展现时代担当_守护万家灯火——记国网公司输电线路舞动防治技术重点实验室

创新之路
展现时代担当 守护万家灯火——记国网公司输电线路舞动防治技术重点实验室
　唐慧乔 吴应清
2009年11月11日，郑州的第一场降雪呼啸而至。

与往常不同，这场暴雪带来的并非浪漫的雪景和“瑞雪兆丰年”的期待，郑州市区积雪深度甚至一度达到了32厘米，给当地交通和群众生活造成了严重影响，然而这只是这轮大风降温、雨雪冰冻恶劣天气的开端。

自2009年11月到2010年3月，河南省内多次出现大范围雨雪天气，造成河南电网发生3次大面积输电线路覆冰舞动，尤其是春节前后，多条500千伏线路舞动跳闸，全省10千伏及以上线路发生跳闸359条次，严重威胁电网供电安全。

面对严峻的挑战，当地电网团队顶着严寒，全面开展救险抗灾和相关科研工作，在充分发挥技术优势的基础上结合现场状况，引入有效的处理措施，最大限度地降低了雨雪冰冻天气引起的停电及设备损坏损失。

“在冬季，输电线路上会结冰，覆冰后导线变为非圆截面，当风以一定的夹角吹向导线时，导线会产生低频率、大振幅的振荡，由于其形态上下翻飞、形如龙舞，所以我们将这种现象称为‘舞动’。

舞动是输电线路最严重的故障，会导致倒塔、断线等严重事故。

”曾亲历那段“与天斗”的艰难时光，国网公司输电线路舞动防治技术重点实验室主任吕中宾如是介绍道。

输电线路舞动防治技术重点实验室团队围绕输电线路运行中面临的风偏、舞动等一系列问题，开展致灾机理、开发防治装备等方面研究。

在舞动领域深耕20多
年，实验室团队所走的科研和实践之路也
在他们埋头苦干的过程中行稳致远。

稳扎基础组建团队：
创新破解行业难题
1997年，刚刚毕业的吕中宾以工程
施工技术员的身份进入河南送变电建设
公司。

“第一次爬上距离地面20多米的塔
顶，腿会不自觉地发抖，由于紧张，安全带
都忘了系。

”吕中宾回忆道。

但这样的“初
遇”并未让他萌生退意，为了克服心理障
碍，他常常给自己“抢餐”，一有任务就抢
着干；在休息的间隙，他又分秒必争地抓
紧时间学习和总结，随身携带的小本子上
写满了他对工作细节和相关知识的思考感
悟。

在严寒酷暑的历练中，吕中宾迅速成
长为团队的后起
之秀；经由这段经
历打磨出的不畏困
难、勇往直前的性
格，也成为支持他
日后科研攻关的重
要精神力量。

基于多年的输
电线路施工工作经
历，在进入河南电
科院工作后，吕中
宾顺利进入可以发
挥其技术优势的高
压所（现设备状态评价中心）线路专业工
作。

丰富的现场工作经验给了吕中宾一双
“善于发现问题”的眼睛——他总能够在
生产现场找到关键问题，并将之转化为科
研课题；而面对我国输电线路因跨区、长
距离传输等现实原因，长期面临重覆冰、
舞动、风偏等重大挑战，他决心以此为主
要发力点，逐一攻破相关领域在材料、工
艺、产品和应用等层面的棘手问题。

“我们整个团队的研究都是来源于现
场的生产问题，最后也都是以现场的生产
问题得以解决而完成结项。

”在深入现场
的实地考察和大量观测数据的支持下，吕
中宾带领团队全身心投入输电线路覆冰舞
动试验技术、舞动防治技术、输电线路舞
动风险分析、输电线路工频参数测试、输
变电环境评价等方向的研究工作中，并在
吕中宾
此期间创造性地提出了利用废弃输电线路建设舞动实验室的建议。

2008年，在参与项目调研的过程中，一段长度近4千米、即将退出运行的废弃线路引起了当时身为项目技术专家的吕中宾的注意。

基于当时仅有少数国家建有真型输电线路基地、我国在相关领域尚属空白的实际情况，他思考起将这段废弃线路改造为真型输电线路建设平台的可能性。

抓住脑中一闪即逝的灵感火花，吕中宾带领团队大胆假设、小心求证，积极与国内外同行展开交流，终于在次年收获了初步成果——国网公司输电线路舞动防治技术重点实验室建设项目正式立项。

