山火預(yù)警技術(shù)在輸電線路的應(yīng)用思考

周冀

摘 要：據(jù)有關(guān)研究表明，架空輸電線路山火與氣象因素有關(guān)?；诖?，本文從氣象角度出發(fā)，首先對(duì)架空輸電線路山火與氣象因素關(guān)系進(jìn)行分析，其次從三個(gè)要素入手，提出預(yù)測(cè)方法，并構(gòu)建了山火發(fā)生密度時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型，最后列舉了架空輸電線路山火預(yù)警案例，希望對(duì)我國(guó)相關(guān)人員提供有效參考。

關(guān)鍵詞：架空輸電線路;山火預(yù)測(cè)預(yù)警技術(shù);衛(wèi)星監(jiān)測(cè)熱點(diǎn);氣象因素

引言：我國(guó)架空輸電線路常鋪設(shè)在山區(qū)田地，由于人類上墳、燒荒等活動(dòng)，可能致使大范圍山火的發(fā)生，進(jìn)而導(dǎo)致線路跳閘停電，在嚴(yán)重時(shí)甚至引發(fā)電網(wǎng)崩潰現(xiàn)象，為用戶正常用電帶來不利影響。因此技術(shù)人員需不斷研究架空輸電線路山災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)警技術(shù)，希望能夠有效判斷山火發(fā)生的區(qū)域，采取針對(duì)性措施進(jìn)行預(yù)防。

1山火預(yù)警技術(shù)在輸電線路的運(yùn)用

1.1衛(wèi)星遙感技術(shù)的運(yùn)用

1.1.1NOAA/AVHRR監(jiān)測(cè)林火

AVHRR高分辨率輻射儀共包括5各通道，每一個(gè)通道都有各自的特性。NOAA衛(wèi)星經(jīng)常用于草原、森林的火災(zāi)監(jiān)測(cè)，不僅能準(zhǔn)確確定火點(diǎn)、預(yù)測(cè)火災(zāi)嚴(yán)重程度，而且也可以對(duì)火災(zāi)面積進(jìn)行估算。氣象衛(wèi)星對(duì)地面線性物體的分辨率只有1.1km，分辨率較低，但是它的溫度分辨率卻較高。NOAA衛(wèi)星交錯(cuò)運(yùn)行，監(jiān)測(cè)頻率為6小時(shí)/次，即同一地區(qū)每隔6小時(shí)便會(huì)接受其一次監(jiān)測(cè)。

1.1.2EOS/MODIS監(jiān)測(cè)林火

對(duì)于EOS衛(wèi)星，其由上午、下午衛(wèi)星共同組成，靠近太陽同步極軌，是一種雙星系統(tǒng)。MODIS是搭載在EOS衛(wèi)星上的一種光學(xué)探測(cè)設(shè)備，共包含36個(gè)通道。在可見光下，其星下的分辨率為250～500m;在紅外光下，其星下的分辨率為505～1000m;所以，其能夠較好的顯示出地貌，甚至是地面物體。通常情況下，相比于目前運(yùn)用的其他衛(wèi)星遙感器，MODIS的森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)能力極其高。此外，NOAA/AVHRR、EOS/MODIS還具有監(jiān)測(cè)速度快、監(jiān)測(cè)面廣泛的特征，可十分準(zhǔn)確的推測(cè)出森林火災(zāi)的面積。EOS/MODIS能夠在森林火情監(jiān)測(cè)工作中直接應(yīng)用，且還能夠較好的監(jiān)測(cè)地表的濕度與溫度。

1.2無線傳感器的探測(cè)量及各種傳感器

1.2.1感溫式火災(zāi)探測(cè)器

（1）定溫型探測(cè)器。當(dāng)監(jiān)測(cè)溫度超出了該探測(cè)器的監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的預(yù)定溫度時(shí)，便會(huì)發(fā)出警報(bào)聲;（2）差溫型探測(cè)器。當(dāng)溫度升高的速度超出預(yù)定速度的范圍時(shí)，探測(cè)器發(fā)出警報(bào)聲;（3）復(fù)合型探測(cè)器。該探測(cè)器既有定溫型探測(cè)器的功能，又有差溫型探測(cè)器功能。感溫式火災(zāi)探測(cè)器中的熱敏元件較多，如易熔金屬、熱敏電阻等。

1.2.2感光式火災(zāi)探測(cè)器

如果物體處于燃燒過程，一般會(huì)發(fā)出火焰，火焰往往會(huì)形成紅外線與紫外線，感光式火災(zāi)探測(cè)器的工作原理即為通過紅外線與紫外線的監(jiān)測(cè)判斷物體的燃燒情況。通常情況下，在光線相對(duì)差的環(huán)境中，大多采用感光式火災(zāi)探測(cè)器，主要是外光線較好，極有可能對(duì)感光式火災(zāi)探測(cè)器的正常工作造成影響。所以，輸電線路的火災(zāi)預(yù)警通常不采用感光式火災(zāi)探測(cè)器。

1.2.3感煙式火災(zāi)探測(cè)器

根據(jù)感煙式火災(zāi)探測(cè)器的工作原理，可以將其劃分為離子感煙和光電感煙兩種類型。感煙式火災(zāi)探測(cè)器對(duì)熱分解或燃燒過程中散發(fā)到空氣中的微小顆粒感應(yīng)異常靈敏。固體物質(zhì)的燃燒一般劃分為早期階段、陰燃階段和起火階段，陰燃階段會(huì)產(chǎn)生一定的煙霧，感煙式火災(zāi)探測(cè)器能靈敏地感應(yīng)到這些煙霧，從而及時(shí)發(fā)出火災(zāi)報(bào)警聲響，引起人的關(guān)注。

