陕西企业参与研发的全球首套±800千伏特高压直流量子电流传感器投入运行，让我国在特高压量子传感技术领域实现了“从0到1”的飞跃——

开启电网监测“量子之眼”时代

4月8日，西安西电高压开关有限责任公司科技人员在柳州换流站查看设备运行情况（资料照片）。受访者供图

4月8日15时34分，全球首套±800千伏特高压直流量子电流传感器在昆柳龙直流工程柳州换流站成功投入运行超过72小时。西安西电高压开关有限责任公司（以下简称“西开有限”）参与了设备研发，为我国电力领域量子传感技术取得重大突破作出贡献。

记者连线了在柳州换流站现场查看设备运行情况的西开有限科研人员张春基。张春基介绍，这套传感器就像电网中的超级电流显微镜，为电力安全构筑了全新的防线。在此之前，国际上尚没有如此电压等级的直流量子电流传感器。该设备的成功应用，让我国在特高压量子传感技术领域实现了“从0到1”的目标，并跃升为该项技术的全球领跑者。

当天，记者走进西开有限，了解这一研发成果背后的陕西智慧与陕西力量。

■ 寻找“量子之眼”

全球首套±800千伏特高压直流量子电流传感器由南方电网数字电网研究院股份有限公司牵头，西开有限等单位联合研制。

“这个产品如同给电站安上了测量电流的‘量子之眼’。”西开有限副总经理李强说。

在电网安全稳定运行中，电流传感器扮演着“守护者”的角色，主要用于实时监测输电线路中的电流变化。但传统电流传感器普遍存在动态测量范围内灵敏度较弱的问题，在测量范围大、精度要求高的应用场景下常常“看不清”电流的细微变化。

而这套传感器凭借金刚石中氮-空位色心（NV色心）的量子特性，使电站敏锐监测电流变化。

“这种量子电流传感器要求能够测量1毫安至10千安的电流，这个跨度相当于从手机充电电流到三峡电站的输出电流。测量的数据还必须既精准又稳定。”李强介绍。

“实现大跨度电流的精准测量，需要通过激光与微波共同激发金刚石NV色心，捕捉电流产生的磁场变化，从而得到电流数值。”西开有限技术中心主任刘伟说，“2024年1月，西开有限派出12名科研人员组成团队，正式开始对该项技术的关键难点进行科研攻关。”

■ 实现“从0到1”

研发之初，科研团队没有图纸、没有可借鉴的经验。想要完成目标，必须攻关高电压量子测量产品的绝缘结构设计和高电位大功率激光供电技术，填补国内在该领域的技术空白。

相关产品要经受起1950千伏的雷电冲击耐受电压、1224千伏直流耐受电压。因此，研发人员需要对产品绝缘结构进行反复优化，确保其在高电压运行时的绝缘可靠性。

“绝缘试验是最惊险的，直流耐受电压相当于家用电压的5000多倍。我们的目标是让产品的绝缘性能一次通过试验。”科研人员雷鹏回忆。

高电位激光供电是为产品的高电位电子设备提供电能。以往，激光供电的能量为毫瓦级。为保证供电可靠性，电站的产品采用进口激光器和激光能量转换器进行高电位供能。这套传感器需要更高功率的激光供电，但高电位大功率激光供电技术在国内外都没有成熟应用的产品。

科研人员张振兴告诉记者：“我们在研发中采用了‘多通道并列冗余’激光供电方案，使用国产器件，让高电位大功率激光供电技术摆脱了对进口激光器的依赖，把激光能量传输功率提升了20倍，极大提高了我国特高压电器设备高电位激光供电的技术水平。”

“绝缘试验时，大家都很紧张。试验顺利通过，得益于我们研发过程中的精确仿真和技术积累。”雷鹏告诉记者。

作为团队负责人，张春基表示：“很自豪能参与这次研发。在这次研发中，团队突破了量子测量、高压绝缘、激光供电和数字通信等多项核心技术。”

■ 做出中国精品

不到两年时间，这个国际领先的重大科研项目就完成了研发并成功落地应用。这就是中国团队、中国智慧。

“从项目申报、科技人才培养到产品应用推广，我们建立了标准化的流程体系。”西开有限技术中心副主任王亚锋介绍，“公司紧跟国家每年发布的科技项目指南，联合南方电网数字电网研究院股份有限公司等单位，组成了一支强大的科研联合团队，申报了这一国家重点项目。”

项目确定后，西开有限以“揭榜挂帅”形式，鼓励技术骨干参与研发，为他们提供充分发挥才干的机会。

“在立项评审阶段，各团队齐聚一堂，比拼实力。”西开有限技术中心党支部副书记杨伟卫说，“每个团队都详细介绍了自己的技术优势、人员配备和执行能力，汇报了项目预算、周期以及所需资源等。”

公司科技创新委员会对每个科研团队进行严格评审、综合考量后，最终择优确定了承接项目的科研团队。

在研发阶段，公司以每周的例会和阶段性复盘确保项目按计划推进，实现“计划在先、执行到位”的目标。

“我们秉承‘一次干对、一次干好’的理念，以做出中国精品为目标，确保为国家建设提供一流的智慧方案，实现从科研技术到市场应用的快速转化。”李强说。

记者 杜玮