——記國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎項目“高落差高壓電纜線路無損施工技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用”
1月10日，從北京人民大會堂傳來喜訊，在2019年年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會上，江蘇無錫供電公司員工何光華主導(dǎo)的“高落差高壓電纜線路無損施工技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用”項目獲得國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎。這是2019年國家電網(wǎng)有限公司和江蘇省唯一的一項工人、農(nóng)民技術(shù)創(chuàng)新組獲獎成果。
該項目首次完成高落差高壓三維精準(zhǔn)同步一體化敷設(shè)及施工質(zhì)量綜合檢測工程實踐，創(chuàng)新了高落差高壓電纜無損打彎及固定技術(shù)，發(fā)明了高落差高壓電纜施工質(zhì)量綜合檢測方法，攻克了相關(guān)施工技術(shù)難題，實現(xiàn)了高落差高壓電纜整段無損敷設(shè)、無損打彎、無損固定和無損交付，對保障高壓電纜工程質(zhì)量，提高城市供電可靠性具有重要意義。
針對實際問題 轉(zhuǎn)變研究方向
高壓電纜線路是城市的地下電力“主動脈”，應(yīng)用越來越廣泛。但地下管廊較為曲折蜿蜒、通道落差大、空間狹小、振動源多。高壓電纜重量大、剛性大、彎曲半徑有限。這些因素帶來了電纜敷設(shè)損傷、固定不當(dāng)損傷、共振損傷等問題，且常規(guī)檢測難以發(fā)現(xiàn)，是日后安全穩(wěn)定運行的隱患。
2006年，何光華成為無錫供電公司廣盈電纜四班技術(shù)員。電纜相關(guān)故障頻發(fā)、搶修周期長，施工搶修勞動強度高、環(huán)境艱苦……這些都讓何光華心里很不是滋味。針對高落差環(huán)境下高壓電纜極易受損引發(fā)故障的世界性難題，她開始構(gòu)思解決方案。電纜接頭導(dǎo)致的各類故障占電纜故障的50.8%。國內(nèi)外的研究都是以提高電纜接頭的可靠性為出發(fā)點，效果不甚理想。
“為什么我們不從源頭處消除安全隱患，盡可能減少電纜接頭的數(shù)量，整段敷設(shè)電纜，并避免電纜施工損傷呢？”2009年，何光華提出了高落差高壓電纜無損施工的理念，圍繞“無損敷設(shè)、無損固定、綜合檢驗、無損交付”的思路開展系列創(chuàng)新。
不斷摸索 積累數(shù)據(jù)開展設(shè)計
工人出身的何光華一沒有數(shù)據(jù)積累，二沒有模型公式，國內(nèi)外均無可借鑒的經(jīng)驗。為了開展研究，她就帶領(lǐng)團隊駐扎工地實地分析，在圖書室查找學(xué)習(xí)資料，到其他行業(yè)現(xiàn)場實地調(diào)研。后來，她得到了無錫供電公司的支持，研發(fā)全點監(jiān)控裝置，大幅提升數(shù)據(jù)采集效率，把重點移到分析開發(fā)上來。
要實現(xiàn)整段電纜無損敷設(shè)、避免牽引力過載，前提是準(zhǔn)確判斷過載的受力點位置。這就要依靠建模和公式。高落差組合通道環(huán)境下，電纜弧形組合路徑復(fù)雜多樣，均無通用模型和公式，也沒有修正系數(shù)。2012年，經(jīng)過五年多的時間、上千次的工程實踐，何光華最終帶領(lǐng)團隊建立了全部通道類型的帶修正系數(shù)矩陣的弧形牽引力公式，計算誤差從40%～50%降至5%以下，精確定位電纜過載受力點。
在此基礎(chǔ)上，何光華和團隊搭建15米的腳手架模擬現(xiàn)場做試驗調(diào)試，僅低摩擦滑輪就設(shè)計了30多稿方案，成功將滑輪摩擦力降低60%以上。通過嚴謹?shù)睦碚撚嬎愫驮囼烌炞C，大家創(chuàng)造了高落差高壓電纜三維精準(zhǔn)同步敷設(shè)技術(shù)。通過這項技術(shù)，在電纜前行方向，電纜同步敷設(shè)精度達10毫米以下，避免電纜分段再接和擠壓損傷，實現(xiàn)了高落差高壓電纜由分段再接向整段敷設(shè)的重大變革；在電纜上架方向，電纜布設(shè)一次就位，避免了搬運損傷；電纜每千米敷設(shè)時間從5~7天降至1天，實現(xiàn)了高壓電纜無損敷設(shè)。
在解決電纜無損敷設(shè)難題后，何光華和團隊又創(chuàng)新了高落差高壓電纜無損打彎及固定技術(shù)和相關(guān)工具，使電纜打彎面積增加2.5倍，實現(xiàn)了高壓電纜無損打彎、無損固定。
持續(xù)研發(fā) 成果應(yīng)用見實效
微小損傷檢測，尤其是非傳統(tǒng)電氣類的X射線檢測和振動檢測已經(jīng)不在電力專業(yè)范圍內(nèi)。在無錫供電公司的支持下，接下來兩年，何光華把創(chuàng)新當(dāng)作樂趣，把困難當(dāng)作動力，從門外漢轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵺`者、創(chuàng)新者，先后又研制了電纜X射線數(shù)字化成像檢測工藝及分析工具、多特征圖譜關(guān)系識別的局部放電診斷方法……這些工器具和技術(shù)的發(fā)明標(biāo)志著何光華實現(xiàn)了高落差高壓電纜無損施工的技術(shù)突破，做到電纜無損交付，整體技術(shù)居國際領(lǐng)先水平。
2014年，高落差高壓電纜無損施工技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用研發(fā)完成，并在高鐵無錫東站牽引工程中實踐應(yīng)用?！胺笤O(shè)前，施工人員科學(xué)計算、精準(zhǔn)控制，降低電纜敷設(shè)所需的牽引力，保障無損敷設(shè)；電纜上架敷設(shè)時，通過這項技術(shù)隨時調(diào)節(jié)支架的高度和寬度，大大提高施工效率，最終實現(xiàn)電纜無損害打彎和固定。”施工負責(zé)人楊東興說。高落差高壓電纜無損施工技術(shù)包含的多振動源、局部放電、X射線數(shù)字化成像施工質(zhì)量綜合檢測方法，實現(xiàn)了現(xiàn)場細微施工損傷的直觀、精確、快速檢測，確保了施工電纜無損交付。無錫東站牽引工程采用高落差高壓電纜無損施工技術(shù)及配套工器具，共節(jié)約建設(shè)投資675萬元，提前竣工3個月。
2018年7月25日，高落差高壓電纜無損施工技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用項目正式開始編制材料，參加第五屆全國職工優(yōu)秀技術(shù)創(chuàng)新成果交流活動評審，并在同年11月獲得全國總工會推薦，參評2019年國家科技進步二等獎。
截至目前，通過高落差高壓電纜無損施工技術(shù)專利許可的工法和工器具已在全國28省市的電力、石油、鋼鐵、化工等各行業(yè)規(guī)模化應(yīng)用，并推廣至德國、瑞典、新加坡、沙特等10國，近三年取得經(jīng)濟效益7.5億元，有力地保障了城市供電安全，推動了電纜施工領(lǐng)域的技術(shù)進步。
