設(shè)置

方法：直接點擊“開、關(guān)”文字上，按“↑、↓”進行該測試項的開啟和關(guān)閉的切換。

用途：選擇“開”時，當(dāng)“直接測試”、“加熱測試”及“自動測試”三種測試模式時，就都會對“tgx、Cx、εr”測試項進行測試；如選擇“關(guān)”時，則不會對該測試項測試。

Rx、ρ 選項設(shè)置

方法：直接點擊“開、關(guān)”文字上，按“↑、↓”進行該測試項的開啟和關(guān)閉的切換。

用途：選擇“開”時，當(dāng)“直接測試”、“加熱測試”及“自動測試”三種測試模式時，就都會對“Rx、ρ”測試項進行測試；如選擇“關(guān)”時，則不會對該測試項測試。

注意：在所有的參數(shù)設(shè)置完成后，必須點擊“保存”，方可激活您的設(shè)定，否則將不能執(zhí)行新的設(shè)定。

加熱測試

附說明：當(dāng)“參數(shù)設(shè)定”中tgδ 、Cx和Rx、ρ都開啟時，設(shè)備同時測試兩組項目，測試數(shù)據(jù)結(jié)果為“附屬菜單-6”所示為兩組；當(dāng)“參數(shù)設(shè)定”中tgδ 、Cx和 Rx、ρ任意一項關(guān)閉時，設(shè)備只測試開啟項目，測試數(shù)據(jù)結(jié)果為開啟項目的那一組。

從2005年開始，三峽集團陸續(xù)在金沙江下游興建了烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩四座梯級電站，總裝機容量達4646萬千瓦，與三峽、葛洲壩水電站一起構(gòu)成了世界*大清潔能源走廊。在金沙江下游四座梯級電站建設(shè)過程中，三峽集團攻克了一系列技術(shù)難題，創(chuàng)造了一批世界之*。包括第1次在烏東德、白鶴灘特高拱壩全方位應(yīng)用低熱水泥混凝土澆筑技術(shù)，創(chuàng)造了烏東德、白鶴灘特高拱壩無縫大壩的新奇跡；電站精益運行、精心維護、精準調(diào)度技術(shù)，創(chuàng)造了人均運營5萬千瓦水電裝機的世界紀錄；巨型地下電站建造成套技術(shù)，白鶴灘水電站地下廠房建設(shè)成全球已建*大地下電站洞室群。

在眾多技術(shù)成就中，張超然重點強調(diào)了巨型水輪發(fā)電機組研發(fā)、安裝、調(diào)試及運行技術(shù)標準和成套技術(shù)。在三峽工程單機容量70萬千瓦水輪機組的基礎(chǔ)上，金沙江下游四座電站一步一個腳印，單機容量漸進提升，從溪洛渡電站的77萬千瓦，到向家壩電站的80萬千瓦，再到烏東德電站的85萬千瓦，*終實現(xiàn)了白鶴灘電站的百萬千瓦，成功登頂世界水電“珠穆朗瑪峰”。“白鶴灘百萬千瓦機組投產(chǎn)實現(xiàn)了單機容量的巨大跨越以及百萬千瓦機組完國內(nèi)產(chǎn)化。推動了水電重大裝備國產(chǎn)化達到新高度，帶動了我國水輪發(fā)電機組制造技術(shù)的再提升，實現(xiàn)了從‘中國制造’到‘中國創(chuàng)造’的轉(zhuǎn)變，也開創(chuàng)了全球水電百萬千瓦機組設(shè)計制造新紀元，鞏固了我國水電裝備技術(shù)的先進水平。”張超然表示。經(jīng)過近三十年的不懈努力，在“為我中華、志建三峽”的三峽精神帶領(lǐng)下，三峽集團在國內(nèi)有關(guān)設(shè)計、科研、承建單位和制造廠家的大力支持下，取得了以《長江三峽樞紐工程》榮獲國家科技進步獎特等獎為代表的一批重大科技更新成果，不僅實實在在地促進了中國水電行業(yè)的技術(shù)進步，也使三峽集團掌握了大水電建造和運營的核心技術(shù)。2021年6月28日，由三峽集團建設(shè)運營的世界在建規(guī)模*大、技術(shù)難度*高的水電工程——白鶴灘水電站首批百萬千瓦機組投產(chǎn)發(fā)電。

伴隨著白鶴灘水電站即將全部投產(chǎn)，有人認為中國大水電開發(fā)的高峰已經(jīng)過去。對此，張超然指出，根據(jù)國家能源局*新公布數(shù)據(jù)，我國水電技術(shù)可開發(fā)量為6.87億千瓦，截至2021年底，我國已投產(chǎn)水電裝機容量為3.55億千瓦（不含抽水蓄能電站），這說明我國水電開發(fā)仍有較大空間。

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