张晓琴使用气体检漏仪在现场开展设备六氟化硫检测

本报记者 谢丹娜

十年攻关，只为让一种气体不再“逃逸”——国网江苏电科院输变电技术研究所主任工程师张晓琴带领团队，将六氟化硫的防漏、回收、再用技术打通，实现全生命周期近零排放。手捧2025年度国家科学技术进步奖二等奖证书，这位全国五一劳动奖章获得者说：“看到自己的创新成果能够解决生产一线难题，那种成就感无可替代。”

极速突破：

18小时→40分钟

2014年，张晓琴从南京大学化学系硕士毕业，入职国网江苏电科院，成为朱洪斌劳模创新工作室的一员。“标准方法为什么这么做？”“有没有什么不足之处？”“还有没有更好的解决方法？”师父朱洪斌的谆谆教诲，照亮了张晓琴前行的道路。在生产支撑、技术监督、故障分析等领域，她潜心研究，逐步踏上了技术自主创新之路。

2015年，张晓琴在开展六氟化硫气体检测的时候，发现传统检测的局限：样品必须送至固定实验室，单个检测耗时长达18小时，无法满足特高压工程大规模用气的时效要求。“普通变电站的气体检测尚能应付，特高压工程所需六氟化硫气体量是常规变电站的几十倍，沿用传统方式势必影响工程建设进度。”张晓琴明白，技术创新迫在眉睫。

针对六氟化硫9项杂质指标中5项无法准确检测的难点，张晓琴聚焦酸性杂质分离痛点，从化学原理出发分析，提出pH平移倍增测量方法，实现一步吸收、分步测量的灵敏检测。2018年，六氟化硫气体一体化检测装置第四代产品研发成功，实现了9项杂质指标的一体化检测，将单个检测时间缩短至40分钟，检测效率提升27倍，解决了行业40多年的难题。2019年，“万里长江第一廊”苏通GIL管廊建设，因为有了新装置，原本一年半的气体验收时间不到一个月就完成，助力工程如期投运。目前，装置已应用于18个国家重点工程。

极限攻关：

拿下“最后的百分点”

如果说快速检测是打赢了“前哨战”，那么随着国家“双碳”战略的深入推进，如何彻底管住六氟化硫气体在全生命周期内的“跑冒滴漏”，则是一场更艰巨的“减排攻坚战”。

第一道关是解决密封防漏问题，针对设备运行过程中的气体泄漏问题，团队创新研发“复合胶体即时密封”泄漏防控技术，实现六氟化硫分子级阻漏。研制的复合胶体材料内置阻抗传感单元，可实时监测气室微压力变化、秒级定位气体漏点并自动报警。

第二道关是解决高效回收问题，六氟化硫气体分子大、密度大，在设备检修和退役时，使用常规压缩机抽气回收时，总会有3.5%至5%的气体因吸附、残留而无法回收，这将会导致气体在设备开盖的瞬间逸散。

“以一套储存1000千克气体的电力设备为例，传统方法会造成至少35千克气体残留，这不仅是资源浪费，更是环境负担。”张晓琴决心攻克这“最后的百分点”。

经过深入研究，她提出了氮气循环洗脱回收方法，即先回收纯六氟化硫气体，当气室绝对压力值达到一定值时，再充入氮气洗脱剩余的六氟化硫气体，从而实现六氟化硫气体的近乎全部回收。思路看似清晰，但工程实现的难点在于：如何高效、经济地将洗脱后混合气体中的六氟化硫与氮气分开？

张晓琴带领团队筛选了数十种高分子半透膜材料，在一次次通气实验、数据分析中，寻找到能精准“筛选”分子的“筛子”。最终，一种特殊结构的中空纤维膜被选中，通过精确控制气体流速、压力与温度等关键参数，它能像守门员一样，有效拦截六氟化硫大分子，同时允许氮气、氧气等小分子顺利通过。

成功研制出“六氟化硫现场充氮循环洗脱回收装置”，将回收率提升至99.9%，回收时间从12小时缩短至1.4小时。紧接着，配套的移动式净化处理装置也被研发出来，实现了回收气体的现场快速提纯，达到“新气”标准，实现回收排放近零可直接回用于电网设备。

目前，9辆回收净化一体化作业车在国网江苏电力配备应用，可在两小时内到达检修现场，实现六氟化硫的现场回收、净化与回充。

智慧赋能：

气体管控贯穿全生命周期

技术创新解决了“点”上的难题，近年来，随着六氟化硫气体检测、回收工作越来越多，多个变电站现场同时开展作业的情况时有发生，如何实现全省域、全流程的精准管控与闭环管理？张晓琴的思考进入了新维度：必须借助数字化的力量，构建智慧管控体系。

2022年，国内外首个六氟化硫数字化管控平台在江苏落地。该平台可对六氟化硫从在电网“入网”到“退役”的全生命周期进行智慧化管控，让气体的去向都有据可查、每一个环节的排放尽在掌控。

2025年1月，由国网江苏电科院牵头制定的我国首个六氟化硫气体循环再利用国家标准正式施行，为全行业提供了从检测、回收到净化再用的全流程规范。

截至目前，项目研发的8类配套装置已在31个省（区、市）电力系统实现规模化应用，有力保障了白鹤滩水电送出、苏通GIL综合管廊工程等18个国家重点工程的近零排放要求，实现万吨级六氟化硫低碳、安全使用。相关技术已辐射至化工、交通、芯片制造等领域，并出口至瑞士、新加坡等16个国家。近3年，项目带动直接经济效益超10亿元，其带来的生态效益更是难以估量。

匠心传承：

师徒同登国家科技最高领奖台

“我能取得一点成绩，跟江苏经济实力强、重大工程多，而且一直走在全国科技创新前列，是分不开的。”张晓琴说，“国网有‘师带徒’的传承，有创新攻关通道，让我们一线职工在解决生产难题中找到价值。江苏也建成了‘党政支持、工会组织、劳模引领、职工参与、岗位创新’的职工技术创新工作体系，给了我非常大的帮助和激励。”

张晓琴告诉记者，一定程度上，自己是站在了师父的肩膀上。“我只要有好想法就敢去做，不怕做不出来，因为我知道有师父在托底。”她的师父朱洪斌是全国劳模、我国油气检测领域领军人物，荣获2016年度国家科学技术进步奖二等奖。师徒二人先后站上国家科学技术最高领奖台，成为劳模精神、劳动精神、工匠精神传承不息的生动写照。

“朱洪斌劳模创新工作室”已更名为“朱洪斌—张晓琴劳模创新工作室”，张晓琴也带了一名年轻的博士徒弟。如今载誉而归，张晓琴团队又紧锣密鼓地投入到洁净空气绝缘性能检测关键技术攻关、500千伏绿色环保天然酯绝缘油变压器试验验证攻关中去，在推动电力设备绿色化、降低碳排放的路上，继续前行。