何金良：“短期无望”的科研才最具价值

悲惨世界悲惨我

　　本报记者 陈彬
　　何金良的童年记忆中，经常会有一盏煤油灯。
* [  A- Y# g% ]　　那是在20世纪70年代的湖南长沙农村。彼时，电灯还极不普及，何金良夜晚学习时，只能与一盏小小的煤油灯相伴。“冬天还好，能稍微暖和一些；夏天在火苗旁看书，就太受罪了。”他回忆说。
8 n  J4 B3 A( b: I7 K6 }　　初中后，何金良的生活中开始有了电，有了电灯、电扇，后来又有了黑白电视机。由电带来的变化让他对电有了一份特别的感情。于是，高考结束后，他觉得自己“应该学个和电有关的专业”。回忆这段往事时，何金良已经在“和电有关”的领域奋斗了40多年。其间，他不但成为清华大学教授、“新型电力系统运行与控制”全国重点实验室的首席科学家，更凭借一项项科研成果，为我国输变电技术从落后走向国际领先作出了重要贡献。
) t3 _! r7 Z/ Q　　5月30日全国科技工作者日之际，何金良获得了2026北京市“最美科技工作者”称号。北京市“最美科技工作者”由北京市科协联合市委宣传部等部门遴选产生。
( [! O& I# Z2 }* s% @0 K3 m0 F　　给闪电建一条“泄洪渠”
　　对于自己获得的这个“最美”称号，何金良自嘲：“我一个60岁的老头子能美到哪儿？这个称号是国家对我们从事的科技工作的褒奖和鼓励。”
　　但事实上，何金良科研生涯的大部分时间都与“美”相伴。只不过，与他相伴的那份“美丽”背后，往往意味着事故甚至灾难。
　　“在很多人眼中，闪电是世界上最美丽、最壮观的自然现象，但对于电力输送，特别是超特高压输电来说，这份‘美丽’却是一个危险存在。”何金良告诉《中国科学报》，据统计，全球各国输电网发生的事故中，大约一半都是由雷电造成的。在我国跳闸率较高地区，高压线路运行的总跳闸次数中，雷击引起的次数占到50%～70%。
& R6 s6 Y3 r6 \/ h" b　　于是，如何为输电网络搭建一个有效的避雷系统，成为了何金良自工作之初便面临的难题。
　　避雷的基本原理并不复杂，简单说，就是要给闪电开辟一条“泄洪渠”，将其从输电杆塔及建筑物引导至地下。“从这个角度说，接地系统是输电线路的基本雷电防护措施，其畅通程度直接决定了防雷性能的好坏。”何金良说。
　　然而在很长一段时间里，这个问题并没有得到重视。
　　工作中，何金良意识到，让雷电流快速、安全地导入地下的关键，是要尽可能降低杆塔及变电站接地系统的散流阻力。否则，雷电流散流时遇到的阻力一旦过大，就会在塔顶形成高电位，导致线路绝缘故障，危及输电线路安全。
　　基于这一认识，何金良带领团队，先是借助地中X光成像技术，首次获得了雷电地中放电的清晰图像和发展过程，并建立了相关的理论构架；此后，他们还针对我国众多地区土壤电阻率过高、接地效果差的现状，创造性地发明了爆破降阻技术。
# {7 H6 f! }9 }  z　　“我国很多特高压线路都建在深山、岩石地区，而岩石的电阻率极高，这会导致雷电流难以快速扩散，并会在瞬间导致线路闪络。”何金良说，他们的解决方案是模仿大树根系，制造一个导电的“人造根系”，即通过适量的炸药引爆，将地下岩石炸出几百条放射状细裂缝，并在其中灌入导电泥浆，使其形成一个四通八达的地中导电网络。经测算，该技术可使百米深岩土等值电阻率降低99%，被国际同行评价为“最有效降阻技术”，并写入美国大学教科书。
) [: g1 G) U: ~% J0 n　　接地技术方面的成果已广泛应用于国内2万余座变电站和数十万公里输电线路中，结合其他防护措施，使我国超特高压系统雷击故障率降低了约90%。
1 \; l9 O1 n3 R' C7 D2 T0 P- N& @　　除此之外，何金良还前瞻布局智能电网传感技术，带领团队研制出系列高性能电力传感器，能精准捕捉电网中那些微秒级的故障，该技术荣获英国工程技术学会（IET）的工程技术创新大奖，并被评价为“迈向智慧电网的跨越式突破”。
6 J- v) c! v2 S. d　　同时，他还针对电网中的避雷器核心器件“卡脖子”难题，带领团队历经20年实现了从材料、器件到装备的全链条创新，其研发的高性能避雷器，保护效果提升了约30%，大幅提升特高压电网运行安全并降低其建设费用，同时实现以极小的投入实现大幅提升新能源系统送出能力。相关成果经产业化后，产生的经济效益已达数百亿元……
4 N* E# n4 [, D6 S: b: J　　“目前，我国因为雷电而导致的电网故障率已经是全世界最低的了。”说出这句话时，何金良的语气中满是自豪。
