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蒋兴良:让电网与冰雪“绝缘”

来源:科技日报 作者:刘垠 2017年02月27日 12:44
[导读] 

蒋兴良在检查试验塔上的设备

从重庆大学驱车700多公里后,不顾疲累的车子一头扎进浓雾,循着悬崖边的土路缓缓上山。终于,车里的寂静被司机拉上手闸的声音划破,人们长长出了口气。
    这里是地处湘西、云雾深处的雪峰山试验基地。化不开的浓雾中,前面的人变的影影绰绰。“这不算啥子,雾大时面对面的人都看不清咯。”身着老旧的灰工作服,手捂一只仅露半张脸的“雷锋帽”,55岁的蒋兴良一瘸一拐爬上电气特高压试验塔,转头不忘叮嘱:“雾大湿滑,你们小心脚下”。
    就在刚刚过去的春节,为腰疼所困的蒋兴良在雪峰山基地收获覆冰除冰研究新进展,不仅首次在自然环境试验特高压直流绝缘子长串覆冰及放电规律,而且研究并提出风机叶片电热除冰方法,实现了导线的电脉冲除冰。
    野外坚守30年,重庆大学电气工程学院教授蒋兴良的工作是让高压线与冰雪“绝缘”,先后奔赴高海拔、高山冰雪等生命禁区做试验,建立世界首个野外自然覆冰试验基地,成功破解西电东送、三峡工程、青藏铁路等输电难题……

穿越生命禁区 刷新高海拔研究纪录
    蒋兴良的科研领域关系千家万户,主要研究极端恶劣环境下电网外绝缘、覆冰与防冰减灾,一年中近三分之一时间都在寒冷、高湿和缺氧等极端恶劣的地方。
    2003年至2006年,蒋兴良带领团队从重庆大学实验室拉运几十吨的试验装备,沿着青藏铁路沿线从2800米到5100米的格耳木、峰火山、唐古拉山、那区、拉萨,不惧严寒无视烈日,冒着生命危险在野外进行长达9个月的现场试验研究。
    彼时艰难犹在眼前,蒋兴良却用调侃戏谑的方式还原。在5050米的风火山试验时,海拔太高、氧气不足,“白天还能勉强坚持,晚上根本无法躺着睡觉,躺下去就感觉喉咙被勒紧似的。做了十来天试验,每晚我只能坐着睡觉。”蒋兴良说,最后实在坚持不下去,大家开车二百多公里到4200米的三江源头小镇休息了一晚。“虽然海拔只差800米,但有种天堂与地狱的差别。”
    高原上的科学试验,挑战生命极限的不只是风雪和缺氧。有一次,在望昆车站做试验时,试验变压器一台大型设备出了故障,厂家修复至少要1个月,费用且难估算。几位参与试验的老师,最终同意了蒋兴良的大胆决定:现场拆卸变压器,自己修理。
    修复过程远比想象的艰险。在吊装变压器铁芯过程中,学生冉启鹏伸着脑袋进去查看时,吊装滑轮突然松动,2吨多重的铁芯下坠。一片惊叫声中,滑轮滑了几米后戛然而止,而铁芯距离学生的脑袋仅有10公分。
    说到惊心动魄处,蒋兴良语速加快、声音变大,“这件事给我后来所有的现场试验一个极大教训,无论多么困难,首要的是师生和工人的安全。”接下来的高原试验中,蒋兴良为师生们购买了120万元的工作保险。
    2005年9月,蒋兴良从青藏高原试验返回重庆,同事开玩笑说他就像一条被柴火烘干的黑腊肉。就是这股迎难而上、不言放弃的犟劲儿,他一举攻克青藏铁路供电工程外绝缘和隧道电气间隙设计的难题,海拔5000米获得的研究成果至今无人超越,负责完成的研究成果“恶劣环境中电气外绝缘放电特性及其在电网中的工程应用”获得2009年度国家科技进步二等奖。

