5月27日，在湖南長沙的電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，算力達(dá)到每秒2000萬億次的電網(wǎng)災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)警超級(jí)計(jì)算平臺(tái)飛速運(yùn)轉(zhuǎn)，屏幕上動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)湖南省復(fù)雜地形圖并疊加代表不同雷暴風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的色塊，顯示出未來7天湖南電網(wǎng)雷暴災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果。

2015年，依托國網(wǎng)湖南電力防災(zāi)減災(zāi)中心，電網(wǎng)輸變電設(shè)備防災(zāi)減災(zāi)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室獲批成立。2023年，該實(shí)驗(yàn)室重組為電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，是國家電網(wǎng)公司首個(gè)依托省級(jí)電力公司成立的全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室長期深耕電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)領(lǐng)域，致力于防災(zāi)科技自主創(chuàng)新和推廣，組建了一支以中國工程院院士、電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任陸佳政為帶頭人，專家團(tuán)隊(duì)為核心，電力、材料、氣象、信息等多專業(yè)高學(xué)歷技術(shù)人才為骨干的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，在電網(wǎng)防冰、防火、防雷，新能源防災(zāi)等方面形成了一批重大技術(shù)成果。

▲實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員開展電網(wǎng)覆冰預(yù)測(cè)技術(shù)研究

實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)曾獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、中國專利金獎(jiǎng)各1項(xiàng)，獲省部級(jí)一、二等獎(jiǎng)30多項(xiàng)；團(tuán)隊(duì)出版專著5部，獲國際專利11項(xiàng)、授權(quán)國家發(fā)明專利400多項(xiàng)，發(fā)表SCI/EI論文200多篇。團(tuán)隊(duì)建成我國首個(gè)電網(wǎng)防災(zāi)產(chǎn)業(yè)園，相關(guān)科研成果在31個(gè)省份推廣應(yīng)用。

創(chuàng)新研發(fā)融冰防災(zāi)裝置

因地形和氣候原因，湖南冬季雨雪冰凍災(zāi)害多發(fā)，容易對(duì)電網(wǎng)造成破壞。2005年，在陸佳政的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)開始了電網(wǎng)融冰技術(shù)攻堅(jiān)。當(dāng)時(shí)國內(nèi)缺乏融冰技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，他們翻閱了大量資料，綜合比較國外直流融冰裝置的效果和造價(jià)，決心研制出更實(shí)用的融冰裝置。2006年，團(tuán)隊(duì)完成了直流融冰的理論分析和裝置設(shè)計(jì)，第二年完成模擬仿真計(jì)算和導(dǎo)線融冰試驗(yàn)，2008年年初研制出一臺(tái)直流融冰樣機(jī)。

▲電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

十幾年來，團(tuán)隊(duì)先后進(jìn)行了10余種拓?fù)浞桨傅恼撟C，編寫了長達(dá)幾千頁仿真計(jì)算報(bào)告，經(jīng)過多次技術(shù)迭代，發(fā)明出低諧波大功率直流融冰技術(shù)，研制出固定式、移動(dòng)式、便攜式3個(gè)系列導(dǎo)線融冰裝置，1小時(shí)可快速加熱融化上百公里導(dǎo)線覆冰。與此前世界上最先進(jìn)的加拿大融冰裝置相比，團(tuán)隊(duì)研制的直流融冰裝置諧波下降62%，占地僅四分之一，造價(jià)僅三分之一。2023年春節(jié)期間，實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)在±800千伏賓金線湖南益陽段首次完成特高壓線路導(dǎo)線不停電地線融冰，保障了電網(wǎng)設(shè)備安全。

預(yù)測(cè)是防災(zāi)第一要?jiǎng)?wù)，融冰是防災(zāi)重要手段。輸電線路常常跨越高山、峽谷等地形，往往山下晴天、山上大雪，百米內(nèi)外環(huán)境迥異，電網(wǎng)覆冰預(yù)測(cè)必須考慮這類微地形的影響。實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)在攻克直流融冰技術(shù)的同時(shí)，還在覆冰預(yù)測(cè)領(lǐng)域取得重大突破。

