他们在空中捕捉雷电 ——走进国家电网有限公司雷电监测与防护技术实验室

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  3月15日,在国家电网有限公司雷电监测与防护技术实验室里,3名技术人员讨论着新型电力系统复杂混联电网雷击过电压监测方法与抑制技术。目前,实验室已经掌握关键节点及低耐受设备的雷击致灾机理,正在建立相应的雷击仿真模型。

  雷电监测与防护技术实验室着眼于解决电网防雷领域重大难题,遵循“事前预警-事中定位-事后防护”立体化管控思路,建立了一套完整、科学的电网雷电监测预警与防护技术体系,研发的多项成果填补了国内外技术空白,支撑公司架空输电线路防雷技术世界领先,创造直接经济效益超30亿元。

  雷电监测与防护技术实验室起源于武汉高压研究院的雷电监测技术探讨研究团队,是国内最早开展电网防雷的研究机构。20世纪80年代初,由于雷电防护手段缺乏,我国电网遭受雷电破坏的情况较多。为降低雷电造成的损失,实验室老一辈科研人员开始了电网防雷研究。

  随着研究的不断深入,为进一步了解雷电,2007年,实验室成员在办公楼楼顶建立了雷电观测室。每当出现雷电时,实验室成员就守在观测室里,利用高速摄像机捕捉雷电的放电过程图像。

  “‘捉雷’很难,总是在深夜、凌晨时分以及恶劣天气下进行。我们大家常常被雨淋得湿透,折腾一夜也没拍到一幅满意的图像。但大家总是互相鼓励继续坚持到底。”实验室成员章涵回忆。功夫不负有心人,2008年到2010年,在这间小小的雷电观测室里,他们成功捕捉到20多张满意的雷电放电过程图像。这些图像清晰呈现了雷电发展的全过程,为后续雷击机理的研究提供了极具价值的光学影像。此后,实验室又用两年研制出自动化、智能化的雷击光学路径综合监测系统,并于2012年成功捕捉到了世界上时空分辨率最高、过程最详尽的电网雷击图像,首次得到下行先导发展速度、分形维数等雷击模拟关键参数,为国内外雷击机理研究提供了高精度、多参量雷击参数。

  实验室观测平台上摆着20多根白色立柱,柱顶椭圆形防护罩内是实验室自主研发的集成电路。“这些是我们研发的雷电探测站和预警站,至今已是第四代。”实验室骨干成员许远根介绍。

  雷电会引起大气电磁场变化,同时辐射电磁波。探测站探测电磁波,将两个以上探测站的数据合并分析就能定位雷电位置。预警站监测大气静电场变化,结合雷电定位、气象雷达等数据来进行雷电临近和早期预警。“雷电探测站和预警站的原理说来简单,但电磁波的传播速度相当于光速,要准确探测一定要解决高低频信号干扰、电磁信号处理、定位时间精度低等难题。这要求我们一直在优化电路设计与信号处理方法,反复试验调试。”实验室骨干成员陈扬说。十多年来,实验室不断开展设备调试、软件开发及数据分析,现在研制的雷电探测站可以探测超过150千米远的雷电,同步时间精度达20纳秒,定位精度在500米以内。雷电预警站可实现72小时内的中长期预警,准确率达80%。

  如今,实验室在全国输电通道上布有900多个雷电探测站和300多个雷电预警站,监测范围覆盖全国90%以上陆地面积,在实验室大数据中心即可掌握全国的实时雷电数据。基于这些探测站记录的雷电监测数据,实验室成功绘制出我国第一张完整十年(2005年至2014年)的雷电地闪密度图和雷电流幅值累积概率曲线,为电网防雷设计打下重要基础。

  保障线年,实验室结合雷电监测数据、地形地貌和电网参数等评估要素,提出了一套差异化防雷技术与策略,为不一样的地区的输电线路制订差异化的防雷技术改造方案。在“三峡近区电网雷害综合措施研究”项目中,他们首次运用该策略和技术,对15条线路进行了防雷评估改造,使线路整体雷击跳闸率降低了60%。

  解决一项又一项难题后,实验室又针对市场需求,于2013年、2014年研制出世界首台±500千伏、±800千伏直流线路避雷器,随后又研制出±400千伏高海拔地区用直流线千伏直流线路避雷器研发及规模化应用的基础上,实验室又瞄准世界最高电压等级±1100千伏直流线路避雷器,通过总结经验、优化结构及性能检验测试,历时3年研制出世界首台±1100千伏直流线千伏直流线路避雷器采用了高性能大容量直流氧化锌电阻片,在满足设备电气性能要求的同时,缩小了产品体积,减轻了产品重量。同时,我们首次引入并配置了避雷器动作特性在线监测装置与动态评价平台、避雷器视频微拍装置,可全天候实时监测避雷器投运后外观、塔上姿态及电气性能参数,为后续线路运维及检修提供判定依据。”实验室成员刘新介绍。