  f3 e! t, j8 c7 @1 w0 E; Y8 i7 B5 @　　开拓地中输电通道
　　通过对避雷技术的研发，何金良为我国的超特高压输电网络的安全运行搭建起了一座“避风港”。当这项工作完成后，他又将目光对准了别的方向。
1 s4 K- m% [) g8 R% |8 j　　彼时，已经是本世纪的第二个10年，正值我国清洁能源大规模外送以及超大城市供电需求快速增长时期。“我国电力需求快速增长，而风电、水电等清洁能源往往地理位置偏远，电力输送问题成为制约电力发展的重大问题之一。”何金良敏锐地察觉到，要解决这一问题，必须发展具有输送容量大、损耗低、环境影响小、可埋入地下等优点的直流管道和电缆输电技术。然而，由于存在核心技术瓶颈，直流输电管道一直无法实现工程应用。
4 b3 x1 A8 W2 I4 B  x6 N0 d　　“对于交流输电管道，由于电压正负来回转变，电荷不容易在绝缘件表面积聚；但直流输电管道则不同，其电压方向不变，导致电荷死死吸在绝缘表面不走，越积越多，最终会造成直流输电管道故障。”何金良说。
　　针对这一全球性技术难题，2013年底，何金良作为“973”计划项目“大容量直流电缆输电和管道输电关键基础研究”的首席科学家，带领8个单位的30名科学家，开展了一场旷日持久的协同创新研究。
　　最终，他们成功研制出了国际上首台±500千伏直流输电管道。目前，他正承担国家科技重大专项，向±800千伏特高压直流输电管道这一“无人区”进军，力求为“雅下水电”这一国家战略工程的清洁能源高效送出打造“大国重器”。
　　“雅下水电站位于雅鲁藏布江地区，地形复杂，在雪山地区如果用交流输电管道对外输送电能，就需要开凿大量输电隧道。”何金良说，但如果采用直流特高压输电管道电，由于其输送容量更大，可以减少隧道的开凿量，就能为国家节省百亿级的建设费用。
9 O3 B. H$ X0 ^# l( u　　另外他领头研发的可回收聚丙烯电缆绝缘材料，实现了电缆高温运行和大容量输送，有望解决我国电缆料长期依赖进口、被“卡脖子”的局面，实现我国电缆绝缘材料的“换道超越”。
9 L, \& u6 @+ K/ j/ l# k" c　　要适应“看不到希望”的工作
　　高压输电线路常常分布在人迹罕至、自然条件恶劣的地方，这导致何金良一年中会有很多时间在野外测绘、调查、施工……但作为清华大学的一名老师，不论多忙，他都会想方设法指导自己的每一名学生。
" j1 f1 [; z! [9 N8 h2 A& C' a　　从教几十年，何金良先后培养了64名博士和49名硕士，他们大多已成为国内外高校、科研机构与企业的中坚力量，有15 人次获国家级人才称号。
　　对于自己的学生，何金良特别希望他们能明白“科研创新究竟是怎么回事”。
　　“搞科研，就一定要明白这是一个不停探索、不停失败的过程，成功只是少数，失败才是科研的家常便饭。”何金良说，正因如此，科研工作者要适应“看不到希望”的工作。
　　何金良告诉《中国科学报》，目前他主要关注的科研方向为智能绝缘材料。他在国际上率先提出了“智能绝缘材料”概念，即设计一类绝缘材料，可以根据应用场景的变化自主调整自身的性能，也具有自主诊断功能，比如根据自身的老化程度，材料能自动变化不同颜色，同时还具有自动修复的功能。
　　在这些想法被提出之初，很多人都说何金良是在“瞎胡闹”，认为它们不可能实现。然而，何金良指导博士生经过5年的刻苦钻研后，在原理上实现了材料的自动修复功能；具有自主诊断功能的材料也已经在原理上实现，只不过花费的时间更长。
( m+ K' h7 g+ n6 V+ p　　“任何一项有价值的科研都需要长期付出，所以我们要有这样的思维——如果一项工作在一两年内就能看到希望，那往往是不值得做的，因为你看到的希望，别人也能看到。”何金良说，只有当一项工作在短期内看不到任何希望，甚至被认为是“天方夜谭”，那才可能是你真正值得去开发的“富矿”。
. r8 Z% {7 B$ a1 W3 l- \　　“这样的工作往往会有更大的价值，更重要的是，在相当长的时间里，它会给你一个没有竞争的宽松环境。”何金良书说，“作为科研人员，我们最为追求的是从无到有的原始创新。”

　　何金良作为大会主席举办第一届全国防雷大会。受访者供图

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　　何金良主持环保电缆研制。受访者供图

　　何金良在110kV环保电缆安装现场。受访者供图

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