一群平均年龄不到21岁的年轻人,用两年时间攻克了困扰电力行业数十年的地下电缆精准监测难题,让城市电网有了全天候的“神经感知系统”。
2025年初夏时节,学校训练中心实验室依旧灯火通明。电力零零柒团队的十名成员围在一台造型精巧的装置前,屏息凝视着显示屏上的数据流。当“故障定位精度0.01%,响应时间0.8秒”的测试结果跳出时,实验室爆发出压抑已久的欢呼——他们自主研发的地埋电缆接头故障监测装置通过了最严苛的考验。两个月后,这项被专家誉为“地下电网CT”的创新成果,在2025年河南省创新大赛中闪耀全场,一举夺得省赛金奖。
电网痛点:地下电缆的检测困境
现代城市的地下世界远比想象中复杂。仅在郑州,超过60%的城区供电依赖于地埋电缆系统,这些深埋地下的电力动脉总长已突破3000公里,根据2024年中电联电缆行业发展报告可知,全国地埋电缆总长度达180万公理。然而,它们的接头部位却成为整个供电网络中最脆弱的环节。
“电缆故障分为低阻、高阻、短路、开路、泄漏性故障以及闪络性故障。”2022年河南电力期刊中的专业分析指出,虽然各类检测仪器应运而生,但因地埋电缆连接的复杂性、路径的不确定性和运维人员的专业性差异,故障检测效率仍远不能满足快速抢修需求。
2023年冬季,郑州某繁华商圈突发停电事故。抢修队在寒风中奋战18个小时,开挖7处路面才定位到故障点。目睹这一幕的电气工程专业大二学生桂浩在工程日志中写道:“每一次故障排查都像盲人摸象,我们能否给地下电缆装上‘眼睛’?”这个问题成为电力零零柒团队诞生的起点。
从零开始:一群年轻人的技术长征
2024年初春,由桂浩发起的电力零零柒团队正式组建。十名成员来自电气工程、通信工程、物联网技术、供应链运营四个专业,平均年龄20岁。他们给自己的团队起了个充满使命感的代号——“电缆哨兵”。
研发之路远超预期。团队首先面临的挑战是如何穿透厚厚土层感知电缆状态。传统检测方法是在电缆接头事故后,检修人员使用各类检测仪器,挖开电缆接头所在路面逐段排查,对城市来说,每小时停电造成的经济损失可达20亿元量级。这与城市智慧电网持续供电的要求形成了尖锐矛盾。
“我们花了三个月时间,尝试了十七种传感器方案。”团队成员郝小茜展示着实验室角落里堆满的试验品,“从传统的温度监测到温度、湿度和局部放电多参量多模融合数据采集技术,实现了对地埋电缆接头状态的立体监测。”
技术攻关最紧张阶段正值2024年暑假,团队成员放弃回家,鏖战在学校实验室。D大数据专业学生张硕回忆:“最热的那周实验室空调坏了,我们轮流抱着半导体制冷片给核心模块降温,身上衣服都能拧出水来。”
这种拼搏精神让人联想到扬州工业职业技术学院的吴宇欣团队——为测试高压线缆破冰机器人,他们曾在盛夏钻进零下20摄氏度的冷库,每十分钟轮换一班进行除冰试验。
技术突围:“电缆哨兵”的三大突破
经过500多个日夜的攻关,团队终于迎来技术突破的关键时刻。在2025年春季的校内科技成果展上,“电缆哨兵”地埋电缆接头故障监测装置首次亮相便引起轰动,其创新亮点集中在三大核心技术突破上:
多维感知融合系统:装置集成了温度、湿度、局部放电三类传感器,构建了电缆接头状态的全息画像。
边云协同智能诊断平台:借鉴图神经网络技术的最新成果,团队开发出轻量化的故障诊断算法模型,使检测精度达到0.05级,误差控制在0.01%—0.02%范围内。
自取能长效供电模块:创造性利用电缆自身电磁场感应取能,结合超低功耗电路设计,使设备使用寿命突破5年大关,解决了地下设备供电难题。
2025年5月,该装置在开封供电公司配合下,在杞县供电公司埋设了首批10台原型机。在连续遭遇三次强降雨考验后,系统成功预警了一处即将发生的接头击穿故障,避免了区域停电事故。
巅峰时刻:金奖背后的社会价值
7月的河南省创新大赛决赛现场,面对来自全省高校的数百件创新作品,电力零零柒团队的展示格外引人注目。
“我们的装置不依赖人工巡检,将故障定位时间从平均18小时缩短到1分钟以内。”郝小茜在答辩现场从容展示着实时监测装置。
评审专家赛后评价:“这些年轻人抓住了数字电网转型的核心痛点。他们开发的装置相当于给地下电网装上了“全天候CT扫描仪”,实现了从‘故障后抢修’到‘故障前预防’的革命性转变。”
这份殊荣背后是巨大的社会价值。据测算,该技术的推广应用可使城市电缆故障排查成本降低70%,每年减少因开挖维修造成的道路封闭时间上万小时。更重要的是,它能为高铁、医院、数据中心等重要场所提供更可靠的电力保障。
青年担当:从实验室到产业化的跨越
赛场外,获奖团队成员的合影在校园网上被疯狂转发。但对他们而言,奖项不是终点,而是新的起点。
“比赛期间就有三家电力设备企业表达了合作意向。”团队指导教吴景川透露,“我们正在筹建产学研联合实验室,计划在郑州高新区建立首条生产线。”
这种将学术成果转化为产业应用的努力,与电力学子的实践精神不谋而合。
团队成员孔卿印的工程笔记扉页上写着电力零零柒团队的名言:“青春的担当,既要有仰望星空的创新勇气,更要有脚踏实地的攻坚毅力。”这句箴言正是这群00后技术先锋的真实写照。
团队即将启程前往焦作,与当地供电公司开展规模化试点。窗外,郑东新区的摩天大楼灯光璀璨,而地下深处,这群年轻人布设的监测装置正持续传回数据流,如同为城市注入了全新的生命线。(郑州电力高等专科学校供稿)