文/严宇 图/受访者提供

征服“禁区”铺“天路” 攻破寒冰保电安
——记全国优秀科技工作者蒋兴良教授

文/严宇 图/受访者提供

蒋兴良教授作为重庆的代表之一，参加中央召开的“科技三会”

人物简介：

蒋兴良，男，1961年6月生，教授、博士、博士生导师。现为中国电机工程学会绝缘分专委会委员、重庆大学高电压技术与系统信息监测研究所所长、输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室学术带头人、重庆市电机工程学会高压专业委员会委员、重庆市电机工程学会学术委员会委员、中国工程院2015年能源与矿业工程学部院士增选的有效候选人。长期从事高电压绝缘技术、气体放电以及输电线路覆冰及防护工作的研究，获国家科技进步二等奖2项，教育部提名国家科技进步二等奖一项，部省级科技进步一等奖2项，二、三等奖10余项。

天寒地冻,草木皆冰。细小的杂草被结成了粗大的冰柱，滴水瓦片挂着粗大冰条，森林果树成片折断,几百年的古木轰然倒下；冰水倒流，储粮衣服尽皆遭殃，烛光惨淡，食不果腹，夜不能寐；高低压电网和电信的线路电杆压倒折断,变压器被冰雪翻倒或压坏严重倾斜,断电断网，信号不通，与世隔绝。这就是2008年被特大冰雪灾害笼罩的中国南方出现的惨景。一个没有电的世界，生产生活完全陷入了瘫痪，甚至就是一个没有生气的世界。

电网一旦覆冰，造成的危害，由此可见一斑。如何避免自然灾害对电网装备造成致命伤害呢？这是当今世界性的难题，也正是蒋兴良教授30年来一直专注于研究的课题。

保护“电小姐”

2008年冰雪灾害给生产生活带来的巨大危害，想来我们大部分人都不会陌生。其实，由于特大冰雪灾害引起的这种惨景近年来在美国、英国和俄罗斯等国家都先后发生过。

现代社会科技虽然已经十分先进，但在大自然任性的威力面前，仍然常常显得那么微不足道，电就是其中之一。今天，离开了电，这个世界还真的难以运转了。电，让人觉得是那么全能，那么强大。但是，电也有“娇小姐”的一面：热不得，冷不得，高不得，脏不得。但是，那些高温、寒冷、高海拔、污秽的环境中，都需要电。由此，让娇气的“电小姐”在恶劣的气候环境下也能安然无恙，就成为一道电气工程领域的世界性难题。

此次采访的蒋兴良教授恰好就是一位专注于破解这一世界性难题并取得了一系列国际领先成果的顶级专家。蒋兴良早在1985年左右就开始了输电线路覆冰及防护课题的研究。后来，又逐步拓宽研究领域，涵盖了我国输变电线安全面临的主要特殊考验，包括高温高寒、高海拔、冰雪灾害和污秽环境等。蒋教授说，简单说来主要是防冰减灾，系统点说就是电网装备安全与自然灾害防御。那么，这样的研究具有哪些意义和价值呢？

面对我的好奇，蒋教授用鲜活浅显的例子做了介绍：“首先是确保电网安全。现在一条特高压输电线是500-800万千瓦，像重庆这样的大城市有两条基本就够了。是很方便，但是只要一条出了问题，就会造成大范围的停电事故，还会造成严重的经济损失。其次是铁路交通。现在基本都是电气化铁路，更不用说高铁和动车了。第三个是飞机和军舰。如果发动机的输电线路结冰覆冰，适应不了极端气候的考验，飞机就飞不上天，军舰也是开不动的。在空中的飞机也会掉下来。这些都只是主要方面，实际影响还要多得多。”

征服“第三极”

青藏高原是世界上海拔最高的高原，有“世界屋脊”、地球的“第三极”和“生命禁区”之称。我们中国人却在这样的高原上成功建设和运营了被誉为“天路”的铁路——青藏铁路。青藏铁路是我国新世纪四大工程之一并入选“全球百年工程”。《天路》红遍大江南北，建设者们感天动地的精神早已深入人心。前后参与青藏铁路建设的10多万建设者们，克服了难以想象的困难，攻克了无数技术难题，创造了不少奇迹。遗憾的是，他们大多不为人知。

