——記國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)項(xiàng)目“高落差高壓電纜線路無(wú)損施工技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用”
1月10日，從北京人民大會(huì)堂傳來(lái)喜訊，在2019年年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，江蘇無(wú)錫供電公司員工何光華主導(dǎo)的“高落差高壓電纜線路無(wú)損施工技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用”項(xiàng)目獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。這是2019年國(guó)家電網(wǎng)有限公司和江蘇省唯一的一項(xiàng)工人、農(nóng)民技術(shù)創(chuàng)新組獲獎(jiǎng)成果。
該項(xiàng)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(cè)工程實(shí)踐，創(chuàng)新了高落差高壓電纜無(wú)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(cè)方法，攻克了相關(guān)施工技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了高落差高壓電纜整段無(wú)損敷設(shè)、無(wú)損打彎、無(wú)損固定和無(wú)損交付，對(duì)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(duì)實(shí)際問(wèn)題 轉(zhuǎn)變研究方向
高壓電纜線路是城市的地下電力“主動(dòng)脈”，應(yīng)用越來(lái)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(dòng)源多。高壓電纜重量大、剛性大、彎曲半徑有限。這些因素帶來(lái)了電纜敷設(shè)損傷、固定不當(dāng)損傷、共振損傷等問(wèn)題，且常規(guī)檢測(cè)難以發(fā)現(xiàn)，是日后安全穩(wěn)定運(yùn)行的隱患。
2006年，何光華成為無(wú)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(zhǎng)，施工搶修勞動(dòng)強(qiáng)度高、環(huán)境艱苦……這些都讓何光華心里很不是滋味。針對(duì)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(kāi)始構(gòu)思解決方案。電纜接頭導(dǎo)致的各類(lèi)故障占電纜故障的50.8%。國(guó)內(nèi)外的研究都是以提高電纜接頭的可靠性為出發(fā)點(diǎn)，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(wú)損施工的理念，圍繞“無(wú)損敷設(shè)、無(wú)損固定、綜合檢驗(yàn)、無(wú)損交付”的思路開(kāi)展系列創(chuàng)新。
不斷摸索 積累數(shù)據(jù)開(kāi)展設(shè)計(jì)
工人出身的何光華一沒(méi)有數(shù)據(jù)積累，二沒(méi)有模型公式，國(guó)內(nèi)外均無(wú)可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。為了開(kāi)展研究，她就帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)駐扎工地實(shí)地分析，在圖書(shū)室查找學(xué)習(xí)資料，到其他行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)研。后來(lái)，她得到了無(wú)錫供電公司的支持，研發(fā)全點(diǎn)監(jiān)控裝置，大幅提升數(shù)據(jù)采集效率，把重點(diǎn)移到分析開(kāi)發(fā)上來(lái)。
要實(shí)現(xiàn)整段電纜無(wú)損敷設(shè)、避免牽引力過(guò)載，前提是準(zhǔn)確判斷過(guò)載的受力點(diǎn)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(wú)通用模型和公式，也沒(méi)有修正系數(shù)。2012年，經(jīng)過(guò)五年多的時(shí)間、上千次的工程實(shí)踐，何光華最終帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建立了全部通道類(lèi)型的帶修正系數(shù)矩陣的弧形牽引力公式，計(jì)算誤差從40%～50%降至5%以下，精確定位電纜過(guò)載受力點(diǎn)。
在此基礎(chǔ)上，何光華和團(tuán)隊(duì)搭建15米的腳手架模擬現(xiàn)場(chǎng)做試驗(yàn)調(diào)試，僅低摩擦滑輪就設(shè)計(jì)了30多稿方案，成功將滑輪摩擦力降低60%以上。通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚撚?jì)算和試驗(yàn)驗(yàn)證，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(guò)這項(xiàng)技術(shù)，在電纜前行方向，電纜同步敷設(shè)精度達(dá)10毫米以下，避免電纜分段再接和擠壓損傷，實(shí)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(yùn)損傷；電纜每千米敷設(shè)時(shí)間從5~7天降至1天，實(shí)現(xiàn)了高壓電纜無(wú)損敷設(shè)。
在解決電纜無(wú)損敷設(shè)難題后，何光華和團(tuán)隊(duì)又創(chuàng)新了高落差高壓電纜無(wú)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(shí)現(xiàn)了高壓電纜無(wú)損打彎、無(wú)損固定。
持續(xù)研發(fā) 成果應(yīng)用見(jiàn)實(shí)效
微小損傷檢測(cè)，尤其是非傳統(tǒng)電氣類(lèi)的X射線檢測(cè)和振動(dòng)檢測(cè)已經(jīng)不在電力專業(yè)范圍內(nèi)。在無(wú)錫供電公司的支持下，接下來(lái)兩年，何光華把創(chuàng)新當(dāng)作樂(lè)趣，把困難當(dāng)作動(dòng)力，從門(mén)外漢轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)踐者、創(chuàng)新者，先后又研制了電纜X射線數(shù)字化成像檢測(cè)工藝及分析工具、多特征圖譜關(guān)系識(shí)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(shí)現(xiàn)了高落差高壓電纜無(wú)損施工的技術(shù)突破，做到電纜無(wú)損交付，整體技術(shù)居國(guó)際領(lǐng)先水平。
2014年，高落差高壓電纜無(wú)損施工技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用研發(fā)完成，并在高鐵無(wú)錫東站牽引工程中實(shí)踐應(yīng)用。“敷設(shè)前，施工人員科學(xué)計(jì)算、精準(zhǔn)控制，降低電纜敷設(shè)所需的牽引力，保障無(wú)損敷設(shè)；電纜上架敷設(shè)時(shí)，通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)隨時(shí)調(diào)節(jié)支架的高度和寬度，大大提高施工效率，最終實(shí)現(xiàn)電纜無(wú)損害打彎和固定。”施工負(fù)責(zé)人楊東興說(shuō)。高落差高壓電纜無(wú)損施工技術(shù)包含的多振動(dòng)源、局部放電、X射線數(shù)字化成像施工質(zhì)量綜合檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)細(xì)微施工損傷的直觀、精確、快速檢測(cè)，確保了施工電纜無(wú)損交付。無(wú)錫東站牽引工程采用高落差高壓電纜無(wú)損施工技術(shù)及配套工器具，共節(jié)約建設(shè)投資675萬(wàn)元，提前竣工3個(gè)月。
2018年7月25日，高落差高壓電纜無(wú)損施工技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用項(xiàng)目正式開(kāi)始編制材料，參加第五屆全國(guó)職工優(yōu)秀技術(shù)創(chuàng)新成果交流活動(dòng)評(píng)審，并在同年11月獲得全國(guó)總工會(huì)推薦，參評(píng)2019年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
截至目前，通過(guò)高落差高壓電纜無(wú)損施工技術(shù)專利許可的工法和工器具已在全國(guó)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(guó)、瑞典、新加坡、沙特等10國(guó)，近三年取得經(jīng)濟(jì)效益7.5億元，有力地保障了城市供電安全，推動(dòng)了電纜施工領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步。
