弘扬科学家精神｜聚力攻关电网防灾减灾技术

5月27日，在湖南长沙的电网防灾减灾全国重点实验室，算力达到每秒2000万亿次的电网灾害预测预警超级计算平台飞速运转，屏幕上动态呈现湖南省复杂地形图并叠加代表不同雷暴风险等级的色块，显示出未来7天湖南电网雷暴灾害风险分析结果。

2015年，依托国网湖南电力防灾减灾中心，电网输变电设备防灾减灾国家重点实验室获批成立。2023年，该实验室重组为电网防灾减灾全国重点实验室，是国家电网公司首个依托省级电力公司成立的全国重点实验室。实验室长期深耕电网防灾减灾技术领域，致力于防灾科技自主创新和推广，组建了一支以中国工程院院士、电网防灾减灾全国重点实验室主任陆佳政为带头人，专家团队为核心，电力、材料、气象、信息等多专业高学历技术人才为骨干的研发团队，在电网防冰、防火、防雷，新能源防灾等方面形成了一批重大技术成果。

▲实验室技术人员开展电网覆冰预测技术研究

实验室团队曾获国家科技进步奖一等奖、国家技术发明奖二等奖、中国专利金奖各1项，获省部级一、二等奖30多项；团队出版专著5部，获国际专利11项、授权国家发明专利400多项，发表SCI/EI论文200多篇。团队建成我国首个电网防灾产业园，相关科研成果在31个省份推广应用。

创新研发融冰防灾装置

因地形和气候原因，湖南冬季雨雪冰冻灾害多发，容易对电网造成破坏。2005年，在陆佳政的带领下，团队开始了电网融冰技术攻坚。当时国内缺乏融冰技术经验，他们翻阅了大量资料，综合比较国外直流融冰装置的效果和造价，决心研制出更实用的融冰装置。2006年，团队完成了直流融冰的理论分析和装置设计，第二年完成模拟仿真计算和导线融冰试验，2008年年初研制出一台直流融冰样机。

▲电网防灾减灾全国重点实验室

十几年来，团队先后进行了10余种拓扑方案的论证，编写了长达几千页仿真计算报告，经过多次技术迭代，发明出低谐波大功率直流融冰技术，研制出固定式、移动式、便携式3个系列导线融冰装置，1小时可快速加热融化上百公里导线覆冰。与此前世界上最先进的加拿大融冰装置相比，团队研制的直流融冰装置谐波下降62%，占地仅四分之一，造价仅三分之一。2023年春节期间，实验室团队在±800千伏宾金线湖南益阳段首次完成特高压线路导线不停电地线融冰，保障了电网设备安全。

预测是防灾第一要务，融冰是防灾重要手段。输电线路常常跨越高山、峡谷等地形，往往山下晴天、山上大雪，百米内外环境迥异，电网覆冰预测必须考虑这类微地形的影响。实验室团队在攻克直流融冰技术的同时，还在覆冰预测领域取得重大突破。

▲实验室建设的户外灾害试验场

实验室团队逐项查找资料，分析电网覆冰预测因子，连续多年开展冬季野外探测试验和模拟实验。基于对过去60年间湖南地区覆冰资料的分析，他们绘制了上万张太阳黑子、亚洲极涡、副热带高压、电网地形等因子与电网覆冰之间的关系图。没有实测数据，他们就一套一套地安装观测装置，采集了大量一手数据。

通过对比多年观测和试验的数据，团队创建了地形抬升、垭口风增大、高山分水岭、峡谷风道、水体凝结5种典型的电网微地形覆冰模型，攻克了电网覆冰预测难题。实验室研制出的我国首套30米级微地形电网覆冰预测系统，在全国广泛应用，使我国成为世界上唯一能开展微地形电网覆冰预测的国家。

技术攻关的成果在实战中得到了检验。2024年年初，湖南发生严重冰灾，依靠实验室团队研发的电网防冰技术，湖南电网防冻融冰工作保障有力，被省政府评价为“积极应对了本轮雨雪冰冻，用电无感”。

