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这款电力“明星产品”,发明者原来是他!

    本文字数:2005

陈杰在1000kV泰吴I线现场进行激光异物清除

通讯员  孙婷  张伟  江艺  记者  谢丹娜

电网异物激光远程清除装置,俗称“激光大炮”,通过发射红外激光,可在10秒内快速清除输电线路上的异物,如挂线风筝、飘落的薄膜等,无需停电和人员攀爬杆塔,即可直接远距离及时、快速、安全地清除线路上的异物。作为国内外第一套电网异物激光远程清除装置,现在全国20多个省份输电运检一线都已经用上它,真可谓一大电力“明星”产品。

熟悉这个设备的人很多,却鲜有人知道这个设备的发明者和它背后的故事。这个电力“明星”产品的主创就是陈杰。2012年从清华大学博士毕业后,进入国网江苏电科院工作。令他感到兴奋的是,工作后所从事的输电专业研究与他博士期间所研究的方向正好契合。当专业遇到了兴趣,开挂的人生便被解锁了......

从“钢铁侠”生出灵感

2014年的一天,陈杰在工作时忽然发现,当时,国内在输变电设备外挂异物清除方面的难题,始终没有得到妥善解决。一旦遇到异物挂线,传统登塔作业清除效率低、耗时长、风险大。

“如果能发明一种高效、安全且无需停电作业的清除工具,势必将大大减轻现场作业人员的工作负担。”说干就干,陈杰随即和团队成员开始了一场头脑风暴:“那就学钢铁侠吧!拿个能量束把它打下来!”于是,便萌生了用激光将异物打下来的想法。

可这事做起来相当困难,仅是为了探索不同波段的激光对绝大多数异物的适用性,陈杰和团队成员就开展了大量异物烧蚀熔断试验。为了射击更加精准,精心计算推理确定了加装望远镜的参数要求,采用液晶显示屏实现望远镜画面的延展,又通过电动云台实现机械校准,成功实现了对高压线路异物清除。

他继续把目光转向特高压线路,通过升级激光源,装备的射程增大到了原先的两倍。2017年3月7日,晋北-江苏±800千伏特高压直流输变电工程江苏段线路验收现场,第二代激光清除器以其秒射导线异物的完美表现,一举创造多项“世界第一”。

为满足电力一线实际需求,陈杰团队又相继攻克了低频率高加速度运动异物自动跟踪瞄准、激光清除异物智能管控等关键难题,实现异物清除“自跟踪”、设备授权“全管控”、功率调节“无明火”,智能化、实用化水平再次提升。自2016年以来,“激光大炮”已在20个省级电网应用,减少停电损失约1.7亿元。

成盘电缆检测输出“江苏经验”

2月23日,一场成盘线缆检测技术专项培训,吸引了国网公司系统26家省级电力公司1200余名专业人员参与。在现场实操中,国网江苏电科院专业人员手持仪器为大家进行了成盘电缆检测演示。这个仪器便是陈杰和他的小伙伴们发明的又一“神器”——成盘电缆多参数现场测试仪。

在社会生活中,电力电缆应用广泛,但制造工艺参差不齐,存在各类问题,最常见的是导体截面不符合要求、导体和附件尺寸不匹配等,电缆质量检测尤为重要。

以往,配网电缆导体参数采用出厂抽检,只检测1米剥皮电缆样品的电阻值,来判定整盘电缆导体参数是否合格,显而易见,有些“以偏概全”,且试样测试十分复杂。

如何能够提高检测效率和精度?2018年3月,陈杰带领团队调研分析了配网电缆检测方法和装置,发现现有采样电阻无法用于整盘电缆测量、电缆测长与直阻测量仪器无法有效整合。

就在团队一筹莫展之时,陈杰借鉴大学期间高精度采样电路设计经验,历时两年自主研制出集电缆长度、电阻、截面积测试于一体的便携式测量仪器。仪器体积是原来五分之一,专业人员5分钟内便能获取检测结果,有效解决了现有抽检模式下的弊端,填补了成盘电缆快检技术的空白。

目前,这一仪器已在江苏省内外推广使用,测量偏差控制在1%以内,检测效率提升了24倍,输出形成了成盘线缆检测的“江苏经验”。

“施压”让海缆缺陷暴露无遗

攻克了成盘电缆快检的“卡脖子”难题,2020年3月,陈杰团队接到了为三峡如东海上风电柔性直流输电工程海缆做“体检”的任务……“海上三峡”,这可不同于普通电缆检测!

该工程采用目前国内电压等级最高、输送距离最长的柔性直流输电海缆,工程预计2021年底投运,届时将实现年上网电量24亿千瓦时,这相当于约99万户家庭一年的用电量。直流海缆预计今年7月前后竣工,届时国网江苏电科院将开展试验工作,其中最难的一环便是耐压试验,陈杰要通过“找茬”,让海缆在运输、安装等方面的缺陷暴露无遗。

但对于这种超长电缆,要如何去“找茬”呢?传统试验方法的充电时间需要几天,并且海缆到陆地后,直接进入室内直流场,无开放空间搭建传统大型吊装试验平台。首先,他们必须克服试验过程中快速充放电、安全防护、试验操作三大“拦路虎”。工欲善其事,必先利其器。为缩短充、放电时间,研制了大容量电源和大电阻放电装置。为解决安全防护问题,通过搭建4:1模拟实验平台,获得安全距离等参数,设计建造防护舱。由于场地复杂,海缆终端在陆上直流场中,室内场地无法使用吊装设备,他们研制了一体化耐压试验装置。目前,装置正在调试中,期待在海缆耐压试验中大显身手。

天上异物、地下电缆、海中海缆,与“天”斗、与“地”斗、与“海”斗……陈杰在日复一日平凡的日子里,一直在与问题和困难较量。平凡如你,不平凡亦如你。陈杰,牛!