▲實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的戶外災(zāi)害試驗(yàn)場(chǎng)

實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)逐項(xiàng)查找資料，分析電網(wǎng)覆冰預(yù)測(cè)因子，連續(xù)多年開展冬季野外探測(cè)試驗(yàn)和模擬實(shí)驗(yàn)。基于對(duì)過去60年間湖南地區(qū)覆冰資料的分析，他們繪制了上萬張?zhí)柡谧印喼迾O渦、副熱帶高壓、電網(wǎng)地形等因子與電網(wǎng)覆冰之間的關(guān)系圖。沒有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，他們就一套一套地安裝觀測(cè)裝置，采集了大量一手?jǐn)?shù)據(jù)。

通過對(duì)比多年觀測(cè)和試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了地形抬升、埡口風(fēng)增大、高山分水嶺、峽谷風(fēng)道、水體凝結(jié)5種典型的電網(wǎng)微地形覆冰模型，攻克了電網(wǎng)覆冰預(yù)測(cè)難題。實(shí)驗(yàn)室研制出的我國首套30米級(jí)微地形電網(wǎng)覆冰預(yù)測(cè)系統(tǒng)，在全國廣泛應(yīng)用，使我國成為世界上唯一能開展微地形電網(wǎng)覆冰預(yù)測(cè)的國家。

技術(shù)攻關(guān)的成果在實(shí)戰(zhàn)中得到了檢驗(yàn)。2024年年初，湖南發(fā)生嚴(yán)重冰災(zāi)，依靠實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)研發(fā)的電網(wǎng)防冰技術(shù)，湖南電網(wǎng)防凍融冰工作保障有力，被省政府評(píng)價(jià)為“積極應(yīng)對(duì)了本輪雨雪冰凍，用電無感”。

協(xié)力攻克山區(qū)線路滅火難題

4月4日，湖南省婁底市冷水江發(fā)生山火，一度蔓延至500千伏金紅線附近，影響輸電線路安全運(yùn)行。電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室第一時(shí)間組織直升機(jī)，搭載自主研發(fā)的高效防復(fù)燃滅火劑和機(jī)載滅火裝備，實(shí)施空中滅火。經(jīng)過約1小時(shí)的連續(xù)撲救，山火被成功撲滅，保護(hù)了電力設(shè)備和森林安全。

經(jīng)過山區(qū)的輸電線路面臨山火威脅，當(dāng)山火發(fā)生時(shí)，及時(shí)撲救至關(guān)重要。特高壓等重要線路輸送功率大，如果采取停電滅火方式，將會(huì)影響安全可靠供電。

▲實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的無人機(jī)滅火裝備

如何在輸電線路不停電的條件下快速撲滅山火？2010年以來，實(shí)驗(yàn)室牽頭召集電氣、材料等多專業(yè)科研人員組建了課題組，搭建了專門的輸電線路山火試驗(yàn)場(chǎng)，對(duì)當(dāng)時(shí)市面上所有滅火材料進(jìn)行了百余次試驗(yàn)，不斷改進(jìn)方案。經(jīng)過持續(xù)試驗(yàn)和交流探討，實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)提出了新思路：比對(duì)水霧粒徑變化帶來的絕緣性能差異。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水霧粒徑減小至400微米時(shí)，以水霧作為介質(zhì)的絕緣性能比以空氣作為介質(zhì)的還要高。基于這一機(jī)理，他們分析了細(xì)水霧帶電滅火的科學(xué)性，研發(fā)出首套線路山火不停電滅火裝置及高效防復(fù)燃滅火劑。