蒋兴良教授给外国专家作介绍

蒋兴良教授与来雪峰山基地参观的专家合影

为青藏铁路建设做出特殊贡献的蒋兴良教授也是其中的一员。作为教授，在青藏铁路建设中，在青藏高原坚守累计长达七八个月的人中，他可能是唯一一个。比这更重要的是，他为青藏铁路建设解决了两个突出的难题——供电工程外绝缘和隧道电气间隙设计。

为了获取第一手的试验资料，以最可靠的方式解决好这两个难题，蒋兴良没有选择实验室做模拟实验，而是冒着生命危险，从重庆租赁车辆，携带几十吨重的实验设备直奔“生命禁区”。为了防止意外，他给试验团队每位老师和学生都买了额度为120万元的保险。

当运输设备的车子到达格尔木的时候，前方已经无路，只有靠团队自己找人。在那人生地不熟的地方，面临着很多不安全因素，要找人搬运这些贵重的设备让他焦心。还好，试验设备最后安全运抵试验现场。从海拔3000-5100米的范围内，蒋兴良选择了7个点做试验。当设备搬运到海拔4500米的时候，意外发生了：关键的设备变压器坏了！这可糟透了，因为试验时间很紧张，成本高，经费又紧张，要是把变压器运回重庆修了再做实验，简直是不可能的。情急之下，蒋兴良想到了就地取材——现场用木桩搭建了一个简易的修理平台，在团队其他人的协助下，用土办法进行修理。幸运的是，土办法奏效了，变压器恢复工作了。可是，修理中，一根木桩突然断裂，差一点伤到其中的一位试验人员，把大家都惊出一身冷汗。

在海拔不断升高的过程中，要克服的困难也越来越多。起初主要是身体的疲劳，海拔到达4000米以后，高原反应越来越强烈，头痛头昏，心慌气短，缺氧达到60%，呼吸困难，四肢乏力，无法躺卧，睡不着觉。没有水喝，只能取用小溪里面的冰水，吃东西也特别困难。这种环境下容易感冒，但最怕感冒。一旦感冒，就很难康复，甚至引起肺水肿，会危及生命。不巧的是，试验期间，一位学生偏偏感冒了。从试验现场要走300多公里到格尔木才能救治。幸亏驻守在附近的解放军兵站的医生及时救治，才顺利脱险。晚上睡觉时，万籁俱寂，唯一能听到的就是让人毛骨悚然的风吼声和狼叫声，这又怎么入睡呢？

蒋兴良教授与大家一起挥动锄头，开挖土石

在冰天雪地中，蒋兴良教授亲自铺设输变电线路

就在这样的环境中，2003年-2005年期间，经过累计长达9个月的现场试验研究，蒋兴良经过反复论证，提出在保证输电安全的前提下，隧道电气间隙设计为6.95米就行了。这个意见最终被铁道部采用，比原先的设计降低了0.25米。你别小看这小小的变化，保守估计，它就可以节约数亿元的土建投资，其他好处就更不用说了。高海拔地区供电工程外绝缘的难题也被顺利攻克了。蒋兴良在这次现场试验中提出的“覆冰、高海拔、污秽”等恶劣大气环境中电气外绝缘特性和选择方法，还解决了西部大开发、西电东送和特高压工程建设中存在的技术瓶颈问题，研究成果“恶劣环境中电气外绝缘放电特性及其在电网中的工程应用”获得了2009年国家科技进步二等奖。这一成果至今仍处于国际领先水平。

痴恋“雪峰山”

我国是世界上电网覆冰最严重的国家之一。湖南、贵州、湖北、江西等13个省份覆冰严重，全国绝大部分省份均面临局部覆冰的问题。每年因高海拔、污秽、覆冰恶劣环境导致外绝缘放电和杆塔、导线与金具等故障上千起。虽然可以在人工气候室进行大量的模拟覆冰试验研究，但模拟试验结果与自然覆冰情况始终存在较大差异。

由此看来，建立一个自然覆冰试验基地就是十分必要的了。这样的想法令蒋兴良感到很兴奋，但是干起来难度非常大。

首先就要找一个合适的地方。蒋兴良经过大量的调查研究，与相关部门单位了解沟通，最后终于找到了一处理想的地方——位于湖南怀化以东100km、邵阳以西150km的雪峰山国家森林公园坪山塘，海拔1400m。该地具有典型的微地形、微气象特征，10月至3月为覆冰季节，年降水量超过1800mm，雷暴日超过80天，最大风速超过35m/s，阴雨雾霾天气超200天。覆冰持续时间最长达50天，年覆冰频次达15次以上，平均每次覆冰持续时间为7天，最大雨凇覆冰厚度超过500mm。该处山下的交通基础较好，试验人员的物资补给也便于获得，确实是块“风水宝地”。

