春日陽(yáng)光明媚,在云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司科技創(chuàng)新中心的實(shí)驗(yàn)室里,云南首位“大國(guó)工匠”稱號(hào)獲得者李輝俯身在一張擺滿電子元件的試驗(yàn)臺(tái)前,示波器屏幕上的綠色波形規(guī)律閃爍。
這間三四十平方米的工作間里堆滿測(cè)試設(shè)備、半成品電路板,墻上掛著復(fù)雜的系統(tǒng)架構(gòu)圖,空氣里彌漫著金屬氣息,一條條指令在電流中無(wú)聲執(zhí)行。“我們搞繼電保護(hù)的,差一絲一毫就是天差地別?!崩钶x說(shuō),他的工作就是和時(shí)間賽跑、與精度較勁,每一次微小的優(yōu)化都可能為電網(wǎng)安全增加一份堅(jiān)實(shí)的保障。
此刻,李輝手中拿著的是一臺(tái)有望改變?nèi)f千基層電力運(yùn)維人員工作模式的“新武器”——集約化保護(hù)、測(cè)控、監(jiān)測(cè)一體化裝置。
2024年,李輝獲得“大國(guó)工匠”稱號(hào)。2025年5月,作為繼電保護(hù)專家,李輝成為云南電網(wǎng)首批專職科研團(tuán)隊(duì)成員,以共享用工形式入駐科技創(chuàng)新中心。
“以前,我們?nèi)缤と嗣??!被貞浧鹋潆娋W(wǎng)的傳統(tǒng)運(yùn)維,科研團(tuán)隊(duì)一位成員的比喻很形象。海量的中低壓配電設(shè)備,如同電力系統(tǒng)的毛細(xì)血管深入每個(gè)角落。它們的健康狀態(tài)卻長(zhǎng)期處于灰度地帶:要么定期拉閘體檢,勞民傷財(cái);要么故障發(fā)生后再緊急搶修,一線人員疲于奔命?!澳欠N被動(dòng)的感覺(jué),我太熟悉了。”李輝說(shuō),他的職業(yè)生涯始于基層,深夜被警鈴喚起、風(fēng)雨中奔赴未知故障點(diǎn)的滋味刻骨銘心?!肮そ尘?,首先是解決真問(wèn)題。國(guó)家給了榮譽(yù),我們就要把智慧用到最能解放生產(chǎn)力、減輕一線兄弟負(fù)擔(dān)的地方?!?/p>
起初,科研團(tuán)隊(duì)走過(guò)彎路。大約5年前,一個(gè)試圖通過(guò)加裝大量獨(dú)立傳感器實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目上馬。然而,新設(shè)備本身也成為日常運(yùn)維的一部分,讓一線班組的工作多了一項(xiàng)內(nèi)容。
一個(gè)顛覆性的想法,在李輝腦中逐漸清晰:能否讓電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置直接具備感知一、二次設(shè)備健康狀態(tài)的能力?
