“絕緣油和六氟化硫氣體就像是電網(wǎng)設(shè)備的‘血液’，與人去醫(yī)院驗(yàn)血檢查身體一樣，‘驗(yàn)血’也能評估發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備的‘潛在疾病’?！眹W(wǎng)江蘇電科院五級專家張曉琴告訴記者。

但張曉琴并不是一名普通的“驗(yàn)血醫(yī)生”，她入行十年從電力“小白”成長為崗位能手，并堅(jiān)持科技創(chuàng)新，填補(bǔ)了絕緣介質(zhì)檢測領(lǐng)域多項(xiàng)技術(shù)空白，為我國變壓器防護(hù)由故障后檢修向潛伏階段超前預(yù)警轉(zhuǎn)變做出了積極貢獻(xiàn)?！拔逡弧鼻跋Γ瑥垥郧佾@得了“全國五一勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)隆薄?/p>

從零起步，“小白”做出了“標(biāo)準(zhǔn)答案”

2014年7月，張曉琴從南京大學(xué)化學(xué)專業(yè)研究生畢業(yè)，進(jìn)入國網(wǎng)江蘇電科院，被分配到朱洪斌勞模創(chuàng)新工作室，從事油氣檢測工作。

專業(yè)知識(shí)傍身又有名師加持的她，卻在入職第一天傻了眼?！皥?bào)到那天，師父朱洪斌帶我去參觀油氣檢測實(shí)驗(yàn)室。那些瓶瓶罐罐還能認(rèn)識(shí)，但對各種分析儀器，我卻知之甚少。至于樣品背后的電力變壓器設(shè)備，我連樣子都沒有見過?！睆垥郧倩貞浀馈?/p>

張曉琴并沒有退縮，她決定從頭學(xué)起。國網(wǎng)江蘇電科院院內(nèi)有座220千伏實(shí)訓(xùn)變電站，她每天中午和晚上下班后都去現(xiàn)場觀摩學(xué)習(xí)。遇到不懂的地方，她就記下來，向同事請教或者去問師父。變壓器、互感器、斷路器……曾經(jīng)抽象的設(shè)備在張曉琴的腦海里逐漸變得清晰起來。

實(shí)踐是最好的課堂。一有機(jī)會(huì)，張曉琴就主動(dòng)申請去現(xiàn)場。

2015年7月，在建的特高壓泰州站首批六氟化硫氣體進(jìn)站，需要現(xiàn)場測量每瓶氣體的水分、純度等指標(biāo)，由于時(shí)間緊、現(xiàn)場工作人員各司其職，這項(xiàng)任務(wù)交給了張曉琴。當(dāng)時(shí)，吊車體積大，只能人工把上百個(gè)鋼瓶滾動(dòng)到指定檢測地點(diǎn)?？崾钐欤瑥垥郧僖惶颂说貪L動(dòng)著50多公斤重的鋼瓶。憑著這股不服輸?shù)膭蓬^，她提前完成了該批次的氣體驗(yàn)收任務(wù)。

“曉琴是我面試招進(jìn)來的，當(dāng)時(shí)我就發(fā)現(xiàn)，她專業(yè)知識(shí)掌握得特別扎實(shí)，而且學(xué)習(xí)能力很強(qiáng)?！敝旌楸笳f，張曉琴在實(shí)踐中成長得很快，差不多半年時(shí)間就吃透了各項(xiàng)油氣檢測的原理，對電力設(shè)備有了相對完整的認(rèn)知。工作一年多，她的技能水平就追趕上了電氣專業(yè)同事。

2016年，張曉琴成為江蘇電網(wǎng)油務(wù)員培訓(xùn)老師，次年她考取了油氣檢測的技師資格。

學(xué)無止境。為了更好地理解電網(wǎng)設(shè)備故障產(chǎn)生與檢測的原理，2023年，她又跨專業(yè)考取了電氣試驗(yàn)工種的高級技師資格?！半姎庠囼?yàn)就像是給電網(wǎng)設(shè)備做‘心電圖’，與油氣檢測‘驗(yàn)血’是相輔相成的關(guān)系?！睆垥郧僬f。

張曉琴不僅錘煉了過硬本領(lǐng)，而且業(yè)務(wù)精湛。

油中溶解的各類氣體含量極小，試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性高度依賴于試驗(yàn)人員的嚴(yán)謹(jǐn)操作。用針筒取樣，操作振蕩脫氣裝置，再用小規(guī)格注射器移送氣樣，送入色譜儀……油氣檢測的每一個(gè)步驟，張曉琴都重復(fù)了成千上萬次，但每一次操作，她都一絲不茍。“幾毫升油樣的背后，是一臺(tái)臺(tái)關(guān)乎千家萬戶可靠用電的‘龐然大物’。這種使命感驅(qū)使我以最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對待每一次油氣檢測?！睆垥郧僬f。