协力攻克山区线路灭火难题

4月4日，湖南省娄底市冷水江发生山火，一度蔓延至500千伏金红线附近，影响输电线路安全运行。电网防灾减灾全国重点实验室第一时间组织直升机，搭载自主研发的高效防复燃灭火剂和机载灭火装备，实施空中灭火。经过约1小时的连续扑救，山火被成功扑灭，保护了电力设备和森林安全。

经过山区的输电线路面临山火威胁，当山火发生时，及时扑救至关重要。特高压等重要线路输送功率大，如果采取停电灭火方式，将会影响安全可靠供电。

▲实验室自主研发的无人机灭火装备

如何在输电线路不停电的条件下快速扑灭山火？2010年以来，实验室牵头召集电气、材料等多专业科研人员组建了课题组，搭建了专门的输电线路山火试验场，对当时市面上所有灭火材料进行了百余次试验，不断改进方案。经过持续试验和交流探讨，实验室团队提出了新思路：比对水雾粒径变化带来的绝缘性能差异。他们发现，当水雾粒径减小至400微米时，以水雾作为介质的绝缘性能比以空气作为介质的还要高。基于这一机理，他们分析了细水雾带电灭火的科学性，研发出首套线路山火不停电灭火装置及高效防复燃灭火剂。

▲实验室利用卫星广域监测技术开展电网防山火保障工作

2019年9月24日，湖南省衡东县突发特大山火，多次出现复燃情况，形势危急。实验室团队前往现场支援，应用研发的高效防复燃灭火剂和直升机灭火装备，仅用半天时间完全扑灭了山火，并且未发生复燃。湖南省政府相关部门专门向团队发来感谢信，称团队为“守护人民群众生命财产安全和森林资源平安的最美逆行者”。

截至2026年5月，实验室团队已通过线路山火不停电灭火技术扑灭危及线路运行的山火2300余起。

潜心钻研电网防雷技术

4月21日，湖南永州经历了一轮强对流天气。由于配网线路安装了电网防灾减灾全国重点实验室研制的防雷绝缘子，永州地区配网雷击故障大幅减少。

长期以来，雷击是影响电网安全运行的主要自然灾害之一。雷电击中配电线路，过电压极易造成配电线路上用来悬挂导线和起绝缘作用的重要部件——绝缘子被击穿闪络，进而引发电网故障。2015年以来，实验室团队对绝缘子防雷技术开展材料研发和技术攻关，全力解决线路防雷技术难题。

▲实验室技术骨干开展防雷绝缘子高电压试验

实验室成员数十次深入现场勘查，提出了环形氧化锌避雷器阀片与绝缘子串联一体化的创新结构，初步验证技术路线可行。他们又遇到了新问题：氧化锌阀片的通流能力始终提不上去，达不到配网无避雷线线路直接承受百千安级雷电流的要求。

团队连续几个月不断调整配方、优化烧结工艺。经过数千次结构改进和高压试验验证，他们逐一突破添加剂筛选、冷淬再晶化工艺、侧面高阻层材料等多个环节，终于研制出整支100千安大通流防雷绝缘子。截至2026年5月，团队研发的防雷绝缘子已广泛应用超200万支，雷击跳闸率下降90%以上。

▲实验室技术人员运用电网灾害预测预警超级计算平台开展分析

随着新型电力系统建设的深入推进，储能、风电、光伏等新能源防灾需求对技术创新提出了新的更高要求。团队聚焦国家重大需求，在新型电力系统防灾减灾方面攻坚克难，突破了风机除冰、储能锂电池高效灭火防复燃等技术。

走进电网防灾减灾全国重点实验室的大门，“把关键技术掌握在自己手里”一行大字十分醒目。团队始终坚守初心，立足新型电力系统建设的防灾需求，锚定科技高水平自立自强目标，持续深耕电力核心技术，以创新之力筑牢电网安全防线，守护万家灯火。

内容来源：国家电网有限公司官方网站