蔣興良:高壓輸電塔架下的「小矮個」
蔣興良
身高166cm的蔣興良,站在人群里,很不起眼。11月中旬,當重慶大學有關領導推著他對大家說「這是我們今天的主角」時,多少讓人有些意外。他穿著黑色夾克外套,瘦而小,脊椎管瘤切除尚未完全康復,整個人似乎縮在那兒。在重慶大學高壓輸電實驗室大廳,每台實驗裝置都是龐然大物,研究人員只能藉助吊車和升降機攀爬才能上去。瘦小的蔣興良,已然成為這個國家重點實驗室的學術帶頭人。
「自2012年以來,根據我國特高壓輸電工程的特點和電網智能化發展要求,蔣興良首次提出了『分裂導線電流轉移智能融冰防冰』方法,發明了智能融冰防冰裝置,可望從根本上解決我國超高壓、特高壓電網目前除冰裝置笨重中斷供電、成本昂貴和操作複雜等難題,成果處於國際領先水平。」重慶大學科技處負責人這樣介紹。
奇遇冰雪與高壓
「1979年高考沒考好,我在湖南大學邵陽分校上了大專。畢業後,分配在湖南邵陽市玻璃廠工作,這份工作於我太沒挑戰性,加之上大專心有不甘。3年後,我考上了重慶大學碩士研究生,被調劑到高電壓工程技術專業,幸運地拜到恩師顧樂觀教授門下。」蔣興良張口講述自己與冰雪高壓的奇緣。
那一年,顧樂觀老師獲得了國家自然科學基金「絕緣子覆冰閃絡特性」研究項目的支持,即讓蔣興良做絕緣子覆冰研究。從此,他開啟了用冰雪與高壓書寫人生的歷程。
在3年碩士研究生學習過程中,蔣興良積極主動,參與導師和中國工程院院士孫才新團隊的研究工作中,建立了國內外第一個人工氣候室。蔣興良則成為中國第一個利用人工氣候室系統研究絕緣子覆冰的研究生。得益於個子小、靈活機動,蔣興良每年有一半時間在人工氣候室做試驗,在完成碩士研究生論文的同時,在覆冰試驗方法和覆冰絕緣子特性上做出了開拓性工作。
儘管蔣興良的研究內容具有開拓性,而當時的他,並不能看不到這個研究方向的發展前景。高壓覆冰試驗研究常常在零下20攝氏度以下進行,人工氣候試驗室潮濕寒冷。「每次進去調試試驗品和測量,全身都會濕透,人與冰棍無異。」他說。
畢業時,導師將他推薦到電力工業部武漢高壓研究所工作。他得知,武漢高壓研究所當時承擔著國家「七五」重大裝備攻關項目「重冰區輸電線路覆冰及其防護」的研究,因研究人員不夠,啟動一年半後研究工作沒能順利開展。
報到後,他才發現,武高所對於覆冰項目的所有研究都需要在野外自然環境和重慶大學人工氣候室才能完成。他尋思,既然選擇了,就義無反顧。
由此,蔣興良自1989年~1992年的4個春節,都只能在冰天雪地的貴州六盤水野外試驗站度過。每次野外工作至少堅持50天。六盤水試驗站由3間土坯房組成,用水與附近村民共用一點山泉,接1桶水需要1個小時。他記得,1990年的冬季,因冰雪封路,無法洗澡,他和同事在山上連續呆了40多天後,步行3小時到六盤水市洗了個澡,然後再步行回試驗站。
就在這4個冬季,蔣興良和同事們在六盤水觀冰站,系統觀測了自然環境線路覆冰積雪的規律,試驗研究了幾十種防冰除冰的方法,提出了低居里磁熱線除冰防冰的技術措施。這項成果獲得了電力工業部和北京市科技進步獎二等獎。
往返地獄與天堂
如今,很多人可方便地乘坐火車進藏領略高原美麗風光,但鮮有人知曉,蔣興良及其團隊為青藏高鐵輸供電的穩定和安全所付出的艱辛。
在2003年~2006年間,蔣興良帶著學生利用人工氣候室系統研究了青藏鐵路供電工程和隧道間隙的選擇,並在2800米至5100米的格爾木、昆崙山口、風火山、拉薩進行了自然環境的高壓輸電電氣外絕緣試驗,獲取了一批電氣外絕緣高壓輸電試驗數據,成為截至目前高寒地區世界唯一的高壓輸電試驗數據,解決了青藏鐵路供電工程外絕緣和隧道電氣間隙設計的難題。
在海拔5050m的風火山試驗點,嚴重缺氧。蔣興良在這裡堅持不吸氧,因擔心產生依賴性無法把試驗做下去。「白天咬著牙關堅持,一到晚上便度日如年,無法入睡。只要一躺下去,喉嚨就似乎被勒緊了。」回想這種感覺,蔣興良記憶猶新。
在這裡的每一個晚上,他都只能坐著睡覺。痛苦至極實在難以堅持時,他就只能與同事、學生們開車200多公里到海拔4200米的三江源頭小鎮休息一晚。「雖然海拔僅相差800米,可彷彿從地獄到了天堂」。
然而,巍峨壯麗的昆崙山,留在蔣興良心中的更是死神敲門的感覺。2004年12月初的一天,他們在昆崙山尋找到了試驗點,搭建帳篷時,天氣晴朗。臨近傍晚,突然下起了大雪。師生們為是否留宿試驗點討論了許久,蔣興良最後決定,與陳愛軍同學留下來摸情況,其他人回格爾木過夜。
當晚,師生二人啃了個在煤球爐上烤焦的饅頭後,想躺在簡易行軍床上休息。可帳篷外狂風撕扯著帳篷,漫天大雪。他的心不由自主地顫抖。他知道,一旦帳篷被撕裂,任何物品,將消失在茫茫崑崙之中,了無蹤跡。
