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国网安徽电科院刘伟:努力只为配得上情怀

不知道,你有没有一种感觉,有些人或在你的身边,就是一堂生动的人生课程,不需要任何导师,也无需教材,她的经历与成长只不动声色地,会让你懂得那些原来刻在书本上的情节,化成人物原型,就是真实又励志的故事。比如,国网安徽电科院六氟化硫实验室刘伟就是这样的一个人。

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刘伟在开展SF6气体质量检测(吴锦燕 供图)

DNA分子链段——理论“梗”

2007年,她从安徽大学毕业,顺利考上中国科学技术大学化学专业,成为一名硕博连读生。后来,她又参加了所在学院为数不多的香港城市大学联合培养计划。经过一年多的双向培养,2009年,作为访问学者在香港城市大学进行了一年多的研读生涯。

文章影响因子的高低是高校评判一个人科研能力的首要准则。她的博士课题是构建基于DNA分子链段构象转变的生物传感器,并研究其动力学和机理。五年的科研生涯,她接连在《Nucleic Acids Research》等杂志上发表了几篇影响因子较高的文章。一路循着理论科学研究的方向,她踏实地走着。当时,文章的接连发表,她继续学术深造看似已成定局。但久在象牙塔,似乎外面的世界成为寄居在心底的一种莫名的情怀。她有时会问自己,这些特别理论对我们的现实到底有什么样的推动意义?答案未知。

“如果能把理论科学应用到生产生活中,助力社会的进步应该更有意义些。”她思想动摇与国家电网公司重点实验室的适时招募撞出了火花。2012年的夏天,久在象牙塔里的她毅然收起了那封导师为其写给某高校的推荐信,带着中国科学技术大学和香港城市大学联合培养的化学专业“双博士”文凭,奔着国网重点实验室浓厚的科研氛围,果断加入国网安徽电科院六氟化硫气体特性分析与净化处理实验室(国家电网公司重点实验室),成为国家电网公司科技攻关团队“绝缘气体循环在利用与特性分析科技攻关团队”的一员。

入职不久,这个不怕苦的女孩就积极参与了安徽省当时在建的两座特高压变电站的建设和运维工作,凭借扎实的理论功底,成功解决了特高压输变电系统油气专业全过程监督运维中的重大技术难题,有效提升了电网安全和可靠性。不久,她便接到一项重要任务,跟踪国内外对SF6气体替代介质的研究动态,正式迈入了新型电力绝缘材料的研发领域。

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刘伟在开展SF6气体质量检测(吴锦燕 供图)

C4F7N——新气体的研发

SF6气体因其优良的绝缘和灭弧特性,成为电力系统最为重要的绝缘介质,广泛应用于输变电设备中。但是,SF6也是一种温室效应效应的工业气体,被《京都议定书》列为禁止排放的六种温室气体之一。因此,开发替代SF6的环保气体,国内外高压电气行业亟需解决的难题,也是六氟化硫实验室面临的一项新的挑战。

基于前期的调研,她发现国外已研制出不含SF6的C4F7N环保混合气体,并在420kV气体绝缘输电管道中工程应用,正在形成技术垄断。我国对替代SF6的环保气体研究仍处于探索阶段,与国外相比差距较大,亟待提速和深入。

机会总是留给有准备的人。2016年初,中国科学院院士陈维江认为我国应该设立国家级重大研究专项,在新型环保介质方向开展深入研究。基于前期工作,六氟化硫实验室受邀进行SF6替代气体研究的调研工作,早前做过大量资料搜集的刘伟毫无疑问承担了该项工作,并跟随实验室领导前往北京,给陈院士作了专题汇报。

此次汇报的推动下,2016年底,国家重点研发计划专项《环保型管道输电关键技术》正式启动申报,国网安徽电科院毫无疑问地进入了项目团队,刘伟代表科室参加该项目的研究工作,负责C4/CO2混合气体配气充气、回收、分离提纯等现场运维技术。作为电力行业的非电专业,六氟化硫人另辟蹊径,把这个小专业做到全国第一。目前,他们已成功研制了具有自主知识产权的环保气体C4/CO2配气充气装置,解决了C4/CO2混合气体应用中的运维难题,为项目的顺利开展提供技术支撑。

