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勞動報-供電可靠性提升0.04%背後的11年:破解三大難題的“一體化測溫裝置”

作者:勞動報
勞動報-供電可靠性提升0.04%背後的11年:破解三大難題的“一體化測溫裝置”

配電網是電力系統中聯系千家萬戶的神經網絡,其重要性不言而喻。大量配網資料顯示,電纜終端頭、配電變壓器、低壓配網等三類裝置故障占比高達92%。能否對配網高風險裝置開展技術創新,降低其事故率?來自國網上海市電力公司青浦供電公司副總經理沈曉峰,立足崗位,将11年的成果凝縮在“面向配電網供電可靠性提升的狀态感覺與診斷關鍵技術及應用”項目中。該項目應用以來,配網高發故障裝置導緻的使用者停電降低為原來同期的52%,為上海電網供電可靠性由2013年的99.9587%提升到了2020年的99.9923%提供了重要支撐。近日,該項目經市總工會推薦提名,參評上海市科技進步獎。記者采訪了項目第一完成人沈曉峰,了解用電可靠性提升0.04%背後的故事。

從入職早期的變電檢修班員、繼保班班員、變電運作班技術員、裝置運作部變電運作專職、裝置運作部變電主管、運檢部黨總支書記到後來的運檢部主任和公司副總工程師……縱觀沈曉峰在電力系統的足迹,創新是一個離不開的話題。

“十年磨一劍”提升供電可靠性

“2012年的一起電纜頭事故,讓我們認識到實作對電纜頭狀态監測的重要性。”說起這項發明的初衷,沈曉峰坦言,配電網是電力系統中聯系千家萬戶的神經網絡,大量配網故障資料顯示,電纜終端頭、配電變壓器、低壓(400V)配網等三類裝置故障占比高達92%。“我們就從電纜終端頭考慮,能否加強監測,降低故障率呢?”

電纜頭包在電纜裡面,看不見、摸不着,傳統的巡視方法無法實時動态掌握量大面廣的電纜頭健康狀态。為此,沈曉峰和團隊開始研究,是否可以通過科技手段解決這一難題?為此,團隊在頭腦風暴的同時,積極走出機關,向上海交大及上海電大的教授求教,設想了一種接觸式、一體化成型制造的電纜終端頭測溫裝置,通過及時掌握溫度,防止因裝置過熱導緻的絕緣損壞。

“我們當時面臨三個難題:一是感覺晶片裝在哪裡?直接與電纜頭接觸,但不能影響電磁場強。二是要解決感覺晶片的電源問題。不能使用锂電池,因為锂電池時效短,更換電池就要停電,而中間停電是不允許的。三是測溫裝置裝進去,如何解決金屬電磁屏蔽的問題,信号怎麼傳出來?”難題面前,沈曉峰和團隊成員、大學導師展開課題研究,最終提出了一體化成型設計方案,将感覺晶片嵌入電纜頭絕緣塞内,解決了直接接觸測溫的難題,同時采用非電磁屏蔽通信通道設計,解決信号難題。

裝置電源難題的突破展現了團隊的創新能力。如果使用傳統電池,不僅面臨需定期更換的問題,每次更換還需要停電,造成人力、物力等資源的浪費。為了解決這一問題,團隊多次開展讨論。一次在讨論中,沈曉峰突發奇想,能否讓裝置自己提供電能呢?“裝置本身就處于電場環境中,通俗地說我們就是通過電容儲能技術,讓裝置在電源不足時候自動回收電能,進而實作裝置的無源測溫(即不需要額外的電源器件)。”本着這樣的思路,團隊研發了基于電容儲能的電壓型供電技術,研制成功了電纜終端低功耗、一體化成型制造測溫傳感裝置,完美地解決了電纜頭無源測溫的技術難題。

紙上的圓容易畫,生産技術上的圓難求。從最初的想法到最終成功應用,項目前後經曆了11年,可謂“十年磨一劍”。這項誕生于一線、應用于一線的創新項目,帶來了顯著的效益。目前,項目成果已在上海電網全面應用,并推廣至東方電子股份有限公司、江蘇吳江變壓器公司等6家機關,近三年以來,取得了顯著的經濟效益,配網高發故障裝置導緻的使用者停電降低為原來同期的52%。在保障配電裝置安全可靠運作,為城市提供可靠穩定的電源的同時,極大節省了公司的人力物力。不僅如此,該裝置還推廣應用于鐵路、城市軌道交通等領域,對保障配電網安全可靠運作發揮顯著作用,對優化營商環境、建設世界一流城市配電網具有重要作用。中國電力企業聯合會鑒定委員會一緻認為:項目成果達到國際領先水準。

把創新成果寫在一線班組

以這次創新為起點,沈曉峰所在的青浦供電公司成立了職工創新成長工作室和先鋒創智平台,依托工作室和平台,彙聚更多創新力量。

2015年,沈曉峰負責變電運作工作。“那時,市民經常通過95598供電服務熱線來電,對停電現象頗有微詞,我們發現高壓配網網架很堅強,但低壓配網比較薄弱。”低壓配網分為三級,小區有配電站,到樓棟有分支箱,到使用者有電表箱,故障時,很難短時間内找準故障位置,造成停電時間較長,引發居民不滿,如何精準快速定位故障所在的區段非常困難。是以,故障跳閘時,傳統的方式是采用重新試送的辦法,但是會造成使用者多次失電,如果沒有查清楚真正的原因,過一段時間又會跳閘,容易引發市民不滿,還會造成社會影響。

最初,工作室把故障定位技術用于低壓片區,發現并不可行:一是感覺器送過來,安裝過程要停電,使用者不滿意。二是如果安裝永久的感覺器,費用相當高,而使用率卻很低。三是居民區網絡客戶比較複雜,特别是老城區,架空線縱橫交錯,錯綜複雜,難免會有遺漏點。經過反複調查研究,群策群力,工作室最終研發了低壓配網監測終端,通過“一夾一吸一碰”,僅需三分鐘就能完成帶電安裝或者拆卸。在此基礎上,青浦供電公司建立了配網高發故障裝置健康智能化管理平台,實作了對低壓故障的智能定位及診斷。

用創新為國家戰略落地注入“綠色引擎”

青浦區是進博會的永久舉辦地,而作為轄區内供電公司,青浦供電公司務必要確定進博會供電保障萬無一失。

沈曉峰坦言,進博會保障的曆史,也是技術創新不斷應用的曆史。他本人有幸見證并參與其中。“首屆進博會供電保障工作開展過程中,青浦供電公司壓力非常大,成立了前線指揮中心,組織大量從業人員參與,主要還是采取拼人力的人海戰術辦法。”他說,創新從第二屆進博會開始凸顯,那一年,公司采用創新驅動智慧保電的政策。到第五屆進博會,就完全采用數字化保電手段,充分應用5G、北鬥導航、智能感覺、大資料分析、人工智能、圖像識别等技術,持續推進裝置、人員、業務、裝備數字化轉型,建成了“全景看、全息判、全程控”的智慧大腦,讓保電工作的開展更加智能、高效、便捷。

用好跨區資源,搭建青吳嘉三地供電公司交流平台,助力長三角區域水鄉客廳建設。在公司舉辦的首屆“長三角一體化發展示範區電力産業勞工技能競賽”中,沈曉峰作為青浦公司的總教練,聯合三地制定選手教育訓練方案和競賽方案,確定了技能競賽的順利開展,公司榮獲團體第一名和個人第一名的好成績。