  近年来,电网呈现强弱电复杂混联特点,系统扰动风险点增加且难以预测,加之多重雷击、分叉雷、密集雷暴等非常见雷击现象频发,对电网防雷技术提出了新的挑战。实验室将继续按照“发现问题-分析问题-处理问题-预防问题”的路线,进一步提升雷电监测精确性、评估高效性、防护可靠性和预警准确性,全力支撑新型电力系统构建,保障电网安全稳定运行。(曹伟 张露心 刘婧)

  雷电监测与防护技术实验室设于国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司,主要围绕雷击及电磁暂态全过程监测辨识技术、复杂混联电网雷击仿真模型及风险评估技术、状态自感知型雷击防护装备研制、“源网荷储”电网形态雷害演变特性及预测技术等方面开展研究。实验室设有18名高校、科研院所等防雷领域知名专家组成的学术委员会,助力实验室科研与管理上的水准持续提升。

  2023年湖南省市场监管系统计量工作要点:开展电动汽车充电桩智慧监管研究

  风能,作为一种清洁的可再次生产的能源,取之不尽,用之不竭。随着我们国家“双碳”目标的提出,风电发展驶入快车道,陆上、海上的风电场建设如火如荼,成为保护环境、输送绿色能源的“风中使者”。截至2022年底,我国累计装机超过18万台,容量超3.9亿千瓦,同比增长14.1%;其中,陆上累计装机容量3.6亿千瓦,占

  随着白露时节的到来,上海气温显而易见地下降,上海电网2018年迎峰度夏也基本完成。今年夏天,上海电网在一个月内正面迎击了四个直接登陆的台风,也安稳度过了频繁多发的雷暴天气。在这背后,有两套监测预警系统功不可没。高精度预测台风及时响应有的放矢8月17日凌晨4时05分,台风“温比亚”在上海市浦东新区

  近日,南方电网公司科技项目“雷电观测、防护及防雷设施性能检验测试技术探讨研究”通过开题评审。以清华大学何金良教授为组长的专家组听取了项目的整体工作思路和实施方案,认为项目开题准备充分,研究内容丰富,技术路线与进度安排合理可行,可以组织项目正式实施。项目针对输电线路防雷研究现状,将重点从自然雷电的综合观测及应用、输电线路雷击暂态特性在线检测及特征识别、输电线路雷电防护新技术及防雷策略、接地装置检测技术及新材料应用、避雷器检测技术等几个维度开展研究工作。通过本项目的实施,将进一步提升我国在雷电基础领域的研究水平及电网雷电监测与防护的理论技术

  笔者获悉6月12日,在35千伏赵河变电站,方城县电业局变电检修人员正忙着对站内接地电阻、避雷器等设备做检查和测试。随着雷雨季节的临近,方城县电业局“防雷保电”工作正式拉开帷幕。方城县电业局加强与当地气象部门联系,积极做好雷电监测、预报预警和防雷宣传工作;对变电站防雷系统来进行专项安全检查,对不合格的接地线和避雷器立即更换,及时消除安全隐患;对变配电运行设备、线路及通讯设施进行防雷击试验,提高电网防雷抗灾能力;认真做好避雷器计数器、泄漏电流表和雷电定位信息的抄录查看工作;将“防雷保电”工作纳入到安全生产管理

  2013年8月1日,连续两晚,北京城都遭遇了雷雨天气。网络上,专业或非专业的摄影师,晒出“张牙舞爪”的雷电图片。相机,似乎是普通人“捕捉”雷电的唯一工具,而且,呈现在照片中的雷电,无法确定其坐标、数量。昨晚,一道道闪电划破京城夜空,中到大雨伴随雷暴大风持续数小时之久。也许您不相信,自今年6月1日以来,北京电网新一代雷电监测系统投入运营,使得精确“捕雷”成为现实。记者在国网北京电力科学研究院里看到,据该系统显示,7月30日全天全市落雷1738个,7月31日(截止14时)全市落雷348

  7月9日至12日,山东省大部分地区出现大雨或雷暴雨天气。这是今年进入雨季以来,全省经历的降雨量最大的一次雷暴雨天气。为应对恶劣天气可能对电力设施的破坏,国家电网山东电力集团公司电力科学研究院于7月9日发布了《供电服务风险预警通知》,并运用技术优势做好雷电监测工作,为电网迎峰度夏应急提供强有力的技术上的支持。据山东电科院相关负责的人介绍,电科院组织科研技术人员进行了电网影响、用电客户影响、服务调度影响服务风险分析,在此基础上制定出相关应对措施。加强对“95598”热线受理等相关工作管理,提前部署,制定应急预案,调整排班方案,实行24小时

