中国工业报记者 王棕宝
8月8日,在湖北红安县经济开发区的一个生产车间里,一场人工“雷电”正在被精准“制造”。随着操控指令下达,冲击电压发生器缓缓升压,操作屏幕上数字跳动——一声闷响过后,一道模拟闪电划过空气。这里不是气象实验室,而是华高电气为特高压设备进行雷击耐受试验的日常一幕,也是中国电力装备企业技术实力的直观写照。
5天前的8月3日,国家发展改革委、国家能源局正式印发《新型电力系统建设“十五五”规划》提出到2030年初步建成新型电力系统的目标;此外,今年6月,国家能源局电力司司长杜忠明在新闻发布会上明确,新型电网是国家布局“六张网”(水网、新型电网、算力网、新一代通信网、城市地下管网、物流网)重大基础设施的重要组成部分,也是新型能源体系建设和新型电力系统的重要载体,“十五五”时期,全国电网固定资产投资将达到5万亿元以上;国家电网公司亦公开表示,“十五五”时期,国家电网特高压在建总体规模将为“十四五”时期的两倍,主要围绕特高压柔性直流输电、海上新能源集中消纳等关键领域,加大特高压建设力度,提高清洁能源输送能力和利用率。从顶层规划定调,到部委投资落地,再到企业项目铺开,一系列信号最终都指向同一个现实:新型电网建设正全面提速,以特高压为骨干、覆盖城乡的电网基础设施大规模开工在即。
在这场数万亿级的电网建设浪潮中,高压试验设备这个细分领域鲜为人知,却至关重要。它如同电力设备的“体检仪”和“试金石”,严苛检验着每一台接入电网设备的可靠性。
近日,中国工业报记者走进湖北省红安县,探访华高电气(湖北)有限公司(以下简称“华高电气”)。这家从武汉迁至革命老区的企业,集湖北省专精特新和制造业单项冠军于一身,亲历了我国高压试验设备从“跟跑”到“领跑”的跨越。在5万亿电网投资的行业背景下,企业与国家战略同频,县域与高端制造共振的故事,正在红安上演。
华高电气高压测试现场(受访者供图)
01 为能源动脉“把关”
《新型电力系统建设“十五五”规划》的发布,为未来五年的电网发展锚定了方向。规划明确,要着力构建主配微协同的新型电网,到2030年西电东送规模超过4.2亿千瓦,开展“沙戈荒”等100%新能源外送输电工程试点,打造坚强韧性配电系统,支撑9亿千瓦分布式新能源接入。
中国工业报从国家能源局了解到,党的十八大以来,我国已建成全球新能源并网规模最大、输电电压等级最高、输电能力最强的大电网,220千伏及以上输电线路长度超过百万公里,新能源并网规模超过了18亿千瓦,建成了24条特高压直流大动脉,西电东送规模达3.4亿千瓦。但规模越大,责任越重。这张跨越数千公里的电网,就像一个能源动脉,承载着每年超10万亿度的用电量,让越来越多的西部绿电通过这张能源动脉网“闪送”到东部负荷中心,任何一个环节的可靠性都关乎中国的用电安全。
“电网设备一年365天,春夏秋冬、风霜雨雪全都在户外。打雷的时候它能不能扛住?下雨的时候会不会出问题?所以必须要有专门的试验装备来模拟这些极端情况,检验高压电气设备的可靠性和安全性。”国网电力科学研究院原总工程师、教授级高级工程师杨迎建向中国工业报记者打了一个形象的比方:电力专家就像医生,高压试验装备就像医生手里的CT机、核磁共振仪。医生靠设备诊断病人,电力专家靠试验装备判断电网设备好坏。
杨迎建进一步解释,冲击电压发生器能产生两种关键波形的冲击电压:一种是模拟雷电冲击电压,另一种是模拟电力系统操作过程中产生的操作冲击电压。只有通过了这些试验,设备才能获准进入电网运行。从10千伏高压到1000千伏特高压,从设备出厂试验到现场交接试验,高压试验装备贯穿电力设备全生命周期,是保障电网安全的“守门人”。
杨迎建强调,在电力产业链中,高压试验装备虽是“配角”,属于支撑保障环节,但其重要性不亚于主设备。高压试验装备是高压电气设备出厂质量控制的必备手段,也是入网交接验收、周期性预防性试验的核心工具,直接决定设备能否“持证上岗”。
