“电博士”青年创新突击队交出“世界级”答卷

　　5月中的长沙，气温迅速上升，已有蒸桑拿的感觉。在长沙110千伏红环线的一处接头井内，一支“电博士”青年创新突击队，正在对地下高压电缆及安装在接头处的“充取气”组件进行检查。队员们如同泡在水桶里一般，汗水浸湿了衣服。湖南历来是5、6、7月大雨高温。正是由国网湖南电力这支青年创新团队自主研制的新技术——世界首套“充气复合高压电缆成套装备”成功应用，有力保障了长沙地区重要供电线路安全。

　　星星之火：故障抢险的创新灵感

　　近年来，全球水患、火灾等极端天气频发，易引发灾害连锁反应，给城市电网安全运行带来极大安全隐患。高压电缆是城市能源与海上风电输送的“主动脉”，如何应对极端天气威胁和潜在缺陷，成为城市电网发展的紧迫课题。

　　2020年夏天，湖南某地区110千伏电缆发生本体缓冲层烧蚀引发的击穿故障，国网湖南电力电缆专业“电博士”青年团队紧急前往故障现场排查具体原因。

　　细长的电缆隧道内，环境非常幽暗，团队成员刘三伟和段肖力在对故障电缆进行现场切割解体的过程中，隐约听到有气体流动声。随着切割作业的继续，故障电缆的金属护套在摩擦作用下，其内部的气体被引燃产生了火星。

　　正是这小小的“火星”，让刘三伟和团队成员猛然意识到，电缆内部的缓冲层结构具有特殊的型式，其内部存在一个封闭的螺旋腔体。由于裂解产气等原因，在缓冲层空腔中长期存在甲烷、氢气等可燃气体，电缆发生故障后，这些气体加剧了起火燃烧风险。

　　“封闭空腔”“特殊气体”，这些词汇扎根在了刘三伟及团队成员的脑海里。2021年，随着国内发生多起缓冲层故障引发起火的问题，他们联想到变压器抽气检测的技术思路，如果利用缓冲层内部的“封闭空腔”，从缓冲层内部抽取气体进行成分分析，可以研判缓冲层烧蚀缺陷问题。而通过对电缆缓冲层密闭气腔注入一定压力的惰性气体，就如同为其穿上了一件“防护服”，可让电缆防水又防火。

　　基于这一全新的技术攻关方向，2021年，国网湖南电力组建“电博士”青年创新突击队，全力攻关高压电缆线路状态监测与安全防护技术。

　　从无到有：潜心研究攻关核心技术

　　在实验室面红耳赤地争论，挑灯夜战攻读相关论文，对技术方案反复奔赴现场进行验证……都是这支平均年龄33岁的青年创新突击队的日常。突击队涵盖电缆、材料、化学专业，包括4名博士和9名硕士，核心青年成员占比达到85%。

　　历经1825天潜心攻关、12个版本技术更迭，这支“电博士”青年创新突击队攻克了10余项核心技术，自主研制了世界首套充气复合高压电缆成套装备。

　　这套装备搭载了世界首套充气复合电缆本体、附件及接口组件，可确保10米水深下的电缆不进水，阻燃能力较传统电缆提升60%，实现了电缆防水又防火的周密防卫。同时，装备可以在传统高压电缆上直接进行升级改造，每公里线路改造成本约为原线路设备成本的8%，极大节约了生产制造费用。而相对于海缆使用昂贵的铅护套、双层绝缘外护套，该装置通过充气实现防水功能，将成本压缩至海缆的一半。

　　为确保该套装置能够顺利应用，刘三伟带领团队将该装置的部分组件在长沙袁洪线、宋洪线等4回110千伏线路上进行试点应用。2024年10月，在110千伏红环线，充气复合高压电缆成套装备顺利落地应用。110千伏红环线是长沙雨花区的重要供电线路，采用充气复合高压电缆后，该段线路防水和防火的能力有效提升。

　　从有到优：AI赋能新型电力系统建设

　　位于两米深地下的红环线，在电缆中间接头位置上，可以看到一块仅有80平方厘米大小、两公斤重的传感器。

　　这块貌不惊人的“小玩意”能够实时监测气压、温湿度等电缆内部状态。发生电缆过热、受潮、潜伏性缺陷、外力破坏等风险时，只需5秒钟时间，国网高压电缆精益管理大数据系统就能收到预警，并结合AI分析，做出相关处理，解决了传统电缆潜伏性缺陷隐蔽性强、附件状态精准感知难的难题。

　　“电博士”青年创新突击队还基于电缆充气的结构，对充气复合高压电缆成套装备进行智能化优化，实现了电缆线路故障从被动运维到主动预警的转变。

　　自今年3月以来，受强对流天气影响，国网湖南电力累计投入204名电力人员，开展设备保电特巡及监控巡视1890次、电缆工井抽水排水作业130余次。但在已经应用了充气复合高压电缆成套装备的红环线，情况则大不相同。由于该线路已具备自主防水能力，解决电缆进水受潮难题，通过电缆传感器智能监控取代传统的人工巡视、抽水排涝等工作。

　　据了解，基于该项目展开的研究，“电博士”青年创新突击队获授权发明专利20项，软件著作权5项，发布标准4项，项目经鉴定整体达到国际先进水平。项目研发成果已在湖南、江苏、广东等10余个省份得到推广应用，实现直接经济效益1.22亿元。