“電力線路神探”成長記
徐丙垠（右二）帶着學生連夜查找電纜故障原因。受訪者供圖
遍佈城市鄉村的電力線路網絡，如同人體的血脈，爲社會的每一個角落輸送着光明與動力。然而，當這張電力網絡出現故障時，光明就可能瞬間消失。電力線路故障，這個看似不起眼的難題，卻一直是電力行業的“心頭大患”。解決這個問題不僅費時費力，還嚴重影響着人們的正常生活和生產。
每一次排除電力線路故障，都是一場與時間的賽跑。在這一場場“較量”中，山東理工大學電氣與電子工程學院的師生中，誕生了不少“電力線路神探”，該學院教授、博士生導師，智能電網研究院院長徐丙垠告訴記者，他們既活躍在高校科研的前沿陣地，又頻繁穿梭於電網、電廠一線，破解了一個又一個關於電力線路故障精準定位的難題，爲城市的穩定供電貢獻着自己的力量。
把產業難題帶進實驗室
“一定要造出屬於我們自己的數字化電力電纜故障測試儀！”20世紀90年代初，徐丙垠剛畢業回國，他站在實驗室簡陋的操作檯前，望着桌上那臺國外引進的測試儀，對團隊成員斬釘截鐵地說道。
當時，數字化電纜故障探測儀在中國市場還處於空白階段，即便是山東鋁廠這樣的大規模國有企業，所使用的還是第二代晶體管電纜故障測試儀器，廠裡的技術人員和工人們也被電纜故障弄得頭疼，找一個故障點有時要花幾天，甚至一個多月的時間，特別需要先進儀器解決問題。
研發初期，實驗設備捉襟見肘。沒有高精度信號模擬裝置，徐丙垠就帶着團隊成員手工搭建簡易電路，用東拼西湊來的電子元件裝配出信號發生器；缺乏專業軟件算法支持，他帶領團隊鑽研數學模型，從基礎的電磁波傳播到複雜的故障特徵解算，推導公式寫滿數十個筆記本。那段時間，實驗室的燈光常常亮到凌晨三四點，徐丙垠經常只吃個饅頭充飢，困了就趴在實驗臺上打個盹……
1991年，數字化電力電纜故障測試儀樣機誕生。“當然，儀器行不行還要憑實際效果說話，接下來就要通過測試來大顯身手了。”那時的徐丙垠，口袋裡總是帶着筆記本和一支磨得發亮的鋼筆，便於記錄電纜故障測試儀參數以及發現的問題。
團隊初次在山東鋁廠的電纜故障測試便遭遇慘敗。大家滿懷期待地完成連接，啓動儀器，測試人員緊盯着屏幕，轉動旋鈕，不斷調整參數，等待表示故障點的脈衝的出現，可等了半天始終沒有測出故障信號，屏幕“毫無波瀾”地宣佈第一次測試失敗了。看着沮喪的團隊成員，徐丙垠卻異常冷靜，當下帶上儀器趕回實驗室，然後分析問題。忙了一夜，終於在第二天找到原因，原來是因爲臨時湊的高壓設備容量不夠。問題解決後，他聯繫山東鋁廠，約好第二次實測時間。
“現實遠比想象複雜”，徐丙垠在山東鋁廠動力車間再次進行儀器測試時，已經入冬，廠區裡涼風颼颼。伴着機器發出的巨大轟鳴，測試就這麼開始了。徐丙垠和團隊成員們忐忑地接入信號，大家一起盯住屏幕，緩慢而均勻地移動着旋鈕。忽然，一個突起的脈衝顯現在屏幕上，旁邊的小夥子忍不住興奮地喊出聲來：“找到了！找到了！”工人們推上小車，走到測出電纜故障點的位置，從車上拿起工具，用石灰在地面上撒出一個1平方米大小的白框，開始往下挖，不一會兒挖出一個近半米的坑。徐丙垠按捺不住激動的心情，也不管費不費力氣，上前一把抓過鎬頭，和工人們一起挖起來。
挖了大約幾分鐘，深坑裡終於露出黑色的電纜線。徐丙垠找了根小木棒，一端靠近電纜，另一端能聽到放電的“啪啪”聲，隨着一次次放電移動木棒，確定了放電位置。順着這個位置繼續挖下去，電纜放電的地方肉眼可見。“這次真找到了故障點！以前找一個故障點要耗費幾天工夫，要挖幾百米甚至幾公里，後來最快也需要半天時間。這次不到一小時，就輕鬆找到電纜故障，然後很快處理好，送上了電。”在場所有人都興奮起來，一位施工的老師傅對徐丙垠讚不絕口：“徐博士發明的這個東西，神了！”