1.2.4燃燒音火災(zāi)探測(cè)器

如果發(fā)生火災(zāi)，火源周圍便會(huì)出現(xiàn)頻率不同的聲音，主要維低頻域聲音與超高頻域聲音，這兩種聲音均無法通過人耳捕捉。部分研究人員表示，當(dāng)物體燃燒時(shí)，會(huì)產(chǎn)生空氣膨脹與熱氣對(duì)流現(xiàn)象，這是低頻域聲音產(chǎn)生的主要原因。而隨著燃燒程度的不斷加深，低頻域聲音也會(huì)不斷增大。對(duì)于燃燒音火災(zāi)探測(cè)器的工作原理，即為通過感知低頻域聲音來探測(cè)火災(zāi)，是目前較為常見的一種火災(zāi)檢測(cè)方法。

1.2.5氣體式火災(zāi)探測(cè)器

經(jīng)過高溫分解或者是燃燒之后，可燃物一般會(huì)想空氣中散發(fā)CO、CO2等特定氣體，通過氣體式火災(zāi)探測(cè)器的應(yīng)用，可利用空氣中的特定氣體探測(cè)判斷火災(zāi)。鉑絲、半導(dǎo)體、金屬氧化物等是氣體式火災(zāi)探測(cè)器中的敏感元件，能夠?qū)諝庵刑囟怏w的濃度進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。

1.2.6圖像型火災(zāi)探測(cè)器

圖像火災(zāi)探測(cè)器主要用于探測(cè)大空間火災(zāi)，它主要通過觀測(cè)普通影像、監(jiān)測(cè)紅外線的方法類探測(cè)是否有火災(zāi)發(fā)生。圖像火災(zāi)探測(cè)器利用了火焰中不同光線的輻射特性，通過分析火焰圖像信息來判斷火災(zāi)。

2衛(wèi)星遙感技術(shù)與無線傳感器的探測(cè)量及傳感器監(jiān)測(cè)方式的對(duì)比與發(fā)展

就當(dāng)前情況來看，衛(wèi)星遙感技術(shù)在山火預(yù)警中得到了較為普遍的應(yīng)用，此類技術(shù)有投資小、信息量大、監(jiān)測(cè)范圍廣的特征，但也有一定的缺陷。在進(jìn)行山火監(jiān)測(cè)工作時(shí)，通過傳感器網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)用，可進(jìn)行全面的、實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，但項(xiàng)目的落實(shí)方面往往會(huì)遇到一定的困難。通常情況下，由于受到衛(wèi)星過境時(shí)間的限制與影響，衛(wèi)星遙感系統(tǒng)往往無法進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)，無法及時(shí)的捕獲生命周期相對(duì)較短的火點(diǎn)，熱輻射小于100m的火點(diǎn)的監(jiān)測(cè)效果也不理想。天氣、環(huán)境也會(huì)對(duì)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)結(jié)果造成影響，若有云層遮擋，衛(wèi)星的紅外通道僅能監(jiān)測(cè)云層上表面的溫度。

衛(wèi)星數(shù)據(jù)通常來自地面文星接收站或氣象部門，數(shù)據(jù)的依賴性與保密性較高。傳感器網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)法有電源方面的問題，野外傳感器的供電依賴蓄電池、太陽能。傳感器設(shè)備的精密度較高，野外自然環(huán)境十分惡劣，這就要求傳感器具有較高的穩(wěn)定性與可靠性。無線傳感對(duì)信息傳輸?shù)目煽啃蕴岢隽溯^高的要求，在叢林環(huán)境中，植被的遮擋、生物的破壞等，均會(huì)嚴(yán)重影響到數(shù)據(jù)的傳輸。

3火山預(yù)警技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新

3.1加大財(cái)力支持

輸電線路是保證人們?nèi)粘Ｉ钌a(chǎn)用電的直接因素，沒有電力資源的支持，國(guó)民收入大大降低，人民生活水平大大減退。因此需要財(cái)政力量的投入支持，保證源源不斷的電力資源。而火山預(yù)警技術(shù)作為一項(xiàng)重要的科學(xué)研究項(xiàng)目，需要高科技技術(shù)的投入研究，人才資源的建設(shè)也需要財(cái)政的支出。

3.2改造技術(shù)條件

（1）應(yīng)該大量的搜集關(guān)于火山預(yù)警在電路傳輸應(yīng)用的材料及案例，科學(xué)分析其中的相關(guān)數(shù)據(jù)，總結(jié)火山噴發(fā)，森林火險(xiǎn)發(fā)生的科學(xué)規(guī)律，用理性規(guī)律去指導(dǎo)實(shí)踐。（2）改變單一的衛(wèi)星遙感設(shè)施系統(tǒng)，加強(qiáng)衛(wèi)星遙感與無線遙感之間的聯(lián)系，更加精確衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的算法，數(shù)值精確利于分析研究，科學(xué)運(yùn)用衛(wèi)星監(jiān)測(cè)的位移定律，保證監(jiān)測(cè)的方法更加理論化，系統(tǒng)化，增強(qiáng)火山預(yù)警的科學(xué)性。針對(duì)無線遙感技術(shù)設(shè)備受到地理環(huán)境的影響問題