4月5日14時(shí)42分，昆柳龍直流工程柳州換流站內(nèi)，在±800千伏電壓環(huán)境下，量子電流傳感器與傳統(tǒng)純光互感器的紅色波形一致?！敖泳€順利，波形一致，運(yùn)行正常！”振奮的聲音在現(xiàn)場(chǎng)的上空飄蕩著，宣告著量子電流傳感器的調(diào)試成功。
時(shí)間倒回20小時(shí)以前。廣西柳州郊外，高大的鐵塔在探照燈下泛著冷光。南方電網(wǎng)量子傳感器研發(fā)團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行掛網(wǎng)前的最后一次聯(lián)調(diào)。立方體銀色金屬盒靜靜躺在工作臺(tái)上，內(nèi)里是一顆“鉆石芯”，一根光纖絕緣子從盒體延伸而出——這是本次掛網(wǎng)的量子傳感器的本體。
量子傳感器的核心是人工培育的金剛石氮—空位色心。這種原子級(jí)缺陷的電子自旋態(tài)對(duì)磁場(chǎng)極其敏感，可探測(cè)地球磁場(chǎng)兩億分之一的變化，具備量子特性。通過(guò)硅片鍵合封裝技術(shù)將金剛石與光纖耦合，磁場(chǎng)信號(hào)便轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)于電流的毫安級(jí)測(cè)量。南方電網(wǎng)傳感器公司三級(jí)專業(yè)技術(shù)專家王志明博士指著伸出的光纖介紹，“光纖用來(lái)供電和傳輸信號(hào)，我們正在加緊研發(fā)無(wú)源無(wú)線的版本，到時(shí)候就沒(méi)有這根‘尾巴’了!”
在實(shí)驗(yàn)室表現(xiàn)完美的測(cè)量數(shù)據(jù)，在超高壓應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)遭遇了沖擊。調(diào)試屏幕上的波形劇烈抖動(dòng)后突然黑屏?！斑@是激光器功率衰減導(dǎo)致的關(guān)機(jī)?！蓖踔久鹘忉尩馈?/p>
“在現(xiàn)有產(chǎn)品的激光器功率下怎么保證關(guān)機(jī)時(shí)數(shù)據(jù)功能的不間斷？怎么從根本上解決問(wèn)題？”夜色越來(lái)越深，現(xiàn)場(chǎng)的討論聲愈發(fā)熱烈。最后團(tuán)隊(duì)達(dá)成一致，從軟件硬件兩手抓：一方面通過(guò)編寫程序自動(dòng)監(jiān)測(cè)激光器的功率，確保功率低于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)系統(tǒng)能夠自動(dòng)重啟，且不影響數(shù)據(jù)的正常傳輸。另一方面加快升級(jí)激光器硬件配置，確保從根本上解決這一問(wèn)題。經(jīng)過(guò)十余次測(cè)試，系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定。
挑戰(zhàn)接踵而至。直徑50厘米的管母導(dǎo)體表面，強(qiáng)磁場(chǎng)和高壓環(huán)境導(dǎo)致信號(hào)干擾遠(yuǎn)超實(shí)驗(yàn)室條件。“這次掛網(wǎng)測(cè)量點(diǎn)要同時(shí)測(cè)交流和直流。由于管母結(jié)構(gòu)下直流和交流的校準(zhǔn)系數(shù)不同，就像用一個(gè)萬(wàn)用表要同時(shí)測(cè)量電流和電壓，平時(shí)我們是要切換檔位，現(xiàn)在要同時(shí)測(cè)量?！蓖踔久鹘榻B。當(dāng)直流校準(zhǔn)準(zhǔn)確時(shí)，交流數(shù)據(jù)就會(huì)失真；反之亦然。最后，決定采取開(kāi)環(huán)補(bǔ)償方案，按照交流方式校準(zhǔn)后，對(duì)測(cè)量結(jié)果實(shí)時(shí)進(jìn)行直流校準(zhǔn)系數(shù)補(bǔ)償。由此，校準(zhǔn)難題被成功攻克。
深夜的空氣泛起陣陣潮濕，正逢廣西“回南天”，室內(nèi)濕度已達(dá)97%，團(tuán)隊(duì)緊急加裝防潮模塊?！傲孔有酒葖雰浩つw還敏感，一點(diǎn)點(diǎn)水汽就能讓系統(tǒng)癱瘓。”王志明說(shuō)。
4月5日的吊裝現(xiàn)場(chǎng)，機(jī)械臂托起銀色方盒升向20米高的管母，量子傳感器穩(wěn)穩(wěn)當(dāng)當(dāng)?shù)芈湓诰鶋涵h(huán)上，與線路相嵌。接線完成后，當(dāng)傳感器與導(dǎo)線接觸的瞬間，屏幕躍起綠色數(shù)據(jù)流。王志明不自覺(jué)松開(kāi)一直抱緊的手臂，“今晚終于可以睡個(gè)好覺(jué)了?！彼嘀l(fā)僵的肩膀笑道。
當(dāng)山風(fēng)掠過(guò)特高壓線路，這個(gè)內(nèi)嵌“鉆石芯”銀色金屬盒靜悄悄地運(yùn)轉(zhuǎn)著，或?qū)⒏膶戨娏ΡO(jiān)測(cè)的歷史。
南網(wǎng)報(bào)記者 張玲 通訊員 呂前程 張娜 胡倩
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