这个教授比民工还能吃苦,只为做好一件事
作者:陈聪 来源:新华视点
发布时间: 2016-11-28
在试验基地,蒋兴良把高压电源引线连接至试验绝缘子。(新华社记者陈聪 摄)
湘西山路九曲十八弯。铺天盖地的是雾,隐去弯道咫尺之外的陡崖。一条仅容一辆车通过的土路,通往云雾深处的雪峰山试验基地。
这条险路,有一位科研工作者每年往返近二十遍,走了整整八年。八年里,他一头扎进湘西,整个人和这大雾纠缠在一起,一座自然覆冰试验基地在高山陡崖之间拔地而起。
从1985年到重庆大学攻读硕士开始,30年如一日,这位身材消瘦、左脚微跛、鞋上常沾泥土的教授,持续攻关覆冰防冰研究这项极具挑战的国际性难题。他就是先后获国家科技进步一等奖1项、二等奖2项的重庆大学电气工程学院教授蒋兴良。
不可思议的拓荒:在覆冰最严重的雪峰山一砖一瓦建起基地
大雪封山,电线结冰。穿上棉服,披上实验大褂,蒋兴良两手拽住塔架,脚用力一蹬,奋力爬上九米高的雨凇塔,引线、测量、记录、加电压 ……
2008年南方那场大面积冰灾始终是蒋兴良心头的痛:13个省级电网受损,造成全国169个县停电,经济损失超千亿元。 如果能了解融冰规律,缩短融冰除冰时间,能给国家省下多少电!
经调查,湖南雪峰山历年来覆冰重复频率高,覆冰类型多样,覆冰程度严重,是研究电网覆冰的理想场所。向雪峰山进军,成为蒋兴良和他团队的新目标。
2008年7月,山上一片荒芜,雾大风大,不说建基地,走一会儿衣服就能拧出水来,雪大的时候膝盖都陷在雪地里,车一打滑就可能滚落悬崖。
基地怎么建?几个人、几双手,填平了坑,锤碎了石,搭建了活动板房,建起了试验架,架设了试验线段,吊起了绝缘子,基地就开始运作。
艰苦不言而喻。现任重庆大学高压实验室主任的张志劲回忆说,为了节省经费,蒋老师一边没黑没夜地做试验,一边和他们一砖一瓦地建基地。寒冬腊月,正是做试验的最好季节。冰雪来了,基地第一个项目 输电线路覆冰、融冰与脱冰机理 就赶紧启动。 在山上的第一个春节,蒋老师和我的年夜饭就是一碗稀饭,大年初一每人煎个鸡蛋,就算是开荤了。
基地百事待兴。蒋兴良穿着粗布衣服、扛着铲子边干边让来帮忙的民工一块儿挖石铲土,民工打量了几眼蒋兴良,爱理不理 —— 他们把蒋兴良也当成了民工。
蒋兴良属牛,身上就带着一股倔劲儿。覆冰最严重的数九天里,夜里也设置了闹钟,半夜铃声一响就开始试验观测;他从不同冰花千变万化的形态中,建立起物理数学模型,绘出覆冰图谱和融冰模型。
蒋兴良正在爬上 500kV 输电线路铁塔,准备试验 。(新华社记者陈聪 摄)
在山更高处攻坚:四五千米海拔上熬出一个又一个数据
覆冰在自然界是怎么形成的?怎么除掉覆冰? ……
西方一些国家在覆冰研究的不同领域走在前面,我们想要超过人家,就得实打实地干,一个数据一个数据地熬。
谁能想到,早在雪峰山基地建立前,蒋兴良和他的团队为了攻关所需的试验数据,在海拔四五千米的高原上,在一个个寒风冻骨不眠夜里,年复一年跋涉着。
从贵州六盘水的马洛青观冰站,到青藏高原的风火山,从四川的大小凉山,到宁夏固原的六盘山 …… 2005年9月,蒋兴良从青藏高原试验结束回到重庆,同事一看,好家伙!蒋兴良简直就是一长条柴火烘干的 黑腊肉 !
