技术沉淀数十载 瓶颈破冰新发展

　　电力工业是关系国计民生的基础产业，电网是电力产业链的重要环节，是电力输送的枢纽。电网安全可靠运行是国民经济持续稳定发展与社会稳定和谐的必要条件之一。由于特殊的地理及气象因素，俄罗斯、美国、加拿大、日本、英国、芬兰和冰岛等国家历史上都曾发生过多起严重的输电线路冰害，导致重大电网事故，输电线路覆冰已成为威胁电网安全运行的重要因素之一。
　　在我国大部地区都有不同形式的输电线路覆冰现象，其中四川、重庆、云南、贵州、湖南、湖北和江西等省尤为突出，我国最早有记录的输电线路冰害事故是1954年。近年来，全球气候变化越来越剧烈，极端灾害性气候频发，对电网的影响也越来越大，尤其以2008年初，我国南方地区发生的持续大范围灾害性低温雨雪冰冻天气，给输电线路造成巨大破坏，经济损失严重，严重影响了社会正常的生产、生活秩序。如何开展重覆冰区输电线路设计，确保线路安全运行，一直是困扰设计人员的重大难题。
　　“工匠精神”是科技突破的必备条件，也是技术创新的坚定信念。中电工程西南院坚持以我为主、广采博纳、自主创新，在输电线路覆冰观测研究、重冰区输电线路设计关键技术研究、交直流融冰关键技术研究等核心技术、前瞻技术上取得突出成绩，科研成果的推广应用取得了显著的社会与经济效益。

摒弃浮躁，坚持覆冰观测30年

　　在输电线路设计中，要确保线路能达到规定的防冰标准，设计人员必须要知道覆冰环境，做出适应覆冰环境的设计。认识、了解覆冰环境，研究覆冰并应用研究成果都需要有覆冰基础资料作支撑。由于我国的覆冰基础资料十分缺乏，能利用的资料屈指可数。当时的西南院作了一个冒险而又慎重的决定，没有现成的资料就自己开展覆冰观测工作，收集相关数据备案研究。于是，早在1965年，西南院就建立了国内第一个观冰站——会东观冰站，1982年又建立了当时世界上第一个高原观冰站——黄茅埂观冰站，并成立了专门的覆冰观测和研究团队。
　　覆冰观测是一项作业环境恶劣、枯燥单调、连续性强的艰苦项目，西南院的覆冰观测队伍发扬“工匠精神”，摒弃浮躁，一干就是30多年。每年，覆冰观测工作者赶在冰雪封山之前，便登上人工观冰站，坚持开展覆冰测试工作，直到第二年冰雪消融后，方能下山。简陋的人工观冰站仅能提供最基本的生存条件，长达数月的观测时段内，他们只能与皑皑白雪为邻，与天寒地冻相伴。就是在这样的环境下，西南院的覆冰观测工作者们开创性地建立起一套全方位立体观测网络，其广度和深度都在世界上领先，长期的观测取得了一系列完整的原始数据。根据这一成果撰写出40多份分析研究报告，并将观冰成果成功转化运用于当时中国最大的二滩水电站的送出工程，成功地解决了当时输电线路重冰区的设计难题，引起了国内外同行的关注。西南院编制的《重冰区架空送电线路设计技术规定（试行）》更是在电力设计行业内有效地指导了全国的输电线路重冰设计。
　　2000年以来尤其是“十二五”期间，西南院又在云、贵、川、渝、鄂、湘、宁等地建立了17个观冰站、123个观冰点，包括不同海拔、不同地形、不同高度、不同方向、不同线型、不同分裂导线的覆冰观测与研究，在大范围、立体观测网络的广度和深度上不断拓展，其观测规模、观测项目、观测年限、数据采集的完整性与可靠性，数据的拥有量等处于世界领先，系统地建立了适合我国输电线路设计要求的覆冰观测标准，研发出了输电线路冰区划分系统，提出了区域冰区图绘制方法，线路冰区划分方法等，为输电线路冰区划分和抗冰设计奠定了坚实的基础。
　　西南院“输电线路覆冰研究及应用技术开发”顺利通过四川省科技厅组织的成果鉴定，陈泽椿院士等专家对成果给予了高度评价：“该项目针对输电线路影响最为严重的覆冰所需解决的关键应用技术开展研究，以保障电网经济建设和可靠运行，项目意义重大。项目在获取多年广泛的实测覆冰资料的基础上，学科交叉融合，理论与技术相结合进行研究开发，技术路线与思路科学、合理、正确，得到了众多的创新性结果，填补相关技术中的空白。培养并拥有了一支覆冰研究专家队伍。实际应用社会与经济效益巨大，该项成果总体达到国际先进水平，极有应用推广价值。”