然而，正当实验室团队满怀信心地投入实验室建设的工作中时，“试验线路在安装模拟冰后未出现舞动”的波折让团队切实地尝到了“万事开头难”的滋味。

“试验线路建设之初，由于缺乏相关基础研究，加之掌握的资料有限，当看到线路没有如预期发生舞动的时候，我甚至感到了一丝崩溃。

”谈及那段“等风来”的艰难经历，吕中宾颇为感慨地说道。

“但我们都明白，即便困难重重，我们也没有退路，只能选择不断前进。

”凭着这股直面挑战的韧劲，通过一次次论证实践，他们终于在10个月后看到了多耐张段线路在自然风激励下高频次、长时间舞动的场景；而日后成长为国网公司和河南省政府“双重点”的实验室，也在一次次的项目锤炼和具体实践中，成为舞动实验室团队践行科研梦想、不断赋能行业发展的前沿阵地。

以舞动为切入点，围绕各种输电线路安全问题，截至目前，舞动实验室团队已完成国网科技项目十余项，获得省部级奖励20余项。

其中获2018年河南省科学技术奖二等奖的“电力输电线路舞动灾害防控体系关键技术与
工程应用”即聚
焦当时全国、特
别是河南多发的舞
动问题，通过舞动
机理及其影响因素
分析、防治技术等
系列研究，建立起
包含“避、抗、
防、预”在内的输
电线路舞动防控技
术体系，并通过线
路走径优化、关键
金具加强、防舞装置加装及舞动气象预警
等办法实现了线路舞动的治理。

经由这一
项目，河南省已经从舞动“重灾区”转变
为舞动风险可控在控的全国防舞典范。

此
外，在2019年荣获河南省科学技术进步奖
二等奖的“输电线路风偏动态响应特性与
绝缘拉索式防治技术”项目中，他们瞄准
输电线路在大风天气下面临的风偏问题，
揭示了输电线路风偏的机理、明确了风偏
条件下线路的闪络放电特性，提出了结构
简单、效果可靠、适用性强的绝缘拉索式
防治装置。

相关成果入选国网公司2017年
新技术推广应用目录，目前已在全国广泛
应用。

利用这一发明进行技术改造的山东
500千瓦聊长Ⅱ线也被国网公司评为防风
偏改造标杆线路。

不仅如此，舞动实验室团队始终践行
“从生产中来、到生产中去”准则，也积
极投身成果转化的相关工作中。

包括目前
主流使用的舞动防治技术——相间间隔棒
技术，以及解决舞动中间隔棒破损问题的
加强型子间隔棒技术等，都是出自实验室
团队的科研结晶，其安装方便、效果良好
的实际使用体验也让相关成果逐步在全国
范围内得以广泛推广使用。

十余年风霜洗练，吕中宾带领团队
始终坚定向前。

一路细心观察思考，坚定
了他求索科学前沿的意志；不断地实践
探索，又将他与行业的发展创新紧紧地联
系在一起。

而当“铝合金材料环境耐受性
与导电性协同提升”这一世界范围内的技
术难题，以及电力发展中极端环境耐受导
线/金具缺乏的紧迫局面摆在他面前时，
他依旧选择同团队一道，一步一个脚印地
走通这条以创新驱动技术发展的独特科研
之路。

十年辛苦不寻常：
初心澄澈彰显担当
国网公司输电线路舞动防治技术重点
实验室，是目前国内相关领域唯一的实验
室，这也意味着在科研工作中，他们要面
对无数未知的挑战，要涉足许多前人未曾
到达的“空白区”。

“由于我们面对的是
国家的重大需求，破解的是行业乃至世界
难题，因此在攻关中，我们遇到了材料规
模制备不稳定，以及导线监测、试验、评
估体系搭建无先例、无标准等一系列的困
难。

”吕中宾回忆道。

而前后攻关10年、
集中体现团队共同科研智慧的国家自然科
项目团队进行螺栓防松研讨
创新之路
学基金、国家电网公司科技项目“极端环境耐受铝合金输电材料研制及工程应用”，正是其中的“集大成者”。

输电通道源源不断为我国经济中心输送着“血液”，是我国能源供应的生命线。

但由于我国发电主要集中在西北部地区，用电主要集中在中东部，跨区、长距离输电的实际情况导致我国穿越极端环境区线路日益增多、导线服役环境恶劣，对输电安全、电网安全，乃至国计民生、生态及公共设施安全造成重大威胁。