正因如此，張曉琴做出的檢測結(jié)果被大家稱為“標(biāo)準(zhǔn)答案”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，張曉琴帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)已為江蘇電網(wǎng)所有的7000余臺(tái)主變壓器全部做過檢測，檢測樣品累計(jì)超過10萬件，無一出現(xiàn)疏漏。

為了讓更多人都能交出“標(biāo)準(zhǔn)答案”，張曉琴潛心琢磨，編制了幾十項(xiàng)試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書。她還牽頭制定國家標(biāo)準(zhǔn)《六氟化硫氣體現(xiàn)場循環(huán)再利用導(dǎo)則》，牽頭和參與15項(xiàng)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定、修訂。

靠著一份熱愛，她攻克了一道道難題

一線鍛煉，讓張曉琴養(yǎng)成了愛思考、愛鉆研的習(xí)慣?！叭绾蝺?yōu)化油色譜分析”自然成為她反復(fù)思考的一個(gè)點(diǎn)。

“一直以來，油色譜分析分為實(shí)驗(yàn)室檢測和在線監(jiān)測兩種方式。實(shí)驗(yàn)室檢測好比是去醫(yī)院化驗(yàn)，檢測精度高但耽誤時(shí)間，而在線監(jiān)測則好比是戴上健康手表，雖然隨時(shí)能看到監(jiān)測結(jié)果，但準(zhǔn)確性不高，會(huì)有誤告警，難以做到‘一錘定音’?！睆垥郧俑嬖V記者。

有沒有辦法做到各取所長？張曉琴在思考。

經(jīng)過反復(fù)琢磨，她創(chuàng)新提出油色譜高精度監(jiān)護(hù)技術(shù)路線，并瞄準(zhǔn)在線檢測的難點(diǎn)——油氣分離技術(shù)開展攻關(guān)。張曉琴敏銳地察覺到，油色譜分析檢測的是油中溶解的氣體，如果不能將氣體從油中穩(wěn)定分離，那么，檢測就猶如沙上建塔。為此，她帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)歷時(shí)一年多，自主發(fā)明了“恒定脫氣量”脫氣技術(shù)，實(shí)現(xiàn)油中氣體的高效率、高穩(wěn)定分離。

在此基礎(chǔ)上，2021年，她們成功研發(fā)出新型色譜檢測裝置和管控平臺(tái)，構(gòu)成高精度油色譜遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，并在姑蘇、泰州等特高壓換流站應(yīng)用。該裝置能夠定期自主為變壓器取樣，將原本日常監(jiān)護(hù)手段升級為“24小時(shí)健康監(jiān)護(hù)”。

經(jīng)驗(yàn)證，該系統(tǒng)的檢測重復(fù)性誤差可控制在2%以內(nèi)，與實(shí)驗(yàn)室檢測的比對誤差在±5%，而此前已有的在線監(jiān)測裝置誤差一般高達(dá)±30%?？梢哉f，該系統(tǒng)兼具了實(shí)驗(yàn)室檢測的高精度和在線監(jiān)測裝置的實(shí)時(shí)性。

張曉琴并未就此止步。她介紹，遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)發(fā)現(xiàn)異常后，為了確認(rèn)設(shè)備狀態(tài)，需要進(jìn)行取樣化驗(yàn)，二次復(fù)核。然而，因取樣不規(guī)范導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確的情況時(shí)有發(fā)生，且設(shè)備異常時(shí)，人員靠近設(shè)備取樣存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)。

智能移動(dòng)充電機(jī)器人給了張曉琴新的靈感：如果設(shè)計(jì)出一臺(tái)智能機(jī)器人，就可以讓機(jī)器人代替人工進(jìn)行油樣采集與分析了。

說起來簡單，實(shí)現(xiàn)卻不易。為了解決變壓器取油口尺寸形狀各異、取油通道狹窄復(fù)雜等難題，她創(chuàng)新設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化取油樁，提出自動(dòng)防漏、檢漏機(jī)器人目標(biāo)組件對接技術(shù)。

去年10月，由張曉琴主持研發(fā)的變壓器油取樣檢測一體化機(jī)器人，在特高壓盱眙站投入試用，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的全自動(dòng)、高可靠取樣。

