全球首套±800千伏特高壓直流量子電流傳感器研制成功

　　量子科技是重大顛覆性創(chuàng )新的潛在領(lǐng)域，已成為新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的國際前沿焦點(diǎn)，也是2024年全國兩會(huì )期間代表委員關(guān)注的熱點(diǎn)，2024年政府工作報告提出“將制定未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規劃，開(kāi)辟量子技術(shù)、生命科學(xué)等新賽道，創(chuàng )建一批未來(lái)產(chǎn)業(yè)先導區。”

　　近日，中國電氣裝備所屬中國西電西開(kāi)有限參與的國家重點(diǎn)研發(fā)項目“寬溫域高精度量子電流敏感元件及傳感器”取得重要突破。該項目成功研制出全球首套±800千伏特高壓直流量子電流傳感器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“量子電流傳感器”)，并在西高院順利完成絕緣性能、寬量程寬頻帶測量性能等全套性能試驗，標志著(zhù)我國在量子精密測量領(lǐng)域實(shí)現重大跨越，搶占了全球量子電力傳感技術(shù)制高點(diǎn)，對推動(dòng)行業(yè)技術(shù)革新、提升我國在國際高端技術(shù)領(lǐng)域的話(huà)語(yǔ)權具有重要意義。

　　首創(chuàng )特高壓量子傳感

　　超精測控登頂國際巔峰

　　該傳感器采用鉆石系綜氮—空位(NV)色心磁測量技術(shù)，利用金剛石內部獨特的量子特性，通過(guò)檢測電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)，實(shí)現非接觸電流測量，并針對電力系統寬溫域、強電磁場(chǎng)、高電壓的復雜環(huán)境開(kāi)展工程化設計與改造。目前，產(chǎn)品已順利通過(guò)國家級新產(chǎn)品技術(shù)鑒定，綜合技術(shù)性能達到國際領(lǐng)先水平。

　　該量子電流傳感器首次實(shí)現1毫安至10千安范圍內、萬(wàn)分之六的寬量程、高精度電流測量，為電網(wǎng)設備運行狀態(tài)全面感知提供了更加精細化的解決方案。

　　本次研制的量子電流傳感器是世界首個(gè)可以應用到±800千伏特高壓直流輸電線(xiàn)路的量子電流傳感器，解決了傳感器在電網(wǎng)強磁高壓環(huán)境下的非侵入電流測量技術(shù)難題。

　　由于量子的加持，能夠實(shí)現其它傳感器不具備的超大范圍、超高精度和高穩定的電流測量。能看得更遠、聽(tīng)得更清晰，既能精準感知毫安級別的極微弱電流，又能測量10千安級別的短路大電流，滿(mǎn)足新型電力系統建設中電流全域精準感知需求。

　　聚力攻堅量子技術(shù)

　　多維創(chuàng )新破局研發(fā)壁壘

　　西開(kāi)有限依托南網(wǎng)數研院牽頭的國家重大研發(fā)項目，憑借自身在互感器技術(shù)領(lǐng)域的長(cháng)期技術(shù)積累，與課題組聯(lián)合研發(fā)單位一起，針對量子測量原創(chuàng )技術(shù)進(jìn)行科研攻關(guān)，分別從機理研究、電磁屏蔽、結構設計、防護等級、通信與數據處理、供能設計等多個(gè)關(guān)鍵維度進(jìn)行具有針對性和開(kāi)創(chuàng )性的研究，成功集成制備了特高壓工程用量子電流傳感器，實(shí)現了從0到1的突破。面對研發(fā)樣機形態(tài)多、研究?jì)热輨?chuàng )新性強、研發(fā)任務(wù)艱巨繁重等挑戰，西開(kāi)有限高度重視，各部門(mén)積極聯(lián)動(dòng)、協(xié)同合作，克服重重困難，完成試品研制工作，確保項目最終順利通過(guò)全套性能試驗，具備工程供貨條件。

　　協(xié)同突破試驗困境

　　智匯經(jīng)驗筑基行業(yè)標桿

　　作為量子電流傳感器的核心承檢單位，西高院面對試品種類(lèi)新穎、缺乏可借鑒先例、試驗回路搭建及試驗參數計算等諸多挑戰，憑借其豐富的實(shí)踐經(jīng)驗和專(zhuān)業(yè)能力，全力保證項目順利推進(jìn)。試驗工程師積極與研發(fā)團隊溝通試驗細節，從安裝到試驗，從圖紙到現場(chǎng)，始終保持兢兢業(yè)業(yè)、一絲不茍的態(tài)度，針對試品提出改進(jìn)建議，為優(yōu)化方向提供有價(jià)值的思路。為充分利用各檢測室的試驗資源，工程師們深入挖掘每一項潛在優(yōu)勢，積極探索試品新穎的結構功能，總結試驗特征并積累寶貴經(jīng)驗。最終，順利完成量子電流傳感器的絕緣性能、寬量程寬頻帶測量性能等全部性能試驗。

　　未來(lái)，中國電氣裝備將積極發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，參與量子科技相關(guān)項目，利用深厚的技術(shù)積累和豐富的試驗經(jīng)驗，加快推進(jìn)量子傳感器的可靠性升級和在特高壓電網(wǎng)的工程化應用，進(jìn)一步推進(jìn)量子電流傳感器向新能源、工業(yè)、交通等多個(gè)領(lǐng)域的電流監測場(chǎng)景拓展應用，為數字電網(wǎng)、數字能源和數字中國提供先進(jìn)的狀態(tài)感知裝備!(文字 | 張春基 楊忠州)