  2013年5月3日,南瑞集团旗下的武汉南瑞公司中标北京新一代雷电监测系统项目,项目建成后将融入国家电网公司雷电监测网,实现国家电网公司雷电系统全联网。至此,武汉南瑞雷电监测与防护解决方案已应用于国家电网和南方电网所辖全部省(自治区),树立了在广域雷电监测领域的行业标杆。北京电网新一代雷电监测系统新建6套全数字式探测站、雷电多信息处理平台及包括雷电告警的多信息展示系统。系统采用多站同步数字式雷电信号探测、系统智能识别以及基于服务总线构架的雷电多信息处理平台和多信息展示系统等关键技术,超越第三代雷电定位监测技术,突破现行雷电定位系统同收率低的瓶颈,实现高效

  2012年6月13日,武汉南瑞承建的云南电网雷电定位系统扩充工程成功投运,该工程实现了云南电网雷电监测网的全省高精度覆盖,雷电定位系统将为云南电网的安全稳定运行提供更全面的技术支撑。该工程在丽江、怒江、迪庆、昭通、大理、保山、普洱等11个地区扩充了18个雷电探测站,溪洛渡、洛扎渡、金中3条规划新建的特高压直流线路也处于该工程范围内,本次工程投运,将进一步提升系统的整体探测效率与定位精度,同时也为特高压直流工程今后的安全运行提供保障。云南电网雷电定位系统始建于2004年,目前由1个雷电监测中心站和47个雷电探测站构成,是我国省级电网顶级规模的雷电监测网。

  “避雷器性能完好,接地线正常。应加强雷雨天气状况下的监控工作。”7月14日,在济源110千伏克井变电站,济源供电公司变电运维人员正在对35千伏区域的东西母线避雷器进行例行试验,对不合格的避雷器进行消缺除患,为夏季电网设备安全运作提供保障。夏季是强对流天气和雷雨多发季节,济源供电公司充分借

  7月3日,在济源110千伏陡虎线号杆塔处,济源供电公司输电部检修工正在此处紧张进行接地改造。夏季是雷雨高发季节,电力线路又是雷电攻击的主要目标。济源部分输电线路由于运行年代久远,原有的接地改造已失去较佳的防雷效果,为切实防止反击雷对电网造成危害,济源公司对全市输电线路接地电阻进行测

  国家电网2023年第九十三批采购(特高压项目第七次设备招标采购)候选人公示

  北极星输配电网获悉,2月8日,国家电网有限公司2023年第九十三批采购(特高压项目第七次设备招标采购)推荐的中标候选人公示招标编号:0711-23OTL15612067分标编号包号项目单位分标名称推荐的中标候选人排序投标报价质量(售后服务承诺)交货期资格能力评标情况(万元)SG1包1国家电网有

  1月24日,我国首台拥有完全自主知识产权的换流变CHVT型真空有载调压分接开关从上海华明电力设备制造有限公司发运至西安西电变压器有限责任公司总装车间,这标志着特高压换流变压器国产真空有载调压分接开关即将在陇东-山东士800千伏特高压直流输电工程实现工程应用。换流变压器真空有载调压分接开关作

  生物质发电3.58亿!2023年度第3次可再次生产的能源电价附加补助资金转付情况公示!

  北极星垃圾发电网获悉,2月2日,国家电网有限公司关于2023年度第3次可再次生产的能源电价附加补助资金转付情况的公告。其中:风力发电1302978万元,太阳能发电1214973万元,生物质能发电35810万元。全文如下:国家电网有限公司关于2023年度第3次可再次生产的能源电价附加补助资金转付情况的公告按照《财政部国家发

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  为做好春节期间电力行业安全生产风险防范和保电保暖保供工作,2月2日,国家能源局党组书记、局长章建华带队赴国家电网有限公司开展专题调研,并在现场召开座谈会。公司董事长、党组书记辛保安主持会议。公司CEO、党组副书记张智刚作工作汇报。国家能源局党组成员、副局长何洋,国家能源局监管总监黄

  1月31日,国务院国资委党委隆重发布2023年度“央企楷模”。他们以实际行动践行奉献精神,坚定冲锋在改革发展、科学技术创新、抢险救灾第一线,先进事迹激励着广大干部职员奋发进取,在发挥科学技术创新、产业控制、安全支撑作用中勇毅前行。小新用3期报道,为您讲述“央企楷模”的故事。今天带来第2期,邀您走

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  2月2日,中国国家电网有限公司总经理张智刚在公司总部会见法国威立雅公司全球高级执行副总裁马凯、中国国际跨国公司促进会特邀副会长李金章。联合国和平大学校董、中国国际跨国公司促进会常务副会长张笑宇,公司副总经理金炜参加会见。张智刚欢迎马凯、李金章一行到访中国国家电网公司。他表示,公司是