山火灾害遍及全球，是近十年电网安全运行中最严重的危害之一。山火大范围短时集中爆发，会大幅降低空气绝缘，造成大量线路跳闸停电和烧损。近年来，我国乡村已由烧煤、气取代烧柴草，树木杂草丛生，祭祖、烧荒等引起的山火年均多达7万处。山火持续时间长，易导致多条线路同时长时间停电，严重威胁电网安全与电力供应。

1月上旬，由国网湖南省电力有限公司主导研发的“电网大范围山火灾害带电防治关键技术”项目，获得2018年度国家技术发明二等奖。该技术填补了国内外电网山火广域监测技术的空白。

 

“千里眼”追踪山火踪迹

 

2016年2月初，国网湖南防灾减灾中心准确预测及研判春节山火形势，发布了《春节期间山火预测分析报告》和《国家电网公司十三省份春节期间山火预测专题分析报告》，指出湖南全省春节前后天气晴好，受祭祀用火习俗影响，火源较多，防山火工作形势严峻；湖南、江西、福建、辽宁、湖北、安徽、浙江等地区春节前后输电线路附近容易发生山火。国网湖南电力迅速发布山火黄色预警，对春节前后防山火工作进行了全面部署。

预测山火时，卫星这个“千里眼”是个好帮手。通过过境卫星获得的气象数据，包括降水、植被、湿度数据，以及累积叠加历史上卫星监测火点的数据。正是在这庞大的数据库中，潜藏着不为人知的规律。

国网湖南防灾减灾中心预测室徐勋建博士介绍，历史上我国中东部地区的火点分布图，看上去就是“一片红”，毫无头绪。但是，当根据二十四节气时间点进行分类以后，可以发现，在芒种和夏至时节，安徽省的山火发生频率较高，主要是因为这段时间农民焚烧秸秆较多。随后他们还发现，在清明时节，全国大部分省份都属于红色区域，山火火点较多，符合我国的民俗习惯。“通过‘千里眼’得到的火点分布图原本显得杂乱无章，但根据农历的时间序列进行聚类分析，就能得到非常有规律的全国历史火点发生情况，对于山火预报帮助很大。”徐勋建说。

 

“绝缘雾”杜绝导电隐患

 

输电线路电压高，而传统灭火方式由于水导电，带电灭火易发生人员触电伤亡，危险性大，电网山火灭火技术极具挑战性。

项目组负责人陆佳政博士提出了“将水雾化产生空气绝缘间隙”的思路，随即项目组搭建高压水雾绝缘长间隙试验平台开展试验，发现了水雾绝缘比干燥空气绝缘还高的反常现象。他们当时觉得不可思议，还以为是试验数据测量有问题。但经过反复试验，结论一致，他们确认了这一令人激动的发现。通过开展更深入的研究，项目组揭示了水雾吸收电子和光子提升绝缘的机理，攻克了高压带电灭火这一世界性难题。

带电灭火的问题虽然解决了，但还有“灭火后易复燃”这一“拦路虎”。野外风大，常规灭火剂缺乏防复燃措施。项目组深入研究输电线路山火高效防复燃灭火剂，配制了数百种灭火剂样品，反复不断地进行灭火试验。每配好一组试验灭火剂，他们就去模拟灭火试验场顶着烈日开展试验。

经过上千次反复试验分析，项目组成功开发了高效降温防复燃灭火剂，灭火效果是普通灭火液的10倍，能以很少的剂量实现快速灭火，并且防止复燃，解决了野外灭火易复燃、缺水的大难题。由于灭火效率提高，灭火流量大大降低，在灭火功率一定的情况下，输水压力就大大提高，从而大幅提升扬程。他们还研制了输电线路山火带电高扬程灭火装置，扬程高达500米，能对高山上的输电线路山火实施扑灭作业。

 

“超级脑”精准预测火点

 

输电线路山火带电高扬程灭火装置灭山火的效果又快又好，可是一旦不能及时发现、延误救火时机，再好的灭火装备也是无用。在还没有起火以前，能否提前预测哪里可能会有山火发生？这时，就需要“超级脑”出场。

徐勋建带领的山火预测小组从多种因素、几大类海量数据中摸索规律、设计预测模型，再利用超级计算机的“超级脑”进行计算。之前，预测小组使用的是每秒130万亿次的超级计算机，但是预测精度不够。如果以前是预测30千米内火点，现在就要预测3千米内的火点，精度提升了，数据量相当于多了100倍，130万亿次的超算计算能力就不够用了。为了把预报准确率从30%提高到90%，预测小组把和山火发生相关的所有数据都集中起来，并且升级超级计算机，对山火进行计算预测。630万亿次计算能力的计算机帮他们一次次预测、监测、对比、印证，经历千百次实验之后，预测精度越来越高，直到目前，预测精度已经达到97.94%。

2018年4月3日，在湖南株洲攸县大规模山火发生前夕，徐勋建带领的小组准确做出了预报。他们及时把装备和人员部署到预测点线路杆塔附近，成功阻止了山火的进一步发展。

截至目前，“电网大范围山火灾害带电防治关键技术”项目累计授权国家发明专利57项、海外专利4项，编制国家标准2项、专著1部，项目成果在国家电网和南方电网27个省级电网广泛应用，累计扑灭输电线路附近山火2358处，连续4年创造了湖南电网山火多发的清明期间线路零跳闸纪录。国家电网公司经营区山火引发的跳闸率显著下降，未发生山火严重停电事故。项目技术与装备成为公司防山火标准配置，还推广应用到黑龙江等省的森林火灾扑救中，并在高层建筑灭火中得到应用。

（李勤奋 赵志宇）