4月5日14時42分，昆柳龍直流工程柳州換流站內，在±800千伏電壓環境下，量子電流傳感器與傳統純光互感器的紅色波形一致。“接線順利，波形一致，運行正常！”振奮的聲音在現場的上空飄蕩著，宣告著量子電流傳感器的調試成功。
時間倒回20小時以前。廣西柳州郊外，高大的鐵塔在探照燈下泛著冷光。南方電網量子傳感器研發團隊正在進行掛網前的最后一次聯調。立方體銀色金屬盒靜靜躺在工作臺上，內里是一顆“鉆石芯”，一根光纖絕緣子從盒體延伸而出——這是本次掛網的量子傳感器的本體。
量子傳感器的核心是人工培育的金剛石氮—空位色心。這種原子級缺陷的電子自旋態對磁場極其敏感，可探測地球磁場兩億分之一的變化，具備量子特性。通過硅片鍵合封裝技術將金剛石與光纖耦合，磁場信號便轉化為電信號，可實現對于電流的毫安級測量。南方電網傳感器公司三級專業技術專家王志明博士指著伸出的光纖介紹，“光纖用來供電和傳輸信號，我們正在加緊研發無源無線的版本，到時候就沒有這根‘尾巴’了!”
在實驗室表現完美的測量數據，在超高壓應用現場遭遇了沖擊。調試屏幕上的波形劇烈抖動后突然黑屏。“這是激光器功率衰減導致的關機。”王志明解釋道。
“在現有產品的激光器功率下怎么保證關機時數據功能的不間斷？怎么從根本上解決問題？”夜色越來越深，現場的討論聲愈發熱烈。最后團隊達成一致，從軟件硬件兩手抓：一方面通過編寫程序自動監測激光器的功率，確保功率低于標準時系統能夠自動重啟，且不影響數據的正常傳輸。另一方面加快升級激光器硬件配置，確保從根本上解決這一問題。經過十余次測試，系統恢復穩定。
挑戰接踵而至。直徑50厘米的管母導體表面，強磁場和高壓環境導致信號干擾遠超實驗室條件。“這次掛網測量點要同時測交流和直流。由于管母結構下直流和交流的校準系數不同，就像用一個萬用表要同時測量電流和電壓，平時我們是要切換檔位，現在要同時測量。”王志明介紹。當直流校準準確時，交流數據就會失真；反之亦然。最后，決定采取開環補償方案，按照交流方式校準后，對測量結果實時進行直流校準系數補償。由此，校準難題被成功攻克。
深夜的空氣泛起陣陣潮濕，正逢廣西“回南天”，室內濕度已達97%，團隊緊急加裝防潮模塊。“量子芯片比嬰兒皮膚還敏感，一點點水汽就能讓系統癱瘓。”王志明說。
4月5日的吊裝現場，機械臂托起銀色方盒升向20米高的管母，量子傳感器穩穩當當地落在均壓環上，與線路相嵌。接線完成后，當傳感器與導線接觸的瞬間，屏幕躍起綠色數據流。王志明不自覺松開一直抱緊的手臂，“今晚終于可以睡個好覺了。”他揉著發僵的肩膀笑道。
當山風掠過特高壓線路，這個內嵌“鉆石芯”銀色金屬盒靜悄悄地運轉著，或將改寫電力監測的歷史。
南網報記者 張玲 通訊員 呂前程 張娜 胡倩
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