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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个。
这套设计初衷是保障电网安全的雷电监测系统,却客观上起到了精确“捕雷”的效果,在它的实时监控下,北京市哪儿落雷、什么时候落雷、落了多少雷,全部一目了然。
高温高负荷 电网最怕遇雷电
南三环赵公口桥附近,一个很容易被路人忽视的大院,便是北京电力科学研究院。李春生,是这里的线路防雷工程师,他的工作便是负责北京电网新一代雷电监测系统的运行。
“大家可能觉得,只有气象部门关注雷电,但其实,我们电力,还有石油、煤炭、航空等系统都会关注雷电。”与航空等系统关注云对云雷电不同,电力系统关注的雷电,主要是云对地的雷电,也就是我们经常看见的落在地面上的雷电。这些雷电,对电力设备危害最大,同时,也对普通人生命安全危害最大。
李春生说,“我们可能都有这个生活经验,就是一到雷雨天,家里的电灯可能就会‘跳’闪,雷电规模大的时候,家里甚至还会跳闸,这就是雷电对我们电力系统破坏的体现。”
夏季,是用电高峰季节。
7月30日16时34分,北京地区电网最大负荷达到1679.7万千瓦,突破历史最高纪录。在高温和大负荷的压力下,电网承受着双重考验。而这时候,恰恰又是北京的雨季、雷电高发季。电网会同时承受高温、大负荷和雷电的三重考验。
“在所有自然因素中,包括大风、大雨、飞鸟等等,雷电对供电安全的影响最大。”在夏季,一旦因雷电造成供电故障,对市民生活、企事业单位生产,都会产生严重影响。
因此,国家电网集合科研力量,开发并投入了新一代雷电监测系统。今年6月1日,北京电力成为全国第一批加入该系统的单位。
人工检查 一人用十几天爬十几个杆塔
作为一名70后科研人员,借助着电脑演示,李春生滔滔不绝地讲述着雷电监测系统的神奇。他很自信地透露,横向比较,这套我国自主研发的系统,已经达到了国际领先的水平。可能是为了向记者更直观地反应这套系统的意义,他讲了一个小故事。
在上世纪80年代以前,如果出现雷电破坏供电系统的故障,电力部门所能采取的唯一措施,便是人力排查。
曾经有一次,北京到山西大同的500千伏线路,发生雷电导致的供电故障。这条线路有数百个杆塔,具体是哪个杆塔出了故障,没有设备能进行定位。而且这条线路上,分布着很多高山和深谷,当时的道路状况与现在也不可同日而语,而且交通工具也不充裕。于是,北京电力系统当时著名的“女子突击队”迎着困难出发了。一辆车十几个突击队员,每人带着设备、干粮,沿着线路,一路向大同行进。每十几个杆塔,放下一名突击队员。这名突击队员,便依靠徒步,步行抵达一个个杆塔,然后再爬上杆塔,勘查故障情况。每一个杆塔每一个突击队员就要花费一天左右的时间。
因为缺乏科技手段的支撑,一个故障,就需要十几个突击队员,花十几天的时间排查。艰辛、危险和较低的劳动效率,都是当时电力故障排查的真实写照。
定位雷电 捕雷就像撒网捕鱼
进入新世纪之后,电力系统对雷电的监测便开始越来越借助科技手段。到今年6月1日,新一代雷电监测系统投入使用后,在李春生的电脑上,就能实时监控全市范围内的雷电落地情况。
一台普通的电脑,却可以覆盖北京市1.6万平方公里的面积?“我这电脑当然没这么神啦,雷电监测主要靠的是分布在郊县的6个探测站”,李春生说。这6个探测站,就像支在鱼塘里的竹竿,竹竿渔网密布。雷电落在地面上,就像鱼儿进了网,想跑掉,几乎是不可能的。
每个探测站都可以接收雷电波形,而且接收范围达到几十至上百公里。雷电也是一种电磁波,当有雷电落在地面上,电磁波会沿着地面向360度传播,一旦有三个或三个以上探测站监测到,就可以经过系统运算确定这个雷电的位置。
作为系统中的关键,探测站的位置分布很有讲究。李春生解释说,在能保证通讯、电源、网络的基础上,探测站分布在北京市郊县,从地图上看,在北京市版图的边缘。这样,可以保证,几乎不落下一个雷电,每一个落在北京市的雷电都会被系统精确记录位置和时间。
而且,因为北京的雷电监测系统并入了国家电网的雷电监测系统,周边河北省的探测站,可以与北京市的探测站形成互备。如果北京的探测站有故障,出现“漏网之鱼”,而河北的探测站可以作为后备,帮助捕捉雷电。
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