靠着一天天累积下来的数据和成果,蒋兴良的团队解决了青藏铁路供电工程外绝缘和隧道电气间隙设计这一世界难题;蒋兴良负责完成的研究成果 恶劣环境中电气外绝缘放电特性及其在电网中的工程应用 获得2009年度国家科技进步二等奖。
直到2008年,蒋兴良在雪峰山再次开启新征、建立营地,连轴工作与孤独生活从此周而复始。
这么多年,看着基地一点点建起来,条件改善,取得成果,培养一批又一批吃苦耐劳扎实肯干的人才,比什么都高兴。我们把工作做在前面,后面的研究也能有个平台。 蒋兴良说。
如今的雪峰山试验基地,已被业界专家誉为 独具特色、不可替代 。在这里,2013年度国家科技进步一等奖 电网大范围冰冻灾害预防与治理关键技术及成套装备 的系统理论与方法和关键技术获得突破,一个个重大重点研究项目得以完成。
在试验基地,蒋兴良把高压电源引线连接至试验绝缘子。 (新华社记者陈聪 摄)
钻心刺痛中燃灯:穷尽生命只为攻下一座座 山峰
2005年在青藏高原试验时,蒋兴良就觉得腰腿疼痛,但他一直忙着试验研究,顾不上系统检查。直到2015年9月,他双腿几乎没法行走,这才住院检查。
胸后脊椎管瘤。此时,瘤子已阻塞了脊髓流通,严重挤压脊髓和神经。蒋兴良还想挣扎着搞试验,医生只扔下一句话:继续拖延,胸部以下全都瘫痪。
蒋兴良只得接受手术。医生建议至少卧床休息三个月,结果术后不到一个月,他就跑上雪峰山基地。2016年春节,这位 民工教授 又是在山上过的年。
这是近乎穷尽生命的热爱。
今后的五年,我们有两个目标:一个是风力发电机叶片覆冰与防冰的问题,一个是完成 ‘ 自然环境特高压直流绝缘子长串动态覆冰放电机制及其数值模拟 ’ 的国家自然科学基金重点课题。
正说着,蒋兴良又皱起眉头,身上一阵剧痛。
十几秒。每一分钟里他都必须忍受十几秒的刺痛。脊椎管瘤后遗症把他折磨得夜不能寐,受损的神经到现在都针扎似的疼,疼起来好像刀片剜着肉一样钻心!
攻坚30年,苦不称其为苦,累不称其为累。
一辈子几十年,如果能做好覆冰研究这一件事,多少也能给国家和社会做些贡献,这辈子就过得值。
狂风拍打着窗,窗外冰花儿在电线上不住地摇,蒋兴良眼里抖动着亮晶晶的光 …… (记者陈聪)
冰天雪地大道直行 ——记重庆大学电气工程学院蒋兴良教授团队
作者:何中然 来源:新华网
发布时间:2016年 11 月 29 日 10:28:27
蒋兴良爬上铁塔进行实验前的准备工作。新华网 何中然 摄
新华网北京11月 29 日电(记者 何中然) 湖南雪峰山坪山塘,海拔 1500 米,浓雾弥漫。 55 岁的蒋兴良亲自爬上电气特高压试验塔,转过头对身后的同事和学生说,雾大湿滑,你们小心脚下。
蒋兴良是重庆大学电气工程学院教授,他和他的团队长期从事输变电工程恶劣环境电气外绝缘研究,在覆冰绝缘子电气外绝缘与工程应用和输电线路覆冰灾害防御与工程应用方面取得了显著的成就。他们的研究成果,直接应用于我国南方各省的输电电网中,产生了巨大的经济效益和社会效益。
和冰天雪地打交道
2008年冬天,一场大范围低温雨雪冰冻灾害席卷南方,贵州、湖南、江西等地遭遇罕见冻雨, 13 个省级电网遭受严重影响,共造成全国 169 个县停电,经济损失超过 1000 亿元。电网防冰减灾问题迅速成为各界关注的焦点。
为预防覆冰再次引发大面积停电,在此领域研究多年的蒋兴良带领团队亲自开石挖方、砌砖架线,在海拔1500米的湖南雪峰山建成了独具特色、不可替代的自然覆冰试验基地。这里每年 10 月至次年的 3 月为覆冰季节,年降水量超过 1800 毫米,雷暴日超过 80 天,阴雨雾霾天气超 200 天,是研究自然覆冰规律和防护方法的理想场所。
然而恶劣的天气虽然造就了绝佳的试验环境,却对研究人员提出了巨大的挑战。在冬季超过每秒35米的风速里,人都无法站稳,动过手术的蒋兴良经常需要学生搀扶才能进行试验操作。而浓雾弥漫的时候,能见度不足五米,身旁不远就是悬崖,湿滑的地面让实验团队更要倍加小心。
