电网防灾减灾全国重点实验室：向灾害“亮剑” 书写科技护网答卷
2024年1月18日，受寒潮天气影响，湖南益阳突降冻雨。±800千伏特高压宾金线上的覆冰悄无声息增长起来。由于线路经过典型微地形区域，冰情变化非常快，至20日上午，线路覆冰已经超过融冰设计标准，需要迅速处置。驻守现场的电网防灾减灾全国重点实验室融冰技术小队立即响应，组织开展融冰操作，采用自主研发的特高压导线不停电地线融冰装置，融冰作业60多分钟，30毫米厚的地线覆冰全部融脱。
▲电网防灾减灾全国重点实验室近景
此次成功处置宾金线覆冰危机，展现出融冰技术小队专业高效的应急能力，也彰显了相关技术装备的强大实力。而这些令人赞叹的成果并非一蹴而就，在这背后，是无数科研人员的日夜付出与不懈探索。
勇斗冰害，敢啃“硬骨头”
养兵千日用兵一时，亮眼成绩的取得，离不开电网防灾减灾全国重点实验室主任陆佳政及其所在团队的多年科研攻坚。
因地形和气候原因，湖南冬季雨雪冰冻灾害多发。2008年冰灾，曾造成当地电网历史上最大的破坏。灾情深深震撼了陆佳政，他立志带领团队以科技创新迎战冰害，让电网在灾害面前能“挺直腰板”。
▲实验室工作人员开展电网覆冰预测技术研究
“预测是防灾第一要务，融冰是防灾重要手段。”为了实现电网覆冰预测，实验室成员一项项查找资料分析预测因子、连续多年开展冬季野外探测试验和模拟实验，也曾为了解决传统的SVC型直流融冰装置三相晶闸管整流谐波高的问题，先后进行了10余种拓扑方案的论证，仿真计算报告长达几千页……
在这样的努力下，他们率先攻克了电网覆冰预测技术，研制出我国首套30米级微地形电网覆冰预测系统，覆盖全国，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；发明低谐波大功率直流融冰技术，研制出固定式、移动式、配网电源式3个系列导线融冰装置，1小时快速加热融化上百公里导线覆冰，比世界先进的加拿大融冰装置谐波下降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完成首次特高压线路导线不停电地线融冰，保障了电网设备安全。
▲实验室团队开展电网设备覆冰机理模拟试验
经过多年的努力，实验室研发的覆冰预测系统与融冰装置在我国26省市电网广泛应用，被19个特高压抗冰工程采用。据用户反馈，该预测系统准确预测2008年后历次电网覆冰过程，现场直流融冰成功率100%。
2024年初，湖南电网冰灾严重程度仅次于2008年，但这次依靠实验室研发的电网防冰技术，湖南电网融冰线路未发生一起倒塔事故，电网损失仅为2008年的1.2%，被评价“积极应对了本轮雨雪冰冻，用电无感”。
直面火灾，护网更安全
2025年4月3日，湖南省郴州市北湖区发生山火，过火面积超过60亩，一度蔓延至±500千伏江城直流附近，危及重要线路安全运行。眼见火势有失控风险，线路运维单位紧急向电网防灾减灾全国重点实验室求援。实验室立即组织直升机实施空中灭火。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，在火场上空连续扑救数小时，成功扑灭了山火，保护了电力设备和森林资源。
输电线路难免经过山区林地，受到山火威胁，及时扑救输电线路附近山火非常关键。为了保证安全，停电灭火是消防常识。而特高压等重要线路输送功率大，难以停电灭火。有没有在不停电条件下更加安全地扑灭火灾的办法？
▲实验室团队利用直升机扑灭线路附近山火
实验室牵头组建了电气、材料等多专业融合课题组，搭建专门的山火试验场，反复试验百余次。团队连续数年在春节、清明节等山火高发的节日驻守一线，分析问题。终于成功发现雾径减小至400微米时细水雾绝缘比同长度水柱提升数十倍，比干燥空气还高的反常现象，率先采用原子光谱测量验证水雾电场极化吸附电子提升绝缘的机理，即雾化越细，吸附越强，阻碍放电发展，绝缘显著提升。研发出首套线路山火不停电灭火装置和防复燃灭火剂。
团队采用该灭火技术已不停电扑灭大量的危及线路运行的山火，并装载在直升机上，成功扑灭输电线路山火数百起。2022年夏秋季节，面对湖南省严重的伏旱，团队辗转省内10余个市（州），应用直升机灭火技术高效扑灭线路附近山火50余起，协助扑灭森林火灾8起，获得多地政府来信感谢，被誉为“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”。
迎战雷电，保供再提升
春季是雷电多发季节。5月4日，湖南永州刚刚经历了一轮强对流天气。往年这种时候，雷击造成的配电网故障会让运维人员头疼不已。由于本次雷雨前，采用了电网防灾减灾全国重点实验室研制的防雷绝缘子改造方案，统计显示，此次永州地区配网雷击故障大幅减少。“防灾实验室的防雷绝缘子帮我们解决了一个大问题啊。”国网湖南永州供电公司的配网运维人员赞叹道。
▲实验室技术人员研发防雷绝缘子材料
雷电灾害遍及全球，每年超过10亿次。雷电击中输配电线路，过电压极易造成输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。长期以来，雷击是困扰电网安全运行最频繁的自然灾害。10千伏线路遭到雷击还可能造成带电导线断线坠地，引发人身触电伤亡，严重影响到电网安全与人民生命安全。团队成员先后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结构，率先研制整支100千安大通流防雷绝缘子。防雷绝缘子广泛应用超百万支，应用的三千多条线路再未发生雷击断线造成的触电伤亡，保障供电与维护社会安全意义重大。
▲实验室技术人员开展防雷绝缘子高电压试验
在电网防灾减灾全国重点实验室门前，“创新降灾魔，温暖满人间”十个字十分醒目。与实验室一条马路之隔的成果转化中心——电网防灾产业园的厂房楼顶，“科技面向经济主战场”的红色大字非常亮眼。这两句话，前者代表科研攻难关，后者代表服务保供电，两者相得益彰，正是电网防灾减灾全国重点实验室攻克防灾减灾难题不变的初心。
随着新型电力系统建设的深入推进，电网高质量可靠供电和储能、风电、光伏等新能源防灾需求为技术创新提出了新的、更高的要求。电网防灾减灾全国重点实验室延续一直以来“面向国家重大需求”的创新方向，在新型电力系统防灾安全方面继续攻坚克难，突破了风机除冰、储能锂电池高效灭火防复燃等技术。团队先后获得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，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。实验室建成了我国首个电网防灾产业园，防灾成果在31省市广泛推广，年推广已达20亿元，专利转让费已超2亿元，实现了科技创新与产业创新的融合，以科技创新保障电网安全稳定运行。
