覆冰早知道 湖南电网防灾减灾技术居国际领先水平

正在对电网进行融冰的直流融冰装置。

电网融冰现场。

国网湖南防灾减灾中心监测室，摄像头拍摄的常德壶瓶山某电塔实景。一张照片从被拍摄到被传送回监测室最快不到一分钟。

　　湖南壶瓶山上的某条输电线路未来一周内是否会覆冰？冰情会是怎样？这个事，国家电网湖南省电力公司防灾减灾中心知道。

　　不仅是湖南，作为国家电网公司唯一的输变电设备防灾减灾技术重点实验室，目前在输电线路防冰工作方面，国网湖南防灾减灾中心已经服务到南方容易覆冰的湖南、江西、浙江、安徽、重庆等10个省份，开展电网覆冰长、中、短期预测。

　　除了覆冰，对电网安全稳定运行可能有重大影响的还有山火。目前，国网湖南防灾减灾中心也已开展国网12省市的山火预报与监测，并创下清明节无雨日湖南电网零跳闸的记录。

　　1月8日与10日，国网湖南防灾减灾中心完成的针对防山火与防冰融冰的4个科研项目，分别通过了中国电机工程学会组织的技术鉴定。中国科学院专家对国家电网公司在电网防灾减灾领域取得的成就给予了高度评价，鉴定这4个项目均为“国际领先水平”。

　　电网冰情预测

　　2008年南方地区的冰灾让人记忆深刻，当时电网损失重大。此后，每逢冰雪灾害，人们心中总是不禁有疑问：会影响供电吗？如今电网抗冰能力是否有提升？电网人是否还谈冰色变？

　　国网湖南省电力公司防灾减灾中心副主任张红先介绍，电网冰情预测预报是世界性难题，真正意义上可以证明我国电网从惧怕冰灾转变为从容应对、降伏冰灾是“电网大范围冰冻灾害预防与治理关键技术及成套装备”项目的成功。该项目于2014年1月10日，荣获了2013年度国家科学技术进步奖一等奖。

　　电网为什么会覆冰？为什么南方输电线路的覆冰强度会远远超过气温更低的北方？

　　对这个问题，相关研究人员给出的解释是，北方冬季由于气温较低，降下的是纯雪，不容易结成冰。而南方由于湿度较大、大多数时候下的是冻雨，冻雨遇到物体极易结成冰，而且会一层一层越结越厚。这就使得南方遭遇的冰冻强度、范围、持续时间都超过了北方。

　　要想准确预测电网覆冰，这些显然不够。国网湖南防灾减灾中心主任陆佳政和覆冰预测攻关组成员收集整理了过去60年间湖南的覆冰资料，绘制了上万张太阳黑子、副热带高压、电网地形等因子与覆冰的关系图，力图从海量的数据资料中分析寻找各因子的影响与规律。

　　最终，陆佳政等人发现了影响电网覆冰的17个关键因子，首次揭示了“日地气耦合”电网覆冰规律，提出了电网覆冰长、中、短期预报方法，开发了国际首套电网覆冰自动预报系统。电网冰情预测预报这一世界性难题被陆佳政带领的研究队伍成功攻克。随后，预报系统在多省应用表明，长、中、短期预测准确率分别高达90%、83.9%、98%。

　　覆冰监测

　　观察覆冰绝不是设一个瞭望哨或装一个摄像头那么简单。不仅要能看清楚，还要不受恶劣天气影响；不仅能看得准，还要能测出覆冰有多厚。在线监测+直升机/无人机+人工观察，让电网人真正有了一双全天候的“千里眼”。

　　覆冰在线监测系统的应用改变了过去纯靠人力观测的状况，大幅降低了观测人员的劳动强度。然而，冰情监测摄像头却要随时经受冰雪等恶劣天气的考验。

　　摄像头发生结冰或被浓雾覆盖，无法清晰拍摄现场冰情，怎么办？怎样才能最大限度发挥摄像头的作用？

　　国网湖南防灾减灾中心研究人员先后制定了数十种技术方案，并对每一种方案在零下15摄氏度以下的人工气候室进行反复实验验证。经过300余次试验和改进，研究人员终于研制出了具有覆冰图像防雾、抗电磁干扰能力强等特点的红外动态图像监测装置，为开发高可靠性的输电线路覆冰自动监测系统奠定了基础。