创建基地的艰辛浓缩在蒋兴良保存的一张大家都穿着解放鞋劳保服、浑身沾满稀泥的老照片里。蒋兴良和他的团队,就是从一间泥泞的活动板房开始,在冰天雪地里,探寻着电网覆冰的的物理规律。
蒋兴良在检查试验塔上的设备。新华网 何中然 摄
电流融冰让电网更安全
八年来,蒋兴良每年至少有三个月亲自去基地现场进行科学研究,在基地度过了其中的六个春节。蒋兴良说,每年最寒冷、气候最为恶劣的那几个月,正是进行试验所需要的最佳气象条件出现的时候。我这件防寒服,穿了好几年,身上暖和才能好好干活。蒋兴良指着自己身上那件黑色的大衣说。
在野外的坚守换来了成果。通过多年的研究,蒋兴良和他的团队在覆冰绝缘子电气外绝缘与工程应用、输电线路覆冰灾害防御与工程应用两个研究领域取得了突破。研究成果应用于西电东送重点工程和南方电网中,大大提高了电网供电的安全性和可靠性。
尤其是在应对电网覆冰灾害防御方面,蒋兴良和他的团队通过多年的研究,揭示了超特高压分裂导线覆冰融冰的规律,建立了电流融冰的物理数学模型,提出了分裂导线电流转移智能融冰防冰方法,取得了处于国际领先水平的研究成果。电流融冰,就是通过计算,让通过电线的电流电压处在合适的范围内,既能够产生足够的热量融掉冰雪,又不至于让电流过大烧断导线。蒋兴良解释说。
以理论计算方法指导研制的直流融冰装置在湖南、江西、安徽等地得到大规模推广,成功实施了数百次直流融冰,有效防止了输电线路倒塔、断线等事故的发生。
后面的路还很长
蒋兴良的研究成果得到了业界的一致认可。他主持完成的恶劣环境中电气外绝缘放电特性及其在电网中的工程应用获 2009 年度国家科学技术进步奖二等奖,以第二完成人参加的电网大范围冰冻灾害预防与治理关键技术及成套装备项目获 2013 年度国家科学技术进步奖一等奖。
蒋兴良说,荣誉不能代表一切,在覆冰研究方面,他只是迈出了一小步,后面的路还很长。野外的观测和研究,是为了揭示规律,我们在恶劣环境下进行试验,最终目的是建立动态的数学模型,通过模型可以模拟计算野外自然覆冰的各种状况,得出具有指导意义的结论,摆脱人工模拟的艰辛和野外恶劣环境的束缚。这也是我们下一阶段的研究目标。
重庆大学距离湖南雪峰山试验基地有700多公里的路程,为了方便往返,蒋兴良自费购买了一辆小轿车。这辆车买了七年多,至今行车只有 10 万公里。
其中8万公里是蒋兴良往返学校和试验基地之间。
蒋兴良:高压输电塔架下的 小矮个
作者:王静 来源:科学网
发布时间:2016/12/3 14:07:35
蒋兴良
身高166cm的蒋兴良,站在人群里,很不起眼。 11 月中旬,当重庆大学有关领导推着他对大家说这是我们今天的主角时,多少让人有些意外。他穿着黑色夹克外套,瘦而小,脊椎管瘤切除尚未完全康复,整个人似乎缩在那儿。在重庆大学高压输电实验室大厅,每台实验装置都是庞然大物,研究人员只能借助吊车和升降机攀爬才能上去。瘦小的蒋兴良,已然成为这个国家重点实验室的学术带头人。
自 2012 年以来,根据我国特高压输电工程的特点和电网智能化发展要求,蒋兴良首次提出了‘分裂导线电流转移智能融冰防冰’方法,发明了智能融冰防冰装置,可望从根本上解决我国超高压、特高压电网目前除冰装置笨重中断供电、成本昂贵和操作复杂等难题,成果处于国际领先水平。重庆大学科技处负责人这样介绍。
奇遇冰雪与高压
1979 年高考没考好,我在湖南大学邵阳分校上了大专。毕业后,分配在湖南邵阳市玻璃厂工作,这份工作于我太没挑战性,加之上大专心有不甘。 3 年后,我考上了重庆大学硕士研究生,被调剂到高电压工程技术专业,幸运地拜到恩师顾乐观教授门下。蒋兴良张口讲述自己与冰雪高压的奇缘。
那一年,顾乐观老师获得了国家自然科学基金绝缘子覆冰闪络特性研究项目的支持,即让蒋兴良做绝缘子覆冰研究。从此,他开启了用冰雪与高压书写人生的历程。