在这样的背景下，从材料研发、工艺控制和产品研制及应用角度出发，舞动实验室团队聚焦电力发展中极端环境耐受导线/金具缺乏的紧迫局面，开展了极端环境耐受铝合金输电材料及导线、金具的研制，并取得了一系列具有代表性的成果：
在材料研发方面，针对不同极端环境下输电材料特异性服役需求，舞动实验室团队探明了环境耐受性与材料微观组织的映射关系，揭示了Mg-Si原子团簇稀土稳定化与力－电性能内秉关联性，明晰了壳－核结构抑制溶质原子扩散的热稳定机制，阐明了富镧纳米复合相与耐蚀性关联机理，攻克了环境耐受性与导电性相互制约难题，发明了具有高强度、高耐热、高耐蚀兼顾高导电特质的系列极端环境耐受铝合金。

在工艺控制方面，针对环境耐受铝合金组织特征，吕中宾团队提出了双纯净稀土微合金化理论和铝熔体高硼A l-B净化工艺，突破了稀土铝合金规模化稳定制备的世界难题；发明了强流变匹配低温短时稳定化方法，研制了组织演变实时监测系统，突破了服役性能驱动的组织定量调控难题，实现了服役场景驱动的铝合金单丝及型材可控制备。

而在产品研制及应用方面，团队提出了基于疲劳寿命计算及状态多维监测的导
线/金具服役边界计算方法，发明了型线
预扭绞合、型线前置定向和金具近净锻造
技术，实现了环境耐受型导线/金具设计
及规模化制备，以及导线与极端环境的精
准匹配，并形成了设计、制造、评估系列
标准。

最令团队感到欣慰的是，作为整个
项目的最终“输出端”，这些诞生于项目
攻关过程中的系列产品，关键指标均处于
国际领先地位。

其中，高强产品强度提升
18.8%、耐热产品耐热温度提升20℃、耐
腐蚀产品耐蚀性能提升80%。

在导电性能
得到不同程度提升的同时，吕中宾团队也
进一步完成了控制成本的重要任务，目前
相关产品的生产成本与传统产品基本持
平。

凭借优良的产品特性和卓越的“性
价比”，相关产品已在全国15条特高压
工程、18个省广泛应用，成为保障国家
用电安全、推动国家绿色低碳发展的重要
力量，特别是吕中宾团队所开发的“双纯
净”、强流变匹配低温短时稳定化工艺，
引领了导线行业工艺变革，为电力行业供
电可靠性提供了强劲的技术支持；而在服
务“一带一路”战略、技术出海实践的过
程中，这些产品也已远销海外13个国家，
成为中国高端导线走出国门、“中国方
案”助力全世界共同发展的一个明证。

基于项目所创造的显著经济效益和
社会效益，吕中宾团队于2023年成功斩获
河南省科学技术进步奖一等奖。

依托项目
技术，远东电缆、亨通、南京线路器材厂
等龙头企业实现了导线、金具的规模化量
产，近3年产品销售累计49.18亿元，新增
利润2.52亿元；此外，由于项目产品导线
的电阻相比现在应用的导线有明显降低，
线路传输损耗随之降低，从而提升了极端
环境区域输电线路的服役安全性，大幅压
降了线路停电率，由此避免线路停电损
失而产生的间接效益超200亿元。

与此同
时，项目成果更是显著提升了跨区电网的
输送能力，并催生了舞动检测领域导线设
计、制造、健康评估标准体系的建立。

“得益于国网河南省电力公司电力科学研
究院对科研的长期重视，我们得以在架空
线路舞动研究方面取得研究优势。

在此基
础上，我们持续对现有标准体系进行全方
位的系统分析梳理，并积极与数字电网
技术委员会（IEEE PES）中国区委员会
沟通协调，以保证在确定标准适用范围的
同时尽可能少走弯路、不犯错误。

尽管在
确定标准的过程中，不少人并不看好，觉
得这个方向太难，甚至认为我们的选题、
定位有错误，但最终在团队的不断坚持、
努力之下，我们将不可能变成了可能，实
现了河南电力牵头国际标准发布的‘零的
突破’。

”吕中宾说。

“我们走过的科研之路绝非坦途。

一路上挑战不断，随时都要做好‘打硬
仗’‘打持久战’的准备。

但这些困难能
一一克服，从根本上来讲，是因为我们拥
有一支专业合理、素质过硬、能打仗、善
打仗、团结互助的队伍。

”回顾来时路，
吕中宾如是说道，“目前，输电线路舞动
防治技术重点实验室已拥有一支专业化、
多学科、深融合的创新团队，是目前全
国输电领域专业配置最为齐全的团队之
一，也是我们在项目攻关工作中制胜的法
宝。