靠著這份熱愛，張曉琴陸續(xù)研發(fā)了變壓器油含氣量檢測裝置、六氟化硫氣體回收率測定儀等創(chuàng)新成果7項(xiàng)，獲授權(quán)國際發(fā)明專利2項(xiàng)、國家發(fā)明專利22項(xiàng)。

回收利用廢氣，她為減排作出了大貢獻(xiàn)

“和絕緣油一樣，六氟化硫氣體也是我一直打交道的‘老相識(shí)’。六氟化硫是一種人工合成的工業(yè)氣體，因其優(yōu)越的絕緣性能，是氣體絕緣斷路器、組合電器和GIL管廊等不可或缺的‘血液’。當(dāng)我詳細(xì)了解了六氟化硫的性質(zhì)后，總覺得心里也沉甸甸的。”張曉琴說。

讓她感到沉甸甸的，是六氟化硫的溫室效應(yīng)是二氧化碳的2.35萬倍。張曉琴?zèng)Q心通過科技創(chuàng)新，推動(dòng)六氟化硫氣體精細(xì)化管理和回收利用。

她遇到的第一道關(guān)卡，是六氟化硫的現(xiàn)場自動(dòng)檢測。2018年，在建的蘇通GIL綜合管廊工程兩回1000千伏GIL共需使用800噸六氟化硫氣體作為絕緣介質(zhì)。按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，至少需抽檢六氟化硫氣體640瓶。

而在當(dāng)時(shí)，需要用運(yùn)輸危險(xiǎn)品的專用車輛將鋼瓶運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室檢測。同時(shí)，檢測涉及的酸度、六氟乙烷、八氟丙烷3項(xiàng)指標(biāo)，由于沒有自動(dòng)化儀器，只能像化學(xué)課上那樣，吸附分離、在玻璃儀器中滴定化驗(yàn)，這使得驗(yàn)收時(shí)間預(yù)估需要一年以上。

能否實(shí)現(xiàn)六氟化硫現(xiàn)場檢測，這個(gè)已困擾行業(yè)40多年的難題激發(fā)了張曉琴的斗志。2018年，她幾乎天天住在實(shí)驗(yàn)室，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)將這3項(xiàng)指標(biāo)逐一拆解、分別攻關(guān)。

其中，酸度指標(biāo)的檢測，必須精確到0.02的pH值變化量，但當(dāng)時(shí)已有的傳感器精度只有0.1pH。這時(shí)，化學(xué)專業(yè)畢業(yè)的張曉琴跳出思維定式，提出了自己的解決思路，發(fā)明了pH值濃度平移分析技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)了酸度的自動(dòng)化檢測。

最終，第四代六氟化硫氣體質(zhì)量一體化檢測裝置研制成功。這一創(chuàng)新成果將單個(gè)樣品檢測時(shí)間由18小時(shí)降到40分鐘，并規(guī)避了鋼瓶在實(shí)驗(yàn)室與現(xiàn)場之間來回運(yùn)輸?shù)男孤╋L(fēng)險(xiǎn)。得益于此，800噸六氟化硫氣體的驗(yàn)收，僅用不到一個(gè)月時(shí)間就順利完成。更重要的是，檢測所需氣樣僅為原來的五分之一，減少了六氟化硫排放。

目前，該檢測技術(shù)已在18個(gè)國家重點(diǎn)工程中應(yīng)用，并推廣至瑞士、新加坡、韓國、印度等國家。

從老舊設(shè)備中回收六氟化硫，也是減排的重要一環(huán)。

“在設(shè)備檢修和退役時(shí)，以往是采用抽氣的方式回收六氟化硫氣體，但會(huì)有至少3.5%~5%的氣體殘留?！睆垥郧俸蛨F(tuán)隊(duì)緊盯這個(gè)“窟窿”，研發(fā)了現(xiàn)場氮?dú)庋h(huán)洗脫回收處理作業(yè)車載裝置，現(xiàn)場回收率可達(dá)99.8%。該裝置還能凈化氣體，配合此前研發(fā)的現(xiàn)場檢測裝置，可以當(dāng)場檢測、直接回充至設(shè)備，最大限度避免六氟化硫逸散。

去年1月，在張曉琴的推動(dòng)下，國網(wǎng)江蘇電力六氟化硫氣體智慧管控中心投運(yùn)。至今年3月，該中心已驗(yàn)收六氟化硫氣體680瓶，回收再利用六氟化硫氣體75噸。

在第七屆全國職工優(yōu)秀技術(shù)創(chuàng)新成果交流活動(dòng)中，張曉琴的創(chuàng)新成果“高溫室效應(yīng)氣體六氟化硫減排技術(shù)及應(yīng)用”是獲一等獎(jiǎng)的3項(xiàng)成果之一。