在3年硕士研究生学习过程中,蒋兴良积极主动,参与导师和中国工程院院士孙才新团队的研究工作中,建立了国内外第一个人工气候室。蒋兴良则成为中国第一个利用人工气候室系统研究绝缘子覆冰的研究生。得益于个子小、灵活机动,蒋兴良每年有一半时间在人工气候室做试验,在完成硕士研究生论文的同时,在覆冰试验方法和覆冰绝缘子特性上做出了开拓性工作。
尽管蒋兴良的研究内容具有开拓性,而当时的他,并不能看不到这个研究方向的发展前景。高压覆冰试验研究常常在零下20摄氏度以下进行,人工气候试验室潮湿寒冷。每次进去调试试验品和测量,全身都会湿透,人与冰棍无异。他说。
毕业时,导师将他推荐到电力工业部武汉高压研究所工作。他得知,武汉高压研究所当时承担着国家七五重大装备攻关项目重冰区输电线路覆冰及其防护的研究,因研究人员不够,启动一年半后研究工作没能顺利开展。
报到后,他才发现,武高所对于覆冰项目的所有研究都需要在野外自然环境和重庆大学人工气候室才能完成。他寻思,既然选择了,就义无反顾。
由此,蒋兴良自1989年 ~1992 年的 4 个春节,都只能在冰天雪地的贵州六盘水野外试验站度过。每次野外工作至少坚持 50 天。六盘水试验站由 3 间土坯房组成,用水与附近村民共用一点山泉,接 1 桶水需要 1 个小时。他记得, 1990 年的冬季,因冰雪封路,无法洗澡,他和同事在山上连续呆了 40 多天后,步行 3 小时到六盘水市洗了个澡,然后再步行回试验站。
就在这4个冬季,蒋兴良和同事们在六盘水观冰站,系统观测了自然环境线路覆冰积雪的规律,试验研究了几十种防冰除冰的方法,提出了低居里磁热线除冰防冰的技术措施。这项成果获得了电力工业部和北京市科技进步奖二等奖。
往返地狱与天堂
如今,很多人可方便地乘坐火车进藏领略高原美丽风光,但鲜有人知晓,蒋兴良及其团队为青藏高铁输供电的稳定和安全所付出的艰辛。
在2003年 ~2006 年间,蒋兴良带着学生利用人工气候室系统研究了青藏铁路供电工程和隧道间隙的选择,并在 2800 米至 5100 米的格尔木、昆仑山口、风火山、拉萨进行了自然环境的高压输电电气外绝缘试验,获取了一批电气外绝缘高压输电试验数据,成为截至目前高寒地区世界唯一的高压输电试验数据,解决了青藏铁路供电工程外绝缘和隧道电气间隙设计的难题。
在海拔5050m的风火山试验点,严重缺氧。蒋兴良在这里坚持不吸氧,因担心产生依赖性无法把试验做下去。白天咬着牙关坚持,一到晚上便度日如年,无法入睡。只要一躺下去,喉咙就似乎被勒紧了。回想这种感觉,蒋兴良记忆犹新。
在这里的每一个晚上,他都只能坐着睡觉。痛苦至极实在难以坚持时,他就只能与同事、学生们开车200多公里到海拔 4200 米的三江源头小镇休息一晚。虽然海拔仅相差 800 米,可仿佛从地狱到了天堂。
然而,巍峨壮丽的昆仑山,留在蒋兴良心中的更是死神敲门的感觉。2004年 12 月初的一天,他们在昆仑山寻找到了试验点,搭建帐篷时,天气晴朗。临近傍晚,突然下起了大雪。师生们为是否留宿试验点讨论了许久,蒋兴良最后决定,与陈爱军同学留下来摸情况,其他人回格尔木过夜。
当晚,师生二人啃了个在煤球炉上烤焦的馒头后,想躺在简易行军床上休息。可帐篷外狂风撕扯着帐篷,漫天大雪。他的心不由自主地颤抖。他知道,一旦帐篷被撕裂,任何物品,将消失在茫茫昆仑之中,了无踪迹。
直到半夜11点,上天眷顾了他们,风雪逐渐减弱。而小小煤球炉的热量无法抵挡帐篷外涌进的寒流,温度已降到零下十几摄氏度。这一夜,蒋兴良没敢入睡,一直坐在煤球炉旁,一边添煤,一边关注着陈爱军的呼吸。偶尔听不到学生的鼾声,他就用手触碰他的鼻息。作为老师,他不敢有一丝懈怠。
高原的试验,索命的还不只是风雪和缺氧。有一次,他们在昆仑山进行试验刚几天,试验变压器一台大型设备就出了故障。这台设备是他们用一个多月时间,从重庆通过火车托运到格尔木,又租了大货车才转运到昆仑山口,运费花去几万元。如果将设备运回重庆厂家修复,或者在兰州找厂家修复,至少需要1个月时间,费用尚且难以估算。几位参与试验的老师,经一番盘算和思想斗争,一致同意了蒋兴良的大胆决定:现场拆卸变压器,自己修理。
