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长沙这所大学研发的“火灾疫苗”能在0.2秒内把故障电压降到零

2021-2-7 08:30| 发布者: 湘阴周刊| 查看: 699| 评论: 0

摘要: 长沙晚报掌上长沙2月7日讯(全媒体记者徐运源实习生何璇)冬季是用电高峰期,各类电气火灾事故高发。从新近多地发布的火灾形势分析报告看,电气原因依然是主要起火原因。大数据显示,每年国内因配电网故障造成的人身 ...

长沙晚报掌上长沙2月7日讯(全媒体记者 徐运源 实习生 何璇)冬季是用电高峰期,各类电气火灾事故高发。从新近多地发布的火灾形势分析报告看,电气原因依然是主要起火原因。大数据显示,每年国内因配电网故障造成的人身伤亡、火灾、停电损失均是不小的数目。

面对电网的三大痛点:触电、起火和停电事故,到底该如何解决?长沙理工大学配电网电气火灾与人身安全防护实验室在全球首创主动降压消弧技术,可以在保证用户不停电的情况下,在0.2秒内把故障电压降到零,从而实现对电火花的抑制,使其不起火、不停电。日前,记者走进长沙理工大学电气与信息工程学院,一起探究安全用电新未来。

长沙这所大学研发的“火灾疫苗”能在0.2秒内把故障电压降到零

全球首创降压消弧技术,故障维修不用停电

记者在现场看到,与处在“深闺”的实验室不同,配电网电气火灾与人身安全防护实验室在室内和室外都安装了很多实验产品装置。

“这里面有最新研发的接地故障相主动降压消弧装置以及全套安全用电智能装置,它们具有‘适时监控远程线路温度、电流,在发生火线与地线金属短路时不发生火灾且可以不跳闸继续工作’的功能,被业界称为‘火灾疫苗’,相当于针对电气火灾打了‘预防针’。”长沙理工大学副校长、实验室主任曾祥君教授开门见山地向记者介绍,“我们主要针对当前电网的三大痛点:触电、起火和停电事故,开展了主动感知故障、主动降压消弧和故障高精度定位三大核心技术攻关,并且都已实现成果转化应用。”

他介绍,以前都是在电气事故发生后才能够检测到发生的电网故障。主动感知故障技术反其道而行之,把故障消灭在萌芽状态,“在电网的每个地方,只要有点火花或者出现高压线掉在地上的情况,我们就能在50毫秒内检测出这个故障。”目前,该技术已被广泛应用于国内外。

最令曾祥君自豪的还是主动降压消弧技术。作为全球首创,该技术最近几年取得关键性进展,已拿到中国、美国、澳大利亚、俄罗斯、欧盟、巴西等的专利,相关设备产品在多地推广应用70余套,年产值上亿元。而其价值远不止于此,因为故障维修可以实现不停电,生产经营活动能正常进行,从而避免了重大经济损失。

该技术还实现了在1秒内对故障的高精度定位,可以精确到100米以内,让维修人员及时知道故障点在哪里。在广域分布数千公里的电网上寻找故障点,无异于大海捞针,这从该项技术获得国家技术发明二等奖不难看出,“100米”有多难能可贵。

“板凳甘坐十年冷”,想为世界提供“中国方案”

从主动感知电网故障,到主动抑制住电火花,再到精确定位故障点,这三大关键核心技术一环扣一环,背后是曾祥君教授“板凳甘坐十年冷”的坚守,是一个深耕配电网和电气火灾人身安全防护领域的世界一流团队。

提起“消弧线圈自动调整系统”这项技术,行业领域专家大多会想到曾祥君,硕士学习期间他就着手攻关。这是个大项目,难度系数高,条件艰苦,原有的课题组人员纷纷选择放弃,但曾祥君没有退却,而是选择在实验室睡了三年。

念念不忘,必有回响。后来一个偶然的机会,团队从学科的基本原理出发,做出了一个全世界最大的创新——把故障点的电压往下降,攻克了1kΩ(千欧)以上初始故障快速感知和安全处置的“卡脖子技术”,“这个现在想起来很简单,但当时要意识到这一点,是很难的。因为从没有人从这个角度去做过。”曾祥君介绍,目前该技术拿到了多个国家级重点项目。

当被问及实验室的下一步计划,这位学生心中的“创神”、老师眼中的“铁人”笑着说:“期望主动降压消弧技术能够在几年之内逐步代替原有的技术,然后推广到世界各地,这是我最大的梦想,也是我们团队的梦想。”

对话

记者:在长达27年的科研路上,您是如何一直保持激情的?

曾祥君:搞科研既要灵感也要刻苦,更要跟着国家的重大需求走。我一直倡导一个观点:“有为就有位”,你有作为了,为社会做贡献了,你就会有自己的位置。而国家和社会的需求一直在变化,是无穷的,你永远有事情可做,当一项技术取得成就的时候,你又需要不断满足社会的其他需求,这是一个良性循环。

实验室简介

配电网电气火灾与人身安全防护实验室由长沙理工大学和湖南一二三智能科技有限公司共同组建,其既是我国首个配电网电气火灾与人身安全防护实验室,也是电网输变电设备防灾减灾国家重点实验室真型配电网试验场。


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