“十五五”期间,全国将新增投产15回特高压直流绿电大通道,建成6个以上互济工程,推动配电网数智化升级改造。这意味着数以万计的特高压设备将投入运行,每一台在出厂前都必须经过严格的耐压试验、雷电冲击试验和操作冲击试验。高压试验装备的需求,正从“配套刚需”上升为“战略必需”。
华高电气总经理周平介绍高压试验设备情况。(中国工业报 王棕宝 拍摄)
“在电力系统内部,高压试验设备的作用被比作‘医生的工具箱’。我们的任务就是给工具箱提供安全、智能化的工具。”华高电气总经理周平对中国工业报记者表示。
02 一场持续近三十的技术长征
如果说5万亿电网投资描绘的是产业机遇的广阔蓝图,那么华高电气的成长路径,则是一家专精特新企业在高压试验测试这个细分领域,持续积累专业能力、逐步建立竞争优势的典型案例。
1985年,周平从华中工学院(现华中科技大学)高电压技术专业毕业,分配到武汉高压研究所(现中国电力科学研究院),从此与高压电气结缘。当时,国内高压试验设备严重依赖进口,国外企业凭借技术垄断,设备价格居高不下,服务响应迟缓。1999年,周平创办武汉华高高电压设备新技术有限公司,立志造出属于中国人自己的高压试验设备。
2016年,为推动企业从定制化的高压试验设备的生产向绝缘子等通用化产品拓展,周平主导整合资源成立华高电气(湖北)有限公司,并将生产基地落户湖北红安。近三十年坚守,华高电气成长为集研发、设计、生产、销售于一体的高新技术企业、湖北省专精特新企业、湖北省制造业单项冠军、瞪羚企业。
华高员工正在生产复合绝缘子。(中国工业报 王棕宝 拍摄)
“简单说,华高电气做两件事:一是复合绝缘子,让大电网扛得住恶劣环境;二是高压试验设备,让每一台进入电网的设备经得起严格考验。”周平对中国工业报记者进一步介绍,华高电气聚焦电力装备产业立足特高压电力装备检测赛道,核心产品涵盖全系列冲击电压/电流发生器、高压串联谐振试验系统、±1100kV特高压复合绝缘子等全品类高压设备,构建了完整的高压电气设备研发生产体系,核心技术、设备参数、安全性能均达到领先水平。
谈及技术实力,周平向记者说出了一个令行业振奋的数字:华高电气自主研发的16.8MV(兆伏)冲击电压发生器,是目前全球参数最高、性能最先进的冲击电压试验设备,刷新了行业世界纪录。
杨迎建接受中国工业报记者采访时指出,华高电气自主研发16.8MV(极高电压)冲击电压发生器的成功,标志着我国高压试验装备的生产制造能力和水平位于世界前列,实现了从“跟跑”到“领跑”,这将极大地提升我国在高电压试验领域的国际地位。杨迎建补充说,这16.8MV冲击电压发生器与特高压工程的安全运行关联度不是很大,因为目前支撑特高压工程的试验装备所需的最高电压不到5MV(雷电冲击电压),现有的试验设备已能满足要求。杨迎建同时强调,16.8MV超高压冲击电压发生器作为基础科研,对开展极端条件下超长空气间隙放电特性的试验研究,以及模拟强电磁脉冲(追求极高电压+快前沿)对电子设备的破坏效应的研究,对防雷减灾、航空飞行器防雷研究等有着重要的支撑作用。
湖北工业大学机械工程学院机械设计制造及其自动化专业教授陈水胜向中国工业报记者介绍,高电压试验装备看似是电力系统的检测工具,实则涉及机械制造、电气工程、材料科学、控制技术、工业设计等多学科深度交叉。以16.8MV冲击电压发生器的制造为例,外界关注的是“电”,但绝不能忽略了它的“身板”——机械基础。把实验室里的理论模型变成实实在在的工程图纸和制造工艺,需要多学科的专业知识和技能。在这一过程中,高校机械工程学科与华高电气各自发挥团队优势、增强专业互补:企业提出实际生产需求,高校提供技术解决方案,双方反复磨合,最终产出了既满足市场要求、又具备自主核心技术的高端装备。
“核心技术必须掌握在自己手里。”周平说。更令周平自豪的,是技术底层的100%自主可控。华高电气技术团队基于C++底层语言独立自研全套设备测控系统,无需依赖任何第三方商用平台,从底层代码、逻辑算法到功能模块实现完全自主研发。此外,在以绝缘子为代表的安全防护领域,华高电气独创“现场数字化采集+光纤信号传输”方案,将高精度采集设备布置于试验高电压、强电磁场区域,通过绝缘光纤将光信号无损传输至控制室,彻底隔绝高压电磁干扰与人员安全风险,安全技术标准稳居全球行业首位。
