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4月3日,中國工程院院士、電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)全國重點實驗室主任陸佳政在電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)全國重點實驗室的研究討論會上,與實驗室科研項目成員交流特高壓線路防冰防舞、防雷絕緣子等技術(shù)研發(fā)工作進展,探討分析數(shù)據(jù),謀劃指導(dǎo)下階段科研攻關(guān)重點。
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陸佳政深耕電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域三十載,帶領(lǐng)攻關(guān)團隊圍繞電網(wǎng)防冰、防火、防雷等核心方向開展系統(tǒng)性技術(shù)攻關(guān),持續(xù)構(gòu)建完善的電網(wǎng)災(zāi)害防治技術(shù)體系,提出了電網(wǎng)微地形覆冰預(yù)測方法,發(fā)明了低諧波導(dǎo)/地線直流融冰裝備、電網(wǎng)山火水霧化絕緣帶電滅火技術(shù)、大通流防雷絕緣子,研制了直升機、無人機、車載式帶電滅火裝備,提升電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)水平,以硬核技術(shù)守護電網(wǎng)安全。
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陸佳政是享受國務(wù)院政府特殊津貼專家,主持研發(fā)的科研成果獲國家科技進步獎一等獎、國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎、中國專利金獎,以及省部級科技進步獎一等獎6項。他曾獲何梁何利基金科學與技術(shù)創(chuàng)新獎、全國創(chuàng)新爭先獎、IEEE國際信息物理杰出貢獻獎等獎項,獲得授權(quán)發(fā)明專利108項,制定國內(nèi)外標準12項,出版學術(shù)著作4部,發(fā)表SCI/EI論文113篇。2025年,陸佳政當選中國工程院能源與礦業(yè)工程學部院士。
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▲陸佳政在學術(shù)研討會上作防災(zāi)減災(zāi)主題宣講
潛心研發(fā)電網(wǎng)融冰裝備
受地形和氣候影響,湖南冬季雨雪冰凍災(zāi)害頻發(fā),輸電線路極易發(fā)生覆冰,影響局部電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。
2005年,時任湖南省電力試驗研究所副總工程師的陸佳政在參與冰災(zāi)現(xiàn)場調(diào)研后,決心開展電網(wǎng)防冰技術(shù)研究,攻堅電網(wǎng)融冰技術(shù),提高輸電線路抗冰效率。他翻閱大量國內(nèi)外科研文獻資料后發(fā)現(xiàn),加拿大曾在1998年使用過直流融冰裝置,但該裝置造價高達2億元、占地近20畝,幾乎與建設(shè)一座變電站的成本相當。
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陸佳政潛心研究更加實用的直流融冰裝置,帶領(lǐng)團隊進行了10余種拓撲方案的論證,經(jīng)過反復(fù)試驗,最終提出“整流變壓器調(diào)壓+二極管整流”的全新設(shè)計方案,成功解決了諧波、體積、成本三大核心問題。科研團隊在2008年年初研制出第一臺直流融冰樣機,并在湖南婁底110千伏冷礦線試用。
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▲陸佳政(左一)在覆冰試驗現(xiàn)場開展設(shè)備覆冰試驗
十幾年來,陸佳政團隊對融冰技術(shù)的可靠性、適用性等方面進行多次迭代升級,研制出移動式、固定式等各類型融冰裝置。這些裝置涵蓋10千伏到1000千伏各個電壓等級,1小時可快速加熱融化數(shù)百千米線路覆冰。2014年,陸佳政主持的“電網(wǎng)大范圍冰凍災(zāi)害預(yù)防與治理關(guān)鍵技術(shù)及成套裝備”項目獲得國家科學技術(shù)進步獎一等獎。目前,該裝備已在全國推廣1000余套,累計開展線路融冰上千條次。
多年與冰災(zāi)打交道的經(jīng)驗讓陸佳政深刻認識到,災(zāi)害防治要想變被動為主動,精準預(yù)測是關(guān)鍵。他說:“輸電線路常常跨越高山、峽谷等地形,百米內(nèi)外環(huán)境迥異,傳統(tǒng)天氣預(yù)報顆粒度不夠精細,電網(wǎng)覆冰預(yù)測必須要做微地形條件下的天氣預(yù)測。”
基于對多年累積數(shù)據(jù)的分析,陸佳政率領(lǐng)團隊創(chuàng)建了地形抬升、埡口風增大、高山分水嶺等5種典型的電網(wǎng)微地形覆冰模型,成功研制出我國首套30米級微地形電網(wǎng)覆冰預(yù)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)在全國范圍推廣應(yīng)用,準確預(yù)測了80多次電網(wǎng)覆冰過程。