 探寻覆冰成因 八年“垒”就试验基地
    身高1米66的蒋兴良,脸庞黑瘦,背有点驼,走路时左腿微瘸,稍不留意就会湮没在人群中,人们亲切地叫他“民工教授”。
    蒋兴良虽然一直进行覆冰积雪的研究,由于经费和重视其问题,研究还不大深入,提出建议并未被采纳。直到2008年,我国南方发生大面积冰灾,13个省级电网受损,造成全国169个县停电,经济损失超千亿元。“如果能了解融冰规律,缩短融冰除冰时间,能给国家省下多少电。”蒋兴良说,在对全国覆冰广泛调查后发现,湖南雪峰山历年来覆冰重复频率高,覆冰类型多样、程度严重,是研究电网覆冰的理想场所。
    没有专用经费,蒋兴良积极寻求地方政府、企业支持,广泛发动青年教师和研究生投身基地建设。蒋兴良和团队自行设计、请民工施工,自己开挖土石,平整试验场地,搭建活动板房。5个月后,世界首个自然(覆冰)试验基地的基本试验构架建设完成。
    在2008年11月—2009年2月第一个覆冰季节,试验基地还只有简易的试验构架和试验线段,活动板房内温度几乎和外面一样。蒋兴良依然记得那种刺入骨头的冷冽,狂风吹得板房嘎吱欲裂,板房屋顶凝结的水滴像小雨一样滴入被子与口鼻,晚上无法入睡。覆冰太严重,断电一个星期,大雪封山车辆上不了山,后勤供给无法送达。老师和同学们只好拿雪擦手洗脸,啃干方便面,一个星期都没刷牙。
    彼时创建基地的艰辛,定格在大伙身着解放鞋劳保服、浑身沾满稀泥的老照片中。蒋兴良属牛,不仅倔强而且不按常理出牌。自2008年以来,六个春节是在试验基地度过,有五个春节带妻儿上山过年,“我经常哄劝妻儿,雪峰山试验基地空气好、水好,蔬菜都是自己种的,健康卫生,比重庆好多了。”
    如今的雪峰山试验基地,从简易平板房变身为“独具特色、不可替代”的自然覆冰试验基地,持续攻关的系列科研也进入成果收获期:“电网大范围冰冻灾害预防与治理关键技术及成套设备”,荣获2013年度国家科技进步一等奖。在应对电网覆冰灾害防御方面,蒋兴良和团队揭示了超特高压分裂导线覆冰融冰的规律,建立了电流融冰的物理数学模型,理论计算方法指导研制的直流融冰装置在湖南、江西、安徽等地大规模推广,成功实施数百次直流融冰。

 坚守野外30年 不惧伤痛无悔初心
    30年间,蒋兴良潜心研究怎么在各种极端天气下保证供电,这让双腿遭了老罪。2005年夏天,他感觉双腿麻木,左肋骨隐隐作痛,医生要求做全面检查,可蒋兴良一心惦记青藏高原的试验和学生,认为空闲一点再去吃药或做个理疗就没事了。
    直到2015年9月,疼痛难忍的他去重庆第三军医大检查,医生确诊为脊椎管瘤,必须立即手术,否则会造成瘫痪。医生要求手术后至少卧床三个月,但在手术后不到一个月,蒋兴良又跑回雪峰山,亲自督促和实施基地大型试验装备的建设。
    蒋兴良深知,覆冰防冰是一项极具挑战的世界难题。只有坚持不懈地深挖钻,才能揭开覆冰的形成规律和导致灾害的神秘面纱。“我们在恶劣环境下进行试验,最终目的是建立动态的数学模型,通过模型模拟计算野外自然覆冰的各种状况,得出具有指导意义的结论,摆脱人工模拟的艰辛和野外恶劣环境的束缚。这也是我们下一阶段的研究目标。”蒋兴良深信,任何事情,只要坚持总会有收获。
    值得一提的是,8年间,蒋兴良每年往返重庆到雪峰山的700公里近二十回,自己购买私家车7年来中,至今行车不过10万公里,其中8万公里用于接送往返基地试验的师生们。(刘垠)

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