地方找到后，紧接就是建设问题。尽管各种困难摆在面前，但是蒋兴良想的是先干起来再说。他和团队的青年教师、研究生人员带着重庆广怀集团捐赠的一套活动板房，就开赴雪峰山坪山塘，迫不及待地搞起了基地初期的建设。

基地建设之初，最突出的问题是没水、没电、没路、找不到人。蒋兴良回忆起这段艰苦的日子，仍不住感叹：“条件真是极其艰苦，超过了我们的预期。”山上没有水，只有山路，挑水又要走一公里。冬天很冷，环境恶劣，民工请不来，不管粗活、重活还是技术活儿，都是师生们亲自上阵。夏天倒是可请来工人，但有的工人嫌活儿重，要他们找挖土机。“荒山野外，哪里去找嘛！”他们就自己找来大榔头，锤了半小时，挖开了，工人再不好意思说了。后来，体力活就交给工人们，他们就负责统筹。还有一次，他们刚上山，谁知第二天冰冻封路，上不去、下不来，没水没电，7天没洗脸没刷牙，靠啃方便面充饥，就和“叫花子”一个样。

后来，在蒋兴良的多方奔走和努力下，基地建设得到了越来越多的支持。学校帮助解决了试验设备的问题，湖南怀化市免费提供了基地所需的输变电线，娄底电业局组织12人施工队，免费架设试验线段。多数试验品由相关企业进行了赞助，10多公里长的免费光纤也开通了，邵阳市和雪峰山国家森林公园都对基地建设给予了各种方便和支持。

经过6年多的艰苦建设，蒋兴良和他的团队终于建成“在电力系统外绝缘、电网冰灾机理及其防治方面的研究在国际上具有引领作用，在输变电装备外绝缘和覆冰研究方面发挥了不可替代的作用”的雪峰山自然覆冰试验基地。

2008年以来，蒋兴良每年至少4个月在基地研究电网覆冰机理、规律和防治方法。尤其是每年春节最为寒冷和气候最为恶劣的时节，始终坚守试验基地进行科学试验。他试验研究了几十种防冰除冰方法和措施，揭示了电网覆冰融冰规律，建立了覆冰、融冰的物理数学模型，其成果“电网冰灾机理、防治关键技术研究及装备研制与应用”获得了2011年度湖南省科技进步一等奖、2013年度国家科技进步一等奖。由此，在第六届全国优秀科技工作者评选中，蒋兴良被评为“全国优秀科技工作者”并荣获“十佳全国优秀科技工作者提名奖”，被大家亲切地称为“民工教授”，其事迹感动了万千重庆人和网民。

目前，该基地已经承担了包括“973”项目、国家自然科学基金和国家电网等方面的数十项重大课题研究。同时，该基地已经具有了良好的国际知名度。2011年5月，美国、加拿大、瑞士、日本、俄罗斯等二十个国家的34位国际覆冰领域的专家到试验基地考察、参观、交流。2013年10月，英国曼切斯特大学 Simon教授专程到试验基地考察。2014年9月，挪威诺维克大学Virk教授等一行专程到试验基地参观、考察。基地与英国曼彻斯特大学等单位也已达成利用基地合作研究的意向。

三十年的专注与一心一意的付出，成就了今天的丰硕成果。谈到自己的科研生涯时，蒋兴良告诉我们：“科技创新没有诀窍，关键是要踏踏实实做事、真真诚诚做人。我经常给学生讲，不管你毕业后做什么，都要有一个正确的态度和方法。”说起现在全社会的创新热潮和建设科技强国的目标，蒋兴良感到非常兴奋，并且认为：“中央对于我国科技创新的契机十分清楚。我们中国人是非常聪明的，年轻一代有很好的天赋和条件。只要扎扎实实地做，把‘四个尊重’落实好，发挥好各方面的积极性，就一定能实现。”

雪峰山试验基地建设中，蒋兴良教授被称为“民工教授”

蒋兴良教授近照