——記國家科學技術進步獎二等獎項目“高落差高壓電纜線路無損施工技術創(chuàng)新及應用”
1月10日，從北京人民大會堂傳來喜訊，在2019年年度國家科學技術獎勵大會上，江蘇無錫供電公司員工何光華主導的“高落差高壓電纜線路無損施工技術創(chuàng)新及應用”項目獲得國家科學技術進步獎二等獎。這是2019年國家電網有限公司和江蘇省唯一的一項工人、農民技術創(chuàng)新組獲獎成果。
該項目首次完成高落差高壓三維精準同步一體化敷設及施工質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，發(fā)明了高落差高壓電纜施工質量綜合檢測方法，攻克了相關施工技術難題，實現(xiàn)了高落差高壓電纜整段無損敷設、無損打彎、無損固定和無損交付，對保障高壓電纜工程質量，提高城市供電可靠性具有重要意義。
針對實際問題 轉變研究方向
高壓電纜線路是城市的地下電力“主動脈”，應用越來越廣泛。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損傷、固定不當損傷、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員。電纜相關故障頻發(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，她開始構思解決方案。電纜接頭導致的各類故障占電纜故障的50.8%。國內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量，整段敷設電纜，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、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 積累數據開展設計
工人出身的何光華一沒有數據積累，二沒有模型公式，國內外均無可借鑒的經驗。為了開展研究，她就帶領團隊駐扎工地實地分析，在圖書室查找學習資料，到其他行業(yè)現(xiàn)場實地調研。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，大幅提升數據采集效率，把重點移到分析開發(fā)上來。
要實現(xiàn)整段電纜無損敷設、避免牽引力過載，前提是準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雜多樣，均無通用模型和公式，也沒有修正系數。2012年，經過五年多的時間、上千次的工程實踐，何光華最終帶領團隊建立了全部通道類型的帶修正系數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。
在此基礎上，何光華和團隊搭建15米的腳手架模擬現(xiàn)場做試驗調試，僅低摩擦滑輪就設計了30多稿方案，成功將滑輪摩擦力降低60%以上。通過嚴謹的理論計算和試驗驗證，大家創(chuàng)造了高落差高壓電纜三維精準同步敷設技術。通過這項技術，在電纜前行方向，電纜同步敷設精度達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的重大變革；在電纜上架方向，電纜布設一次就位，避免了搬運損傷；電纜每千米敷設時間從5~7天降至1天，實現(xiàn)了高壓電纜無損敷設。
在解決電纜無損敷設難題后，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和相關工具，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不在電力專業(yè)范圍內。在無錫供電公司的支持下，接下來兩年，何光華把創(chuàng)新當作樂趣，把困難當作動力，從門外漢轉變?yōu)閷嵺`者、創(chuàng)新者，先后又研制了電纜X射線數字化成像檢測工藝及分析工具、多特征圖譜關系識別的局部放電診斷方法……這些工器具和技術的發(fā)明標志著何光華實現(xiàn)了高落差高壓電纜無損施工的技術突破，做到電纜無損交付，整體技術居國際領先水平。
2014年，高落差高壓電纜無損施工技術創(chuàng)新及應用研發(fā)完成，并在高鐵無錫東站牽引工程中實踐應用?！胺笤O前，施工人員科學計算、精準控制，降低電纜敷設所需的牽引力，保障無損敷設；電纜上架敷設時，通過這項技術隨時調節(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?！笔┕へ撠熑藯顤|興說。高落差高壓電纜無損施工技術包含的多振動源、局部放電、X射線數字化成像施工質量綜合檢測方法，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及配套工器具，共節(jié)約建設投資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創(chuàng)新及應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)模化應用，并推廣至德國、瑞典、新加坡、沙特等10國，近三年取得經濟效益7.5億元，有力地保障了城市供電安全，推動了電纜施工領域的技術進步。