华高电气的技术实力也赢得了国际市场的认可。华高电气(湖北)有限公司销售总经理孙华岗对中国工业报记者说,如今,华高电气成为荷兰KEME实验室(KEMALabs是全球领先、独立的第三方电力设备测试、检验和认证机构,被誉为全球高压大功率检测领域的权威。)核心供应商、ABB全球高压试验设备供应商,产品覆盖美国、欧洲、俄罗斯、韩国、东南亚等30多个国家和地区,大量出口设备稳定投运数十年,保持零重大故障、零质量问题的优异记录。
03 红色老区与高端制造的“双向奔赴”
华高电气的跨越式发展,与其所在地湖北红安县近年来着力培育电力装备产业集群的产业布局密不可分。2016年,当周平决定将生产基地从武汉迁至红安时,看中的是红安“近武汉、低成本”的独特优势。红安地处武汉都市圈核心圈层,距武汉高铁站、天河机场、阳逻港均约四五十分钟车程,区位优势明显。但真正让企业扎下根的,是红安县从“被动等产业”转向“主动选产业”的战略定力和细致入微的服务。
红安县高新区管委会副主任胡成向记者介绍,如今红安县确立了以家居建材、通用电力设备、现代农产品加工、红色旅游为主的“2+2”四大主导产业,其中通用电力装备制造被列为强县产业的主导进行培育。这一布局并非随意之举,而是精准对接湖北省“51020”现代产业体系的战略选择。通用电力设备制造属于湖北省高端装备制造的一个细分领域。围绕通用电力智能制造,红安已集聚近50家企业,涵盖变压器、特种电缆等细分领域,逐步形成就近配套的产业生态。
“当初到红安来,主要是想把空心复合绝缘子这个产业做大。这类产品不同于高压测试设备的单台定制模式,它能上量,从低电压到特高压全线覆盖,而且只要电力系统在,这个产品就有持续需求。”周平向中国工业报记者坦诚的说,目前企业两大板块合同额加起来近亿元。
在服务企业方面,胡成介绍红安高新区推行“柔性引才”模式,支持武汉高校专家利用周末到企业开展指导,依托湖北省博士服务团、科技副总等政策搭建校企合作桥梁。同时,园区按照“三专”思路——专业园区、专项政策、专业配套,打造承载平台,系统推进产业生态建设。“红安高新区定位清晰:做好信息收集、牵线搭桥和要素保障,把各级支持政策精准传导到企业,让专精特新企业在一线获得实实在在的成长支撑。”胡成说。
此外,华高电气的成长,也离不开对产学研的持续推动。周平带领团队与中国电力科学研究院武汉分院、南方电网电力科学研究院、清华大学、武汉大学、湖北工业大学等顶尖科研院校合作,推动核心技术落地转化。陈水胜向记者表示,高校和企业的协同合作,不是简单的“挂牌”,而是打通了从设计理论、模拟仿真、结构优化到精密加工与装配、现场调试的全链条,在突破应用基础研究、创新稳定技术的系统化方法上,让创新成果真正落地转化成为可靠的高端装备。
从产业布局看,红安已初步形成涵盖高压试验设备、特高压复合绝缘子、智能电气装备等细分领域的电力装备产业链条。华高电气作为电力装备产业链的重要参与企业,2024年获评湖北省专精特新企业,2025年入选湖北省制造业单项冠军企业。这场红色老区与绿色新质生产力的“双向奔赴”,正在结出硕果。
从大电网的安全底线,到核心装备的技术突围,再到县域产业的集群崛起,这背后是一条清晰的逻辑链:5万亿元电网投资,不仅是资金的投入,更是对产业链安全、核心技术自主可控、区域协调发展的系统性考验。
采访结束后,记者在华高电气的试验大厅里看到,电压发生器依然在安静地积蓄能量,随时准备释放一道划破空气的“人造雷电”。这道人造“雷电”不仅为我国大电网设备的安全运行把关,更像一个隐喻:在新型电力系统建设的宏大叙事中,中国制造业正以自主创新为引领,积蓄着高质量发展的磅礴动能。
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