新型绝缘介质的科研和应用,离不开气体的状态检测技术,喜好探究的刘伟觉得应该在新型绝缘气体检测技术方向继续研究。随后,她申报了安徽省电力公司科研项目《新型绝缘介质C4/CO2混合气体综合检测技术研究》。也许正是这一点一点的积累,获得中国电科院的认可,就在本月初该院主动联系她,再次合作申报另一项国家重点专项。

SF6/N2——混合气体监测技术的探索

SF6的环境问题的解决除了开发新气体,还有一个可行的办法就是采用SF6混合气体。但是SF6混合气体的理化特性与纯SF6气体完全不同,原有的SF6气体检测技术并不适用于SF6混合气体的检测。她敏锐地感知到这一科研需求并立即付诸行动。

2017年,作为项目负责人,她申报了一项安徽省电力公司科技项目《SF6混合绝缘气体密度监测装置及关键技术研究》。该项目提出了一种新的SF6混合气体密度监测技术,通过将“石英晶体微天平”这种灵敏的质量检测方法应用到SF6混合气体密度监测中,结合“标准参比气体”,可精准地检测气室内SF6混合气体的密度、温度、压力和气体比例等多维参数。

“石英晶体微天平实际上与我博士课题生物传感器的设计理念相通,现在只是将它可感应DNA分子的灵敏度运用到SF6混合气体密度监测中。”说起这项技术的思路,她红润的脸庞有些许兴奋,当初那个困扰她的问题似乎有了答案。

密度继电器的开发是与一家专门从事密度表研发的德国公司合作。在SF6混合气体密度继电器研发过程中,精通英语的她提出了很多意见和建议,让德国专家颇为意外。

“我们是使用单位,我们更明白仪器研发和使用还是有一定的差距。”她严谨地说道。事实上,SF6混合气体密度继电器在使用过程中,也曾出现很多问题。比如,原本测量准确较高的仪器在设备补气过程中,示数出现异常,经过排查,她发现由于仪器的进气口是微米级的,气体分子运动速度慢,无法实时监测到气体的变化。通过与德方沟通,对表计的结构进行了调整,圆满地解决了这一问题。目前,项目成果已经在国网公司第一批试点的SF6/N2混合气体GIS母线中成功应用。现在,她又开始构思“石英晶体微天平”在新型绝缘气体泄漏检测中的应用。

“CRRT”给予的灵感

疫情发生后,刘伟和国人一样充满焦虑与不安。一天,她无意中看到复旦大学附属华山医院感染科主任张文宏的一段采访。在说到重症病人治疗手段时,张文宏提到“crrt”和“ecom”是治愈重症患者的一种常用方式。这两个英文单词立即冲击了她活跃的科研神经——这可以应用在电力系统啊!

医学上,“crrt”和“ecom”是血液净化的处理方式。六氟化硫等绝缘气体可以看作是电力设备的血液,完全可以从气体的质量状况来判断设备的一个状态。“如果一个气体,我们能监测到它的分解产物,那么这个设备一般是存在故障的。”基于这种想法,她立即在网上查阅了相关资料,思路越来越清晰。在疫情给予的一个月“假期”里,借助“crrt”这一灵感,每天晚上孩子入睡后,她开始伏案写材料。正式“复工”前,她已经写了一份200多页项目调研报告资料和几项专利申报材料。其中,《一种基于CRRT技术的电气设备绝缘气体自我诊断修复系统》已正式申报。

医生通过血液化验来判断病人生了什么病,六氟化硫电气设备也可以通过对分解产物的分析来判断设备出现了什么故障,放电?过热?她一直有个想法,即在这些分解反应机理方面开展研究。恰逢近年来,“六氟化硫分解反应机理研究深度不够”这句专家评语在科室申报众多高级别奖项时出现频繁,理论研究出身的她强烈意识到电网企业的这块“短板”。2020年,当得知安徽省电力公司与省科技厅联合设立基金的消息时,她再次筹划申报了思虑很久的项目《典型缺陷下SF6/N2混合绝缘气体分解机理研究》。

刘伟很喜欢三毛的一句话:“我唯一锲而不舍,愿意以自己的生命去努力的,只不过是保守我个人的心怀意念,在我有生之日,做一个真诚的人,不放弃对生活的热爱和执着,在有限的时空里,过无限广大的日子。”(吴锦燕)

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