张仁豫,高电压技术专家。1923年生于浙江绍兴农村,六岁上农村小学,后随父至上海继续上小学。小学毕业时患病又正值抗战开始,故辍学在家,翌年父病故,又随祖父至天津上中学,1944年中学毕业,进天津工商学院土木系,1946年清华复员,转学进清华电机系,1949年大学毕业,留校任教。1952年被学校派往哈尔滨工业大学进修,1954年哈尔滨工大高电压研究生毕业,仍返清华任教。从此半个世纪中一直在清华从事高电压技术的教学科研三I=作。首先是创建新专业、新实验室和新专业课,并在此基础上编写出《高电压测试技术》教科书。在60年代后期,曾与北京电表厂协作,研制成500千伏静电电压表和500千伏,0.1级自校式直流电阻分压器,分别获北京市1986、1987年科技进步三等奖。此外在绝缘技术方面亦开展一些工作。在约20年的时间内取得以下成就。 一、长期研究高压输电线路绝缘,对我国电力工业的建设和科技进步做出了卓越贡献 中华人民共和国成立后,我国电瓷厂生产仿苏产品Ⅱ一4.5型悬式瓷绝缘子,该产品尺寸大,强度低。在张仁豫教授的领导下,利用本科生毕业设计的力量,创造性地研究了悬式瓷绝缘子头部内壁的应力分布,设计出新型脚帽结构,然后与大连电瓷厂协作,对结构,材质和工艺做全面改进,在1965年和1966年先后完成146*254毫米25000磅和146*254.毫米36000磅(1磅=0.45千克)的悬式瓷绝缘子的设计和研制,尺寸大大缩小,强度成倍提高。使我国高强度小尺寸绝缘子的设计和生产达到国际先进水平,填补了国内空白,并解决了电力工业的急需。我国第一条500千伏线路上用的绝缘子就是大连电瓷厂生产的该类绝缘子,后全国数十万千米的各超高压线路上大量使用该类绝缘子,目前所用数量当以数百万只计,历年还有相当数量出口,为国家创造了大量外汇。 电瓷属脆性材料,笨重易碎,抗拉强度低又表面亲水是它的先天缺点。当大气污染日趋严重、污闪电压决定线路绝缘水平的今天,它的后一缺点日益突出。例如1990年华北地区一场大雾,500千伏和220千伏线路纷纷污闪停运,北京几成孤立电网,对电力系统安全运行及国民经济发展造成严重威胁。张仁豫教授领导下的以研究生为主力的科研组研制成以环氧玻璃芯棒和高温硫化硅橡胶伞套复合而成的棒型悬式合成绝缘子(110—500千伏)系列产品。由这两种材料组成的合成绝缘子重量轻、强度高、运行维护简单、耐污性能好。目前清华转让厂生产的合成绝缘子在线路运行数量达30万支以上,在不进行清扫维护的情况下,已有安全运行十年的记录,电力部门争相采用。这种绝缘子不仅是当前线路防污的最佳措施,还具有为特高压线路使用的美好远景。为此,该项成果获1997年国家科技进步二等奖,1996年国家教委科技进步二等奖,1991年国家“七五”重大装备攻关成果三等奖。 二、对沿染污介质表面放电,进行了从交流到直流、常压到高海拔低气压、场强到弧温、无机到有机、模型到实物的系统而全面的研究,提出一系列新理论和新观点 沿染污介质表面的放电,是高电压气体放电中的一种特殊形式。虽在本世纪初线路上已发生污闪,但对许多问题并不清楚,尤其不能概括不断出现的新情况。他们发现交直流染污放电的主要不同点在于直流电弧可以平稳发展至闪络,而交流电流每周期有两次过零,交流电弧必须在过零后重燃并恢复下才有可能继续发展。据此他们提出了新的模型和计算方法。通过实验还发现交直流染污放电虽都是沿面发展的,但表面上的电弧可能飞扬,引起间隙短路。在直流电压下正负极性电弧的飞扬情况不同,因此不同极性下的污闪电压不同。通常认为负极性下的绝缘子串的直流污闪电压偏低是对的,但若推论到单片悬式绝缘子和支柱绝缘子就不对了。在实验中还澳0到电弧弧足在临界点附近的场强是很低的,但温度却很高,达14000~C,已达钠原子的全电离温度,由此说明是高温促使在临界点电弧自动发展,而且不同电解质在相同污秽度下可能有不同的临界点和污闪电压。实验总结出低气压下交直流污闪电压随气压变化的数学模型是个指数函数,指数反映气压对污闪电压影响的程度,叫做电压降低率。直流下的降低率比交流下的小。绝缘子的结构和污秽度对降低率的影响只有当伞棱间距离较小时才显示出来。以上这些新发现和新观点共写成40余篇论文,发表在国内外的著名期刊上,另有专著《污秽绝缘放电》,受到一些专家的重视和实践中的采用。为此,获1992年国家教委科技进步甲类一等奖,1993年国家自然科学三等奖,1992年国家科技进步三等奖。 三、以面向国民经济建设主战场,培养高质量电工学科高层次人才,获1997年北京市普通高校教学成果一等奖和1997年全国惟一的一项国家教学成果特等奖 半个世纪来,张仁豫在教学和科研工作中,坚持理论联系实际,坚持科研结合教学,坚持既出成果又出人才,坚持脚踏实地又敢于创新。培养出一批在国家经济建设主战场建功立业以及在科研、高校等单位拼搏奉献的高层次人才。
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