”而作为国网公司输电线路舞动防治
技术重点实验室建设方案的提出者和团队
的负责人，带领团队踔厉奋进，正是他始
终牢记于心的初心和使命。

团队为基稳步发展：
用心投入每一个环节
春华秋实结硕果，良田丰饶谷满仓。

经过多年发展，目前国网公司输电线路舞动防治技术重点实验室团队共拥有固定人员38人，其中博士9人、硕士29人，专业涵盖电气工程、工程力学、机械设计、金属材料、传感量测等。

在自己成长过程中曾经得到国网河南省电力公司及国网河南省电力公司电力科学研究院关心和支持的吕中宾，也正以同样的热忱引领着团队的持续发展。

“依托输电线路舞动防治技术重点实验室设置的博士后工作站，我们着力为人才培养提供从课题到职业导师的全方位支持，全力帮助团队的年轻一代快速成长。

与此同时，我们与清华大学、华北电力大学、郑州大学等高校签订战略合作协议，联合进行博、硕士研究生培养，实现在学术研究和具体实践层面的‘协同作战’，不断拓宽学生及团队新人的认知和能力边界。

迄今为止，通过多种培养模式，我们共培养研究生15名，并热切地期待他们在未来成为实验室乃至整个行业的有生力量。

”
不设置权威、不搞一言堂，定期自由地交流碰撞，是舞动实验室团队一以贯之的优良传统和作风，多学科交叉团队的
强大优势也正是在这样“互通有无”的过
程中被最大限度地挖掘出来。

与此同时，
他们也从未忘记规范化训练的重要性。

在
吕中宾看来，基于电力行业在国家发展和
国民生活中所占据的重要地位，电力领域
的人才培养应该建立在完善的培养体系之
上，包括从基础培训到专业技能培训再到
高级管理培训的全方位培养体系。

从这样
的认识出发，他在基础培训环节充分重视
对新入职员工技能和基础知识的培训，在
专业技能培训环节着重强调技术岗位员工
专业技能的提升，在高级管理培训环节引
入对中高级管理人才领导力、决策能力及
战略眼光的培养环节，以专业、精准、可
持续发展为目标，不断为企业未来发展夯
实人才基础。

曾共同面对质疑和挑战，也一同体
会过酷暑和严寒；曾一起分享成功的喜
悦，也共同萌生了继续推动行业发展的壮
志雄心。

站在能源行业亟待优化升级的当
下，吕中宾也与团队一道，共同思考着未
来的发展方向。

“在极端环境耐受导线研
究方面，目前针对各类极端环境，高强、
耐热等导线的研究成果如雨后春笋，且通
过不同技术路线进行的材料优化均可达到
提升导线环境耐受性的目的。

可以说，在
这个问题上，领域内的科研工作者找到了
不同的‘解题方法’，并都获得了不错的
成果。

但同时我们也注意到，这些研究成
果都是在保证导电性基础上实现单一指标
的提升，往往不能适用于多种复杂环境。

针对这一现状，我将和团队一道从现有科
研优势出发，继续推进先进铝合金材料的
开发，以满足诸如兼顾高强度和耐热需求
等复杂环境的材料需求。

”吕中宾详细地
介绍道。

除此之外，舞动实验室团队也将
继续深挖舞动相关研究。

基于前期在舞
动机理及治理装备等方向的研究积淀，
他们将目光投向目前舞动研究领域中3个
亟须攻克的难题——特高压输电线路的防
舞问题、水平排列的方式输电线路的防舞
问题，以及对部分未安装防舞装置的输电
线路实施短时、高效应急舞动抑制的问题
（即“应急止舞”问题），并着力就相关
问题设计具体步骤展开创新攻关。

“人生不同的阶段有不同经历与收
获，每个阶段都是唯一且珍贵的，且行且
珍惜。

”拂去一路走来的风霜与星辉，
如今的吕中宾和他的团队仍步履坚定、勇
往直前。

“就像《当下的力量》这本书中
所说的那样，人之所以感到痛苦，主要原
因是大脑被负面思维控制着。

而我们能做
的，其实就是尽量把眼前的事做得完美一
些。

当专注于眼前的事情的时候，烦恼和
焦虑会随之远去，努力做好当下的事情，
就是圆满；努力过好当下，就是不辜负生
命。

”他是这么说的，也是这么做的。

以
科技创新守护万家灯火，以坚守之心促进
团队发展，是吕中宾带领他的团队一直
在做的事。

科吕中宾项目团队合影。