技术创新，研究成果填补国际空白

　　2000年以后，国家经济建设进入高速发展时期，对电力的需求日益增加，为满足能源优化配置的需要，国家需要建设更高电压、更大容量、更长距离的输电线路。我国西部地区有丰富的电力资源，是国家 “西电东送”战略的能源保障。“西电东送”关键在“送”，将西部的电力资源输送到东部电力紧缺的地区，需要有输电线路通道，建设的输电线路不可避免地会穿越高海拔、重覆冰的地区。伴随着社会经济的发展和环保意识的增强，输电线路通道选择愈发困难。极端气候对电网安全的影响将更加突出，社会对电力供应的可靠性要求越来越高，对电网的输送能力和安全可靠性提出了更高要求。
　　这一道道难题摆在西南院的面前，作为电力设计行业的“国家队”和“排头兵”，是遗憾的放弃还是破釜沉舟的前行？西南院的工程师们没有停滞不前，他们知道唯有技术创新方能破解面临的窘局，“工匠精神”在此刻表现得淋漓尽致。白天，他们征服一座座大山，采集需要的各项数据。夜晚，他们对着电脑，不停地验算，寻求创新设计的突破点。工地现场返回的设计方案，在西南院矩阵办公室里被修改、完善，再交由工地现场的工程师们去验证、实施。为了攻克一个技术难点，为了完成一项技术创新，这种流程会反复多次。
　　西南院的工程师们认真、透彻地分析了重冰区输电线路的事故原因，在总结以往重冰区线路设计经验的基础上，针对重冰区超高压交直流单双回和特高压交直流单回输电线路的技术难点和工程特点，从污秽覆冰绝缘子长串特性、重冰区导地线选型、杆塔荷载及荷载组合、脱冰动力响应、重冰区绝缘子串型及金具、重冰区塔型等方面进行了分析研究，首次提出了脱冰跳跃高度计算方法和导地线布置方式和覆冰绝缘子闪络电压的海拔修正方法，制定了重冰区导地线选型、荷载取值及荷载组合、绝缘子串型及金具选择原则，确定了重冰区双回路铁塔塔头的布置尺寸、重冰区交直流单双回路及特高压重冰区系列铁塔型式，提出了冰灾综合防治措施，制定了《重覆冰架空输电线路设计技术规程》等行业标准。
　　一项项技术创新运用在重冰区输电线路设计之中，提高了重冰区输电线路运行的安全性和可靠性，为社会经济的正常发展，提供了坚强的保障。特别是“重冰区输电线路设计关键技术研究及工程应用”研究成果已经达到国际领先水平，在重冰区同塔双回路、重冰区特高压设计方面的研究成果填补了国际空白。

精益求精，从被动“抗冰”到主动“防冰”

　　针对重冰区输电线路的设计工艺已经臻于成熟，电网的安全运行得到了一定的保障。但西南院的工程师们并不满足于现有的技术成果，他们要突破电网抵御冰雪灾害的瓶颈，攻克交直流融冰关键技术研究这一重大难题，实现从被动“抗冰”到主动“防冰”的转变，再次用“精益求精”四个字来诠释他们所具备的“工匠精神”。
　　2008年南方电网冰灾后，西南院的工程师们开始了交直流融冰装置主回路设计、高海拔覆冰绝缘子闪络电压预测、接入设计、架空地线和光纤复合地线OPGW电气外绝缘选择、等效试验等关键技术研究工作，揭示了电网融冰的规律，建立了输电线路融冰物理模型，提出了指导融冰装置设计和融冰实施的融冰电流计算方法，研制了主干网架直流融冰系列装置，以及提高融冰效率300%的快速接入装置系统，制定了融冰装置设计、试验技术规范；提出了架空地线分段绝缘方法、绝缘间隙配合原则和融冰实施方案，发明了地线融冰绝缘子，解决了地线没有融冰措施的难题；建立了从高压到低压、从交流到直流、从固定式到移动式、从导线到地线、从主网到配网的全方位融冰体系，实现了重冰区输电线路设计从被动抗冰向主动防冰转变，研究成果达国际领先水平，并在国内重冰区线路中广泛应用。2009-2015年在南方电网110千伏及以上线路实施直流融冰785次（含地线融冰92次）、配电网交流融冰79次，实践证明，融冰速度快、效果好，显著提高了电网抵御冰灾的能力。
　　在摒弃浮躁、技术创新、精益求精的“工匠精神”鼓舞和激励下，西南院覆冰观测研究技术、重冰区输电线路设计关键技术研究、交直流融冰关键技术研究等核心技术，在摸索中前进、在前进中创新、在创新中发展，结出累累硕果：“黄茅埂观冰站重冰线路冰凌观测和抗冰试验研究”荣获国家科学技术进步二等奖，“输电线路覆冰研究及应用技术开发”、“重冰区输电线路设计关键技术研究及工程应用”、“直流融冰关键技术及装置研发与工程应用”分别荣获四川省、广东省科学技术进步奖，获授权发明专利8项、实用新型专利40项、软件著作权1项，制定8部国家标准、行业标准，研究成果在贵州、云南、四川、湖南等超高压、特高压交直流重冰区输电线路工程中广泛应用，为输电线路工程节省工程投资超过数十亿元，为电网安全可靠、先进适用、经济合理运行和保障人民生活正常进行、国民经济持续稳定发展做出了突出贡献。