集智攻關(guān)線路防山火技術(shù)
隨著近年來退耕還林、封山育林等生態(tài)保護政策的深入實施,輸電線路周邊植被愈發(fā)繁茂,山火防控面臨新的挑戰(zhàn)。過去,當輸電線路受到火災(zāi)威脅時,通常采取“先停電,再滅火”的方式,影響線路可靠供電。“不停電滅火”成為公認的世界性科研難題。
2010年起,陸佳政開展電網(wǎng)防山火技術(shù)攻關(guān),帶領(lǐng)團隊圍繞滅火介質(zhì)進行試驗,先后測試了10多種滅火材料的性能,比對了水霧粒徑變化帶來的絕緣性能差異,并不斷改進方案。一次試驗中,他們偶然發(fā)現(xiàn),當水霧粒徑縮減至400微米以下時,其絕緣性能竟超越了同長度的干燥空氣。經(jīng)過反復(fù)驗證,最終證實了細水霧的特殊絕緣特性,并研制出線路不停電滅火裝置。
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▲陸佳政(左一)和技術(shù)團隊開展防災(zāi)裝置現(xiàn)場試驗檢測
實際火場溫度高達上千攝氏度,細水霧噴灑后極易快速蒸發(fā),滅火效果大打折扣。陸佳政基于“液態(tài)藕粉遇高溫會凝結(jié)成凝膠態(tài)”的靈感,和團隊一起深鉆機理、反復(fù)調(diào)試配方,成功研制出高效防蒸發(fā)滅火劑。這種滅火劑遇熱后迅速由液態(tài)轉(zhuǎn)化為凝膠態(tài),可穿透高溫火場精準覆蓋火源,有效遏制火焰蔓延,且不易蒸發(fā)、防復(fù)燃效果顯著,1分鐘內(nèi)即可帶電撲滅上百平方米山火。在此基礎(chǔ)上,團隊進一步研發(fā)出直升機與無人機機載滅火裝備,構(gòu)建起“空中+地面”的立體滅火矩陣。
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這項“空中滅火”技術(shù)成為電網(wǎng)防火的“殺手锏”。自2014年首套線路山火不停電滅火裝置投用以來,該裝置已累計不停電撲滅特高壓等重要輸電線路附近山火1000多起。“電網(wǎng)大范圍山火災(zāi)害帶電防治關(guān)鍵技術(shù)”成果獲2018年度國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。
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步履不停探索防災(zāi)新領(lǐng)域
雷電災(zāi)害是聯(lián)合國公布的最嚴重的十種自然災(zāi)害之一。雷電如果擊中輸配電線路,強大的過電壓極易擊穿輸配電線路的絕緣子并導(dǎo)致閃絡(luò),進而引發(fā)電網(wǎng)故障。
2015年,陸佳政針對雷電災(zāi)害牽頭開展專項調(diào)研,結(jié)果顯示雷擊導(dǎo)致的配電網(wǎng)故障占總故障量的40%以上。且因配電網(wǎng)線路無地線避雷,在微地形多雷區(qū),頻繁雷擊可能損毀絕緣子與氧化鋅避雷器。
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▲陸佳政在裝備檢修現(xiàn)場測試檢驗
陸佳政帶領(lǐng)團隊構(gòu)建了無地線線路微地形微氣象雷擊電磁暫態(tài)全過程分析模型。他們經(jīng)過海量仿真與現(xiàn)場試驗發(fā)現(xiàn),原行業(yè)防雷標準難以滿足配電網(wǎng)安全運行需要。他提出,將配電網(wǎng)防雷能力指標提升至百千安級,為技術(shù)研發(fā)錨定了方向。
陸佳政嘗試采用環(huán)形氧化鋅避雷器閥片與絕緣子串聯(lián)一體化防雷絕緣子結(jié)構(gòu),歷經(jīng)3年多時間反復(fù)試驗,將氧化鋅閥片通流能力提升至110千安,成功研制出百千安級防雷絕緣子,實現(xiàn)了配網(wǎng)防雷技術(shù)的突破,并在多地應(yīng)用超130萬支,使雷擊跳閘線路數(shù)量下降超90%。
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隨著新型電力系統(tǒng)加快建設(shè),陸佳政又將目光投向新型電力系統(tǒng)防災(zāi)技術(shù)。他帶領(lǐng)團隊聚焦新能源防災(zāi)領(lǐng)域研究,牽頭開展儲能鋰電池滅火技術(shù)等方面的探索,成功研發(fā)低毒性高效防復(fù)燃滅火劑與成套裝備。
“科技服務(wù)國家重大需求,創(chuàng)新永無止境。我們要瞄準電網(wǎng)全災(zāi)害智能防控目標,當遭遇自然災(zāi)害時,實現(xiàn)自動預(yù)警、快速響應(yīng)、高效處置,讓千家萬戶用上安全電、放心電。”陸佳政說。他以“一輩子辦成一件事”的專注與堅守,扎根一線潛心研究電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)技術(shù),用實干實績?yōu)楸U想娋W(wǎng)安全、守護萬家燈火奉獻光和熱。
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