于是,他们买来了20多个油桶,把变压器里的油吸出来,从昆仑山兵站借了 3 根树木,吊出变压器铁机芯。在修复过程中,凶险的一幕让他们迄今心有余悸。在吊装变压器铁芯的过程中,有位学生伸着脑袋进去查看,吊装滑轮突然松动, 2 吨多重的铁芯下坠。师生们一片惊恐。似乎又是上帝的眷顾,滑轮滑了几米后,嘎然而止,稳定了。此时,铁芯距离这位学生的脑袋仅差 10 公分。
他们在3天内修复了变压器。试验中,他们获取了海拔 5100 米电气外绝缘高压输电数据。这项研究成果获得了 2009 年国家科技进步奖二等奖。
兼做民工与教授
很多人会记得,2008年春节期间,我国南方地区遭遇冰灾,造成大面积停电。据有关部门不完全统计,覆冰不仅对电网造成巨大危害,南方高湿地区覆冰导致的风力发电机每年损失发电量达 15% 以上。而在航空器灾难害事故中, 15% 也由覆冰所引起。
应电网公司邀请,蒋兴良作为我国最早从事高压覆冰研究成员之一,分别到重庆、湖南、贵州等9个冰灾受损严重的省市调查,分析冰灾的成因和特点,并针对性地提出了一些防冰除冰措施。在这次调研过程中,蒋兴良常常感觉双腿麻木,肋骨频发刺疼,行走极其不便。他以为是风湿疼或腰椎盘突出引起,没在意。不料,检查结果是脊椎管瘤。每一个现场的考察调研,他都只能依靠拐棍和同行的搀扶才能完成。
蒋兴良团队,虽然对于高压输电覆冰积雪有一定研究,但并不系统,特别是自然环境覆冰的多样性及其与人工气候室模拟试验的差异,没有得到应有的重视。在调研基础上,他选择在湖南雪峰山建设试验基地,希望开展电网、风力发电机、飞机机翼、火车机车和接触网覆冰等一系列研究。
可试验基地的建设费用从哪儿来?
于是,他带领团队和学生广泛寻求地方政府、电网公司等机构的支持。自己设计、自己动手开始试验基地的建设。他们在雪峰山林场优惠地租了场地。湖南娄底电业局和湖北送电公司,免费给他们架设安装了试验构架和试验线段,怀化电业局为试验基地架设了专用试验电源,提供了配电变压器。就这样,2008年 10 月,他带领团队完成世界上第一个自然(覆冰)试验基地的基本试验构架建设。
为了改善试验基地艰苦的试验和生活条件,蒋兴良团队兼作民工和教授,设计、开石、挖方,砌砖、架线,在试验基地建成了一座二层楼的砖瓦房。由于试验基地环境恶劣,交通不便,建设初期,蒋兴良自己还承担着厨师的职责。
8年过去,如今重庆大学高压输电雪峰山试验基地已有模有样。已经建成了 500kA 交流和± 1600kV 直流试验电源系统, 4800kV 冲击电压和 400kA 冲击大电流试验系统, 110kV-1000kV 试验线段,国际标准的雨凇塔架, 5000A 的电流融冰试验系统, 300kW 风力发电覆冰试验系统等等,可满足各种结构物覆冰及其防护研究,在国内外独树一帜,成为我国高压电网输电研究领域的一张名片。
一位博士生悄悄告诉到记者,自2008年至今,蒋兴良每年至少有 3 个月以上时间在基地。夏秋季搞建设,冬春季做试验。 8 年来的 8 个春节,他在基地过了 6 个春节。多年春节不能回乡与父亲团聚。其中,有两个春节,他把 80 多岁的老父亲骗上山,与师生们一起过。有 4 个春节,把妻儿带在山上。他常哄劝妻儿,雪峰山试验基地空气好、水好,蔬菜自个儿种的,比重庆好。
因为他清楚,覆冰防冰是一项极具挑战性的世界难题。只有坚持不懈地做下去,传承和发展导师扎实、诚恳、严谨、开拓的精神,才能真正揭示了覆冰的形成规律和导致灾害的原因。他虽然已试验研究了几十种防、除冰方法和措施,取得了一些成果,但仍有许多科学难题和实际问题有待探寻和解决。
2016年的冬季,他们将在雪峰山试验基地重点探索特高压直流绝缘子覆冰及其放电规律、风力发电机覆冰形成与防御方法等。
又一个冰天雪地里,在等待师生们……
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