徐丙垠（左二）正在線下指導學生做實驗。受訪者供圖
把研究應用進一步深化
在數字化電纜故障測試技術應用成功之後，徐丙垠和團隊又把目光投向了輸電線路故障檢測。當時，國內的檢測理論和方法無法滿足電力企業對輸電線路故障定位的精度要求，他提出了基於暫態電流行波的輸電線路在線故障測距原理，後來，他主持研究的電力線路故障監測設備在國內獲得大規模的推廣應用。
2017年，我國智能配電網建設進入關鍵階段。作爲山東省電力公司特聘技術顧問，徐丙垠頻繁往返濟南與淄博，帶領學生爲配電網繼電保護建設提供專業指導。
在方案論證會上，面對技術團隊對配電線路保護的困惑，師生用生動案例打開了思路：某供電公司曾反映用戶側故障導致變壓器與變電站斷路器同時跳閘的難題。當徐丙垠建議調整斷路器保護參數時，對方卻表示參數不可更改。“現有保護體系下，這確實是無解的難題”，徐丙垠的坦誠讓在場人員深刻認識到技術創新的必要性。團隊系統闡述了獨創的“短路故障三級保護”和“小電流接地故障五級保護”原理，深入淺出的講解贏得大家認可。電力專家們紛紛表示：“你們總能把複雜理論轉化爲實用技術。”
2019年，這套技術在泰安配電網成功應用，被評爲“國家配網調度管理典型經驗”，並陸續斬獲山東省、湖北省、陝西省科技進步獎一等獎及中國電工技術學會科技進步獎一等獎，成爲全國配電網建設的標杆方案。
如今，隨着分佈式光伏、新型儲能、車網互動等新型分佈式資源接入，配電網的運行特性發生變化，如何保障配電網安全運行與可靠供電成爲亟待解決的問題。山東理工大學電氣與電子工程學院的師生們也在與時俱進地進行研究，師生參與創新研發的“高靈敏接地保護技術”，不僅降低了傳統人工選線拉路對供電可靠性的影響，更通過準確定位故障區段，提高了故障巡查與修復效率。該技術應用以來，故障研判準確率由42%提升至98%以上，準確檢測導線碰樹、觸地等高阻接地故障400餘次。
“我們常常累得直不起腰，但一想到我們的工作能夠爲國家電網的安全運行作出貢獻，就覺得一切都值得。”徐丙垠說。
讓人才“種子”深紮根，發展“大樹”綠成蔭
在山東理工大學電氣與電子工程學院，徐丙垠的實戰教學，結出累累碩果。早年博士畢業的張林利，現在正從事專業相關工作。他清楚地記得徐丙垠蹲在地上，滿手油污地拿着電纜剝線鉗，一邊操作一邊叮囑：“沒有實踐的理論就是‘空中樓閣’。”如今，他已從“青蔥少年”變成相關領域的專家。即將畢業的博士孫中玉，也把解決配電變壓器臺區接地保護難題作爲自己的攻關目標。每當說起學生，徐丙垠如數家珍，自豪之情溢於言表。
爲了讓更多學生能深入產業一線，徐丙垠在學院設立了總額300萬元的“科匯創新獎學金”。獲得者需要滿足兩個條件：參與至少一個企業聯合研發項目，並在生產現場解決實際技術問題。“去年獲獎的學生是個瘦削的小夥，他在內蒙古風力發電場一待就是78天，狂風肆虐，黃沙漫天，他硬是完成了新能源電纜線路故障在線監測系統的安裝調試。歸來時，他黑了、瘦了，可那本密密麻麻的實踐筆記，讓我很是欣慰。”徐丙垠說。
“我既喜歡做研究又喜歡跟人分享研究成果，只有教師這個職業才能同時滿足我這兩個特點。”徐丙垠笑着說。從教30年來，他始終堅守在教學一線。他堅持給學生上課，並且培養了數百名優秀的碩博人才；他帶領學生做科研，要求學生以問題和需求爲導向，提出真問題、真解決問題……2017年，他帶領的山東理工大學電氣與電子工程學院“智能電網研究院教師團隊”被評爲“山東省高校黃大年式教師團隊”。
在徐丙垠辦公室的牆上，還掛着一張他與學生的合影。照片裡，年輕人高舉着某次電力線路故障搶修成功的獎狀，背後是剛剛恢復送電的電力線路。這張照片的拍攝時間是2023年，而師生的科研征程，仍在繼續。
來源：中國青年報