直到半夜11點,上天眷顧了他們,風雪逐漸減弱。而小小煤球爐的熱量無法抵擋帳篷外湧進的寒流,溫度已降到零下十幾攝氏度。這一夜,蔣興良沒敢入睡,一直坐在煤球爐旁,一邊添煤,一邊關注著陳愛軍的呼吸。偶爾聽不到學生的鼾聲,他就用手觸碰他的鼻息。作為老師,他不敢有一絲懈怠。
高原的試驗,索命的還不只是風雪和缺氧。有一次,他們在昆崙山進行試驗剛幾天,試驗變壓器一台大型設備就出了故障。這台設備是他們用一個多月時間,從重慶通過火車託運到格爾木,又租了大貨車才轉運到昆崙山口,運費花去幾萬元。如果將設備運回重慶廠家修復,或者在蘭州找廠家修復,至少需要1個月時間,費用尚且難以估算。幾位參與試驗的老師,經一番盤算和思想鬥爭,一致同意了蔣興良的大膽決定:現場拆卸變壓器,自己修理。
於是,他們買來了20多個油桶,把變壓器里的油吸出來,從昆崙山兵站借了3根樹木,吊出變壓器鐵機芯。在修復過程中,兇險的一幕讓他們迄今心有餘悸。在吊裝變壓器鐵芯的過程中,有位學生伸著腦袋進去查看,吊裝滑輪突然鬆動,2噸多重的鐵芯下墜。師生們一片驚恐。似乎又是上帝的眷顧,滑輪滑了幾米後,嘎然而止,穩定了。此時,鐵芯距離這位學生的腦袋僅差10公分。
他們在3天內修復了變壓器。試驗中,他們獲取了海拔5100米電氣外絕緣高壓輸電數據。這項研究成果獲得了2009年國家科技進步獎二等獎。
兼做民工與教授
很多人會記得,2008年春節期間,我國南方地區遭遇冰災,造成大面積停電。據有關部門不完全統計,覆冰不僅對電網造成巨大危害,南方高濕地區覆冰導致的風力發電機每年損失發電量達15%以上。而在航空器災難害事故中,15%也由覆冰所引起。
應電網公司邀請,蔣興良作為我國最早從事高壓覆冰研究成員之一,分別到重慶、湖南、貴州等9個冰災受損嚴重的省市調查,分析冰災的成因和特點,並針對性地提出了一些防冰除冰措施。在這次調研過程中,蔣興良常常感覺雙腿麻木,肋骨頻發刺疼,行走極其不便。他以為是風濕疼或腰椎盤突出引起,沒在意。不料,檢查結果是脊椎管瘤。每一個現場的考察調研,他都只能依靠拐棍和同行的攙扶才能完成。
蔣興良團隊,雖然對於高壓輸電覆冰積雪有一定研究,但並不系統,特別是自然環境覆冰的多樣性及其與人工氣候室模擬試驗的差異,沒有得到應有的重視。在調研基礎上,他選擇在湖南雪峰山建設試驗基地,希望開展電網、風力發電機、飛機機翼、火車機車和接觸網覆冰等一系列研究。
可試驗基地的建設費用從哪兒來?
於是,他帶領團隊和學生廣泛尋求地方政府、電網公司等機構的支持。自己設計、自己動手開始試驗基地的建設。他們在雪峰山林場優惠地租了場地。湖南婁底電業局和湖北送電公司,免費給他們架設安裝了試驗構架和試驗線段,懷化電業局為試驗基地架設了專用試驗電源,提供了配電變壓器。就這樣,2008年10月,他帶領團隊完成世界上第一個自然(覆冰)試驗基地的基本試驗構架建設。
為了改善試驗基地艱苦的試驗和生活條件,蔣興良團隊兼作民工和教授,設計、開石、挖方,砌磚、架線,在試驗基地建成了一座二層樓的磚瓦房。由於試驗基地環境惡劣,交通不便,建設初期,蔣興良自己還承擔著廚師的職責。
8年過去,如今重慶大學高壓輸電雪峰山試驗基地已有模有樣。已經建成了500kA交流和±1600kV直流試驗電源系統,4800kV衝擊電壓和400kA衝擊大電流試驗系統,110kV-1000kV試驗線段,國際標準的雨凇塔架,5000A的電流融冰試驗系統,300kW風力發電覆冰試驗系統等等,可滿足各種結構物覆冰及其防護研究,在國內外獨樹一幟,成為我國高壓電網輸電研究領域的一張名片。
一位博士生悄悄告訴到記者,自2008年至今,蔣興良每年至少有3個月以上時間在基地。夏秋季搞建設,冬春季做試驗。8年來的8個春節,他在基地過了6個春節。多年春節不能回鄉與父親團聚。其中,有兩個春節,他把80多歲的老父親騙上山,與師生們一起過。有4個春節,把妻兒帶在山上。他常哄勸妻兒,雪峰山試驗基地空氣好、水好,蔬菜自個兒種的,比重慶好。
因為他清楚,覆冰防冰是一項極具挑戰性的世界難題。只有堅持不懈地做下去,傳承和發展導師紮實、誠懇、嚴謹、開拓的精神,才能真正揭示了覆冰的形成規律和導致災害的原因。他雖然已試驗研究了幾十種防、除冰方法和措施,取得了一些成果,但仍有許多科學難題和實際問題有待探尋和解決。
2016年的冬季,他們將在雪峰山試驗基地重點探索特高壓直流絕緣子覆冰及其放電規律、風力發電機覆冰形成與防禦方法等。
又一個冰天雪地里,在等待師生們……
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