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这群年轻人告诉你怎么防雷劈

时间: 2023-12-30 21:14:39    作者: 欧宝

防雷可以不再需要避雷针、避雷器。1个传感器、1套系统,就能轻松实现1万平方公里的雷电检测和1000平方公里以上的防雷保护。 9月底,国家电网江苏省电力有限公司苏州供电分公司“苏供·电博士
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  • 产品介绍

  防雷可以不再需要避雷针、避雷器。1个传感器、1套系统,就能轻松实现1万平方公里的雷电检测和1000平方公里以上的防雷保护。

  9月底,国家电网江苏省电力有限公司苏州供电分公司“苏供·电博士”团队将这套动态防雷方案带到了首届中国青年SDG创新挑战赛上,一举斩获赛事最高奖项金奖,并在2021青年SDG创新者峰会上向全球分享了推动可持续发展的动态防雷方案。

  据介绍,该团队前后历时两年,辗转5个国家和国内8个省份实地调研,修订方案近百次,开发出动态防雷方案。该团队有5位成员,其中,团队支持者童充今年45岁,剩下四位创新者中,范亚杰年纪最小27岁,徐洋、苏俊霖、张吉祥都是31岁。他们都有本职工作,这是他们的业余科研项目。

  “近十年全世界内雷电活动已增加了12%,我国每年一半以上的电网事故由雷电导致,经济损失达数十亿元。”苏俊霖介绍,动态防雷方案正是基于这样的背景产生的。据介绍,目前基于动态防雷项目研发的地区级“智能电网动态防雷系统”已经在苏州投入运行两年多,年均避免经济损失9000万余元。

  “从大禹治水的故事中获得灵感,提出了‘堵不如疏’的方案思路。” 徐洋介绍,传统防雷一般是借助避雷针、避雷器将雷电的破坏性力量导入大地,是一种静态的、被动的方式,采取的是“堵”的思路。动态防雷方案则偏向于“疏”,就像是“主动出击”,经过控制系统对潜在雷害提前进行调控疏导。

  记者了解到,动态防雷方案分为跟踪、预测和控制三大模块,分别解决“雷电在哪”“雷电何时要去哪”“怎么减少雷电造成的损失“三个问题。

  跟踪模块也称探测模块,主要使用在高精度雷电跟踪系统,感应雷电,还可以联网提升范围精度,获取雷电实时数据。

  预测模块是对雷电发生时间、空间的判断,以及雷电对于区域影响的预估。在高电压击穿空气的情况下雷电产生,而大气电场强度能判断环境电压的高低。对于未发生雷电区域,动态防雷方案监测大气电场强度,并结合温度、湿度等其他气象要素,可以预测雷电发生的时间。对于已发生的雷电,动态防雷同样进行监测,通过监测产生的空间辐射和光信号,可以预测远方雷电的空间移动,从而判断区域的安全性。

  徐洋介绍,目前动态防雷方案相比常规气象系统雷电预警,在区域预测方面已能提前40分钟以上预警,准确率提高一倍,降低80%以上的雷击停电事故。

  最后的控制模块就是基于预测结果进行的。动态防雷项目研究的一开始,一直停留在理论阶段,随着研究的进一步深入,几位创新者的加入,慢慢迈入了应用阶段,并着重进行对于“控制”模块的研究。方案首先在电网领域应用,即进行雷电预测之后,通过电网调度规避该区域风险,但如何在其他领域进行应用,依然是横亘在研究之路上的“大山”。

  “每个领域的特点都不同,有的能通过转移调度规避风险,有的不可以。”张吉祥介绍,目前,动态防雷方案还不能够实现全领域应用控制,但针对部分领域已经稍有成果。

  在户外作业领域,动态防雷通过与无人机引雷相结合,可以有效解决海上钻井平台的雷电防护问题。在交通领域,通过雷电预测可以辅助车辆智慧调度,有效消除雷电天气的影响,将易燃易爆车辆的累计风险降低90%以上。

  动态防雷几乎是一个全新的课题,没有大量可供参考的资料。“要说失败啊,那可太多了,数不清的。”数据不通、服务器宕机、线路断连……童充和四位创新者对这些问题早已经习以为常,一个线路接口调试上百次也是“家常便饭”。

  在过去的两年里,为了采集数据,监测雷电情况,“听雷”是成员的必修课,他们甚至将远程监测系统装在了家里,“一听到打雷,就赶紧去看数据。”范亚杰表示每一次的雷电数据都十分珍贵,小组成员成了人体“雷报器”,几乎就是“听雷而动”。

  “我希望我们的团队能成为人类可持续发展大圆圈上的一个小突起。”徐洋表示,“虽然从一个圆的总的来看,一个小突起没什么变化,但正因为无数小小的突起,才有整个人类的可持续发展。”

  下一步,团队将参与国际防雷合作项目“雷震子”计划,在区域预测的基础上进一步研究雷击落点的精准预测。