曾經的“異想天開”,他們用11年來攻克難關。沒有經驗借鑒,沒有資料可查,這支團隊立足本土、探索創新。
每逢高溫季節,用電負荷猛增,部分地區就開始限電,給人們的生活、生產帶來不便。這樣的場景你一定不陌生。然而,早在2007年,華中科技大學潘垣院士團隊就針對其中的技術難題展開攻關,目標就是:讓用電不再受束縛。
本著科研的初心,該團隊踏上了這段“未知”的征程,一走就是11年。他們打破了過去我國在高壓開關電器技術領域跟隨國外的局面,探索出了一套全自主創新的中國解決方案。
“不要等問題出現了才去解決”
2018年9月17日,潘垣院士、何俊佳教授、袁召老師等聯合廣州供電局試驗研究院、西電集團等單位研發的220kV系統用大容量短路電流開斷裝置在西安國家高壓電器產品質量監督檢驗中心成功通過100kA級短路電流開斷試驗,這標志著我國220kV系統用高壓斷路器的開斷容量指標達到國際最高水平。
“潘院士提出的設想其實還是很超前的。”全程參與研發的袁召至今感念潘垣的遠見卓識。他介紹說,當時“電網”企業采取限電措施解決用電負荷猛增的問題已是常態,因為解決該問題的設備研發難度較大,算是一個未來式本土難題。
袁召形象地打了個比方:“就好像現在城市采取的交通單雙限號,雖然可以部分解決交通問題,卻犧牲了出行的便利,也沒從根本上扭轉局面。”
潘垣提出的設想在當時來說有些“異想天開”。這個想法不像其他人的方案那樣提升單個斷路器的開斷能力,而是通過高耦合電抗器實現斷路器并聯連接,將斷路器的開斷能力成倍提升。袁召提到其中一個設計關鍵,就是高耦合度空芯分裂電抗器,通過它可以實現開關電弧的并聯。而在此之前,開關電弧的并聯被認為無法實現。
把設計落實到現實中并非一帆風順。團隊核心成員何俊佳還記得,技術方案剛提出時,外界的質疑聲不絕于耳。“這明明就是兩個不可能放在一起的東西!”“就算做出來也用不上啊!咱們現在電網沒有這么大的短路電流,以后的事情以后再說。”
實際上,開展此類研究并非杞人憂天。當時,國外有些公司已經投入大量資金對大容量斷路器進行研發。他們研制的252kV斷路器已可以實現90kA短路電流的開斷。何俊佳透露,國外技術壟斷的大容量開斷裝置一套大約要花費一兩千萬元,十分昂貴。當然,涉及到的核心技術也是對方公司專利,絕不會輕易透露。
“做,一定要做!一定要做!滿足國家需求是一個科研工作者的責任,雖然現在大家還沒意識到大容量開斷的重要性,但等到問題真正出現了再去解決,那不就晚了嗎?我們不能被現在所局限!”彼時潘垣斬釘截鐵的話語至今回蕩在何俊佳的耳邊。
“這是最對的一條路”
“當時在西安做試驗,去時穿短袖,做完試驗回來時都要穿最厚的羽絨服了。”從理論到實驗的艱辛,沒有人比袁召更有體會:“白天做實驗,晚上找問題,每天就這么循環著,幾乎沒時間去賓館休息。試驗站很大,空蕩蕩的,還冷風陣陣,可把我們凍壞了。”
長達11年的科研“探險”中,遇到的很多問題都是世界首次,掉進“坑”里也只能一點點“爬出來”,沒有科學經驗共享、沒有資料可查,甚至連相同的科研思路都無可借鑒。這注定是塊難啃的“硬骨頭”。
澆注模具的尺寸、導線繞制松緊程度甚至進出線焊接角度,看似微不足道的細節在實驗中卻舉足輕重。“就得去車間盯著工人做了,實在不行還得自己上手。”袁召比劃著,自己都記不清去了多少次車間了。
不對就再來,還不對,就繼續重做……憑著精益求精的工匠精神,團隊和工人們一起苦熬,頑強地把實驗室里的圖紙變成實物。
“有時反復討論覺得沒問題的設計方案,通過計算或驗證可能又會推倒重來,這時候就有點懷疑能否成功。”苦悶時,有一個人對袁召來說宛如暗夜燈塔,那就是潘垣。
談到這位耄耋之年仍堅持科研的老科學家,袁召滿臉欽佩:“都這么大年紀了,還是想到什么哪怕是大晚上也會跑到實驗室來找人討論。一想到他,我就覺得沒理由不好好干。”
糾結甚至懷疑,但最終還是選擇堅持。因為這是國家的需求,也是科研工作者應有的責任擔當。從2007年到2018年,整個團隊一路奔跑,完成了“從無到有”,在遍布“荊棘”的途中收獲了豐碩成果。
2012年,研制15kV/160kA大容量斷路器產品,開斷能力優于國際領先企業的同類產品,并應用于西安高壓電器研究院、國家電網常州電氣設備檢測中心等大容量電器試驗站。2013年,研制126kV/5000A-80kA真空斷路器,在武漢供電局掛網運行。2018年,研發220kV系統用大容量短路電流開斷裝置成功通過100kA級短路電流開斷實驗,為我國電力系統大容量短路電流開斷的難題提供了更經濟、有效的解決方案......
11年前的“異想天開”如今變成了現實。潘垣常把“人無我有,人有我強,人強我新”掛在嘴邊,還反復叮囑團隊:“國家發展這么快,一定會有新的需要。”何俊佳說,這就像是給自己和團隊上了生動的一課。“未來的路還很長。做科研永遠只有進行時,沒有完成時。同時,也不能忘記國家的需要就是科研工作者的目標。”
目前,團隊已啟動“500kV 及以上電壓等級經濟型高壓交流限流器”項目的研制。他們要將這種獨具特色的“大容量短路電流開斷裝置”推廣應用于更高電壓等級。何俊佳說:“我們現在走的這條路可能比多數人要艱難,也沒有高回報,但這是最對的一條路。”
(轉載于華中科技大學新聞網)