在電力系統(tǒng)內(nèi)部,一次設(shè)備(如斷路器)和二次設(shè)備(如保護(hù)裝置)分屬不同專業(yè),歷來(lái)涇渭分明。李輝的想法,是要打破這堵“墻”,讓這套“神經(jīng)系統(tǒng)”不僅能感知內(nèi)部,還能洞察外部的細(xì)微變化。
2021年,一體化裝置項(xiàng)目立項(xiàng)。這是一場(chǎng)從架構(gòu)到芯片集成的全面改造,最大的挑戰(zhàn)就是如何在寸土寸金的保護(hù)裝置電路板上無(wú)干擾地嵌入感知單元??蒲袌F(tuán)隊(duì)摒棄外置傳感器,與國(guó)內(nèi)微電子企業(yè)合作,像雕刻集成電路一樣,定制開(kāi)發(fā)了微安級(jí)電流感應(yīng)芯片和微米級(jí)振動(dòng)傳感模塊。
“在實(shí)驗(yàn)室里精度完美,一放進(jìn)裝置,受到內(nèi)部電路電磁干擾,數(shù)據(jù)就波動(dòng)得厲害?!币晃还こ處熁貞浾f(shuō)??蒲袌F(tuán)隊(duì)重新設(shè)計(jì)屏蔽結(jié)構(gòu),采用特種材料包裹敏感部件,電路板反復(fù)改版十幾次。
另一重考驗(yàn)是算法的瘦身與提速。保護(hù)裝置的中央處理器(CPU)資源極為寶貴,每一個(gè)微秒都關(guān)乎電網(wǎng)安全。李輝帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì),對(duì)診斷算法進(jìn)行極限優(yōu)化。“就像讓一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的老師傅住進(jìn)芯片里?!弊罱K,他們編寫(xiě)出的嵌入式算法,能從上百萬(wàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)中瞬間捕捉到分、合閘線圈特性的變化,預(yù)示斷路器機(jī)構(gòu)可能卡澀的異常特征點(diǎn),或從嘈雜背景中分離出機(jī)構(gòu)磨損的早期征兆,且占用資源極少,響應(yīng)快如閃電。
接著,裝置還要經(jīng)歷嚴(yán)苛的“體質(zhì)測(cè)試”:在電磁兼容實(shí)驗(yàn)室,承受每秒數(shù)千伏的脈沖群沖擊;在溫箱里,經(jīng)受零下40攝氏度到零上70攝氏度的冰火考驗(yàn)。最關(guān)鍵的驗(yàn)證在現(xiàn)場(chǎng)——團(tuán)隊(duì)選擇在環(huán)境復(fù)雜、問(wèn)題典型的變電站試點(diǎn),裝置在開(kāi)關(guān)柜里一待就是數(shù)月,經(jīng)歷雷雨、高溫、晝夜溫差的輪番考驗(yàn)。一位駐守現(xiàn)場(chǎng)的工程師在日記中寫(xiě)道:“看著它安穩(wěn)運(yùn)行,采集那些從未被精準(zhǔn)捕捉的數(shù)據(jù),就像看著一個(gè)孩子學(xué)會(huì)了感知世界。我們所有的付出,都值了。”
經(jīng)過(guò)科研團(tuán)隊(duì)4年攻堅(jiān),這臺(tái)裝置于2025年底完成項(xiàng)目驗(yàn)收,各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平且符合預(yù)期目標(biāo)。在近期的試點(diǎn)過(guò)程中,裝置已初步顯現(xiàn)出對(duì)基層供電班組工作模式的優(yōu)化作用。以往,基層班組每年需對(duì)數(shù)百臺(tái)斷路器開(kāi)展預(yù)防性試驗(yàn),不僅要協(xié)調(diào)停電時(shí)間,還需奔波往返現(xiàn)場(chǎng),耗費(fèi)大量人力物力。安裝一體化裝置后,班組工作的重點(diǎn)逐步轉(zhuǎn)向后臺(tái)數(shù)據(jù)分析,由于系統(tǒng)可對(duì)設(shè)備異常提前預(yù)警,有效規(guī)避了多起潛在故障。據(jù)初步測(cè)算,待裝置在省級(jí)電網(wǎng)規(guī)模推廣后,有望節(jié)約可觀的直接投資,并減少停電頻次,極大提升供電可靠性。
“最大的價(jià)值,是對(duì)人的解放?!崩钶x說(shuō),這套裝置的研發(fā)高度契合國(guó)家產(chǎn)業(yè)工人隊(duì)伍建設(shè)改革的精神,能讓一線人員從重復(fù)低效的勞動(dòng)中解脫出來(lái),逐步轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)分析與設(shè)備管理,成長(zhǎng)為更專精的運(yùn)行與維護(hù)專家。(云南日?qǐng)?bào) 記者段毅 施穎)