▲實(shí)驗(yàn)室利用衛(wèi)星廣域監(jiān)測(cè)技術(shù)開展電網(wǎng)防山火保障工作

2019年9月24日，湖南省衡東縣突發(fā)特大山火，多次出現(xiàn)復(fù)燃情況，形勢(shì)危急。實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)前往現(xiàn)場(chǎng)支援，應(yīng)用研發(fā)的高效防復(fù)燃滅火劑和直升機(jī)滅火裝備，僅用半天時(shí)間完全撲滅了山火，并且未發(fā)生復(fù)燃。湖南省政府相關(guān)部門專門向團(tuán)隊(duì)發(fā)來感謝信，稱團(tuán)隊(duì)為“守護(hù)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全和森林資源平安的最美逆行者”。

截至2026年5月，實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)已通過線路山火不停電滅火技術(shù)撲滅危及線路運(yùn)行的山火2300余起。

潛心鉆研電網(wǎng)防雷技術(shù)

4月21日，湖南永州經(jīng)歷了一輪強(qiáng)對(duì)流天氣。由于配網(wǎng)線路安裝了電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研制的防雷絕緣子，永州地區(qū)配網(wǎng)雷擊故障大幅減少。

長期以來，雷擊是影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的主要自然災(zāi)害之一。雷電擊中配電線路，過電壓極易造成配電線路上用來懸掛導(dǎo)線和起絕緣作用的重要部件——絕緣子被擊穿閃絡(luò)，進(jìn)而引發(fā)電網(wǎng)故障。2015年以來，實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)對(duì)絕緣子防雷技術(shù)開展材料研發(fā)和技術(shù)攻關(guān)，全力解決線路防雷技術(shù)難題。

▲實(shí)驗(yàn)室技術(shù)骨干開展防雷絕緣子高電壓試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)室成員數(shù)十次深入現(xiàn)場(chǎng)勘查，提出了環(huán)形氧化鋅避雷器閥片與絕緣子串聯(lián)一體化的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)，初步驗(yàn)證技術(shù)路線可行。他們又遇到了新問題：氧化鋅閥片的通流能力始終提不上去，達(dá)不到配網(wǎng)無避雷線線路直接承受百千安級(jí)雷電流的要求。

團(tuán)隊(duì)連續(xù)幾個(gè)月不斷調(diào)整配方、優(yōu)化燒結(jié)工藝。經(jīng)過數(shù)千次結(jié)構(gòu)改進(jìn)和高壓試驗(yàn)驗(yàn)證，他們逐一突破添加劑篩選、冷淬再晶化工藝、側(cè)面高阻層材料等多個(gè)環(huán)節(jié)，終于研制出整支100千安大通流防雷絕緣子。截至2026年5月，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的防雷絕緣子已廣泛應(yīng)用超200萬支，雷擊跳閘率下降90%以上。

▲實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員運(yùn)用電網(wǎng)災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)警超級(jí)計(jì)算平臺(tái)開展分析

隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)的深入推進(jìn)，儲(chǔ)能、風(fēng)電、光伏等新能源防災(zāi)需求對(duì)技術(shù)創(chuàng)新提出了新的更高要求。團(tuán)隊(duì)聚焦國家重大需求，在新型電力系統(tǒng)防災(zāi)減災(zāi)方面攻堅(jiān)克難，突破了風(fēng)機(jī)除冰、儲(chǔ)能鋰電池高效滅火防復(fù)燃等技術(shù)。

走進(jìn)電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大門，“把關(guān)鍵技術(shù)掌握在自己手里”一行大字十分醒目。團(tuán)隊(duì)始終堅(jiān)守初心，立足新型電力系統(tǒng)建設(shè)的防災(zāi)需求，錨定科技高水平自立自強(qiáng)目標(biāo)，持續(xù)深耕電力核心技術(shù)，以創(chuàng)新之力筑牢電網(wǎng)安全防線，守護(hù)萬家燈火。

內(nèi)容來源：國家電網(wǎng)有限公司官方網(wǎng)站