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        竺紅衛:創“芯”故障電弧探測技術 黑科技防范電氣火災

        網站首頁    新聞動態    竺紅衛:創“芯”故障電弧探測技術 黑科技防范電氣火災
         
        • 竺紅衛
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          浙江大學微納電子學院副教授,浙江大學電子科學與技術專業博士,研究方向為集成電路EDA,嵌入式系統應用,機器學習算法,智能電器及電氣安全,故障電弧AFD/AFDD探測。

         

         

             

             電弧,俗稱打火,是一種電壓擊穿空氣產生的放電現象,放電時會產生高溫高熱,比如閃電。這種放電現象不僅存在于自然界,也存在于我們的日常生活,故障電弧就是其中之一,它指的是用電線路當中發生了電弧打火。當線路老化、電器插頭松動,家用電器的電源線、內部線束或零部件絕緣破損時都會發生故障電弧。

         

          

         

         

         

             

              根據《2018中國消防年鑒》統計,全國電氣火災比例逐年攀升!經濟發達的浙江省和廣東省,電氣火災占比均超過50%。全國每年發生的電氣火災超10萬起,全國70%的重特大火災是電氣火災!而電氣火災中80%以上是由故障電弧引起。

              如何有效識別故障電弧并提前預警,成了產業界高度關注的問題,而這就是浙大微納電子學院竺紅衛老師深耕的方向。

         

         

         

         

           

         

         

           

              他用運用獨特算法,創新地研發出故障電弧探測芯片,有效預警并減少因故障電弧引起的電氣火災,相關產品廣泛應用于港珠澳大橋、北京大興機場、杭州亞運會主場館、上海養老院、頤和園、西安鼓樓等國家、省、市重大工程中,為智慧消防、智慧用電等產業變革帶來新可能。

         

         

         

        近十年如一日

        故障電弧探測技術“芯”突破

         

         

             

             竺老師說,其實最初接觸到故障電弧,是一次跨專業研究項目的機緣巧合。通過查閱文獻資料,他發現,故障電弧引發電氣火災十分嚴重,每年都造成了巨額損失和人員傷亡。

              所學須有所用,所用之處須解決產業痛點、社會問題。抱著這個信念,竺老師就此踏上了故障電弧探測技術的創“芯”之路,一走就是近十年。

             竺老師發揮專業特長,他所研發的芯片軟硬結合,擁有獨特的持續學習能力的人工智能神經網絡算法,并能夠和故障電弧斷路器和故障電弧智能斷路器充分結合,精準識別故障電弧,且能有效阻止因故障電弧引發的火災。

         

         

         

         

         

         

         

         

         

             

             2015年,竺老師的首款AFD/AFDD專用模擬信號處理芯片實現量產;

             2017年年末,AFD成為首家通過沈陽消防所功能測試;

             2019年7月,AFD/AFDD專用數字處理芯片量實現產;

             2019年8月底,已有10余家客戶通過沈陽消防所AFD國標功能委托或認證測試。

         

             安全無止境,創“芯”不止步。

         

              國家標準對AFDD電弧故障斷路器的最低電流是3A,但對于竺老師來說,做到標準還遠遠不夠。經過反復調研,他發現現實生活中,很多電弧故障都是發生在待機狀態中的,而這個狀態下的電流標準遠遠沒有達到3A。

             打個比方,電冰箱、空調等電器處于關機狀態時,表面看不會有電氣火災隱患,但只要插電了,外機主控板就會有小電流,雖然可能只有0.2A,依舊可能發生電弧故障并誘發火災。如果都按照3A標準去設計故障電弧探測芯片,不少實際故障就會成為“漏網之魚”。

             正因如此,精益求精的竺老師將目標鎖定在研發更低電流狀態下的故障電弧探測技術。經過近3年的研發,在特定負載下,0.2A電流,竺教授的芯片能準確識別,并加以判斷,遠高于標準15倍!

             不僅如此,通過技術的改良,竺老師的探測芯片技術還能適應我國復雜的電網環境,實現故障的精準判斷。

         

         

         

        跨界交流   集成創新

         

             

             打破行業壁壘,推進集成創新。

             竺老師說,當今世界,無論是科技創新還是產業創新都不是單打獨斗,而是攜手共進,合作共贏。

             以故障電弧探測芯片技術為例,如果要想它在現實生活中發揮作用,光靠芯片技術還不夠,必須與整機完美結合,才能發揮作用。

             所以,多年以來,竺老師一直與多家電器和斷路器等整機企業進行深度合作,共同創新。竺老師的團隊主要提供核心電路和芯片技術,只有硬幣大小的芯片鑲嵌到不同類型的產品中,在我們看不到的地方默默守護大家的用電安全。

             在竺老師眼中,創新推廣和技術創新同樣重要,技術只有推廣普及才能造福社會。他認為,當下正是故障電弧探測芯片和低壓電器行業深度融合的好時機。

             日常使用中的斷路器,漏電保護器等只能保護漏電,短路,過載,過壓等現象,但不能保護線路老化等引發的故障電弧。 他希望,通過自己的努力,不斷推進科技創新與產業創新的聯動,從芯片行業出發,輻射低壓電器產業,助推相關產品的升級迭代和產業的升級轉型。

         

         

         

         

         

         

         

         

        像凌石一樣堅持創新

         

         

           

              做創新,和做學術一樣,要耐得住寂寞。

              采訪接近尾聲,竺老師問小編:你知道凌石嗎?在海外星外,在陽光難以抵達的地方,有一些漂浮在太空中的石頭,它們被冰地幔裹著的結實內核,默默地、執著地旋轉著,就像被天生的使命所驅使著永不停息,有人把這些石頭叫做凌石。

              堅持創新的人,就像是這些凌石。在那些沒有陽光的日子里,我們要面對未知困難,要學會與寂寞相處,更要學會相信未來,用信仰支持自己永不放棄。

              這種信仰既是對科學技術的信任,又是幫助人們實現更加美好生活的初心。

              曾經有一次,竺老師去銀行辦業務,意外發現銀行里用的都是自己研發的產品。“這種感覺太幸福了,就像是歌手聽到大街小巷都在放自己的唱片!”竺老師笑笑說,“讓更多人用上更為安全方便的產品,或許每個堅持創新做產品的人都一個這樣的小小夢想吧!”

              工作之余,竺老師還喜歡讀書。從馬爾克斯、??思{到川端康成,從魔幻現實主義、先鋒主義到新感覺派,他都如數家珍。竺老師說,文學給自己打開了另一個看世界的窗口,尤其是海明威的作品,給自己留下非常深刻的影響。永不言棄,堅持到底,或許就是創“芯”人和這位硬漢作家內在相通的靈魂吧!

         

         

         

         

         

         

        2021年5月12日 14:30
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