　　新系统还可自动识别覆冰厚度，提供清晰的现场实时覆冰信息，监测精度达1毫米，可靠性达92%，决策效率提高了95%，已在湖南、广东等地区布点340余套，运行可靠性高，目前仍在积极推广中。

　　2012年12月，郴州电网出现重冰区，当时覆冰系统实时监测到输电线路覆冰最厚达40毫米。有了“千里眼”的帮助，抢险人员于第一时间迅速出动，赢得了宝贵的抗击冰冻灾害时间。

　　防冻融冰

　　用木棒人工敲除输电线路上的覆冰曾被认为是最有效的方法。现在，电网员工融冰的手段已经今非昔比：3个系列9种型号直流融冰装置，涵盖10千伏到500千伏各个电压等级，90分钟内可实现上百千米线路融冰。人工敲冰，有了专业工具。

　　湖南隆回小沙江供电所所长刘军说，同样的线路过去组织30多人分成3组，敲敲打打地忙碌一整天才能完成任务；利用融冰工具，现在只需线路维护班6个人出动，用一个多小时就可以完成融冰任务。

　　张红先介绍，近年来，根据实际应用需要，国网湖南防灾减灾中心陆续开发了3个系列9种型号的直流融冰装置，涵盖了从10千伏到500千伏各个电压等级。针对特高压线路开发的直流融冰装置也已经通过验收，即将投入实际应用。

　　直流融冰装置90分钟内可实现上百公里线路融冰，目前已在南方冰灾易发省份推广应用100多套，成功实施了数百次现场融冰，融冰成功率达100%，节省线路抗冰改造投资达63.5亿元。

　　要想实现电网“抗冰”，只有强健电网筋骨。2008年低温雨雪冰冻灾害后，国网湖南防灾减灾中心的研究人员注意到，在冰灾中，大量输电线路因发生冰闪而跳闸停电。研究人员因此确立了开展复合绝缘子防冰闪试验研究的突破方向。

　　在陆佳政的带领下，项目组人员坚持完成了上千次冰闪试验，终于攻克了电网防冰闪停电关键技术，发明了高可靠性的防冰闪复合绝缘子，线路冰闪跳闸率降低了90%。目前，防冰闪复合绝缘子已在220千伏及以上线路推广应用8000多支，有效防止冰凌桥接，减少污秽晶析，应用线路未发生一起冰闪跳闸事故。

　　除了覆冰，对电网安全稳定运行可能有重大影响的还有山火。在输电线路防山火方面，目前国网湖南防灾减灾中心开展了国网12省市的山火预报与监测。

　　截至目前，该中心准确监测到国网220kV及以上线路山火达1200多处；发明系列防山火装备和高效灭火液，已在国网推广应用160多套。应用中心研发装备扑灭现场山火80余起，并创下了清明节无雨日湖南电网零跳闸的记录，获帅总及国网运检部表彰。

　　1月8日与10日，国网湖南省电力公司防灾减灾中心完成的“电网山火致灾机理研究、监测预警及防治关键技术与装备”、“输电线路防冰实验室关键技术研究及应用”、“基于长中短期精细化预报的电网冰灾智能预警系统研发”、“特高压输电线路直流融冰关键技术研究及装备研制”四个科研项目，分别通过了中国电机工程学会组织的技术鉴定。

　　中国科学院专家对国家电网公司在电网防灾减灾领域取得的成就给予了高度评价，鉴定这4个项目均为“国际领先水平”。

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 国网湖南防灾减灾中心介绍

　　国网湖南防灾减灾中心于2014年9月3日正式成为国网湖南省电力公司直属二级机构，主要职责：负责对电网安全稳定运行有重大影响的自然灾害机理、预测、监测、防治措施、应急处置等技术的研究、推广工作；负责电网防灾减灾技术装备的运维工作；负责电网主要灾害的预测与预警工作；负责国网26省输电线路覆冰、山火预测预警工作。

　　目前，设综合管理部1个职能部门，国网输电线路覆冰预测预警中心、国网输电线路山火监测预警中心、灾害模拟与机理研究室、灾害预测与监测技术室、防灾措施研究室、灾害评估与应急研究室6个业务部门。在职员工32人，其中，国家中青年科技创新领军人才1人、国网专业领军人才3人，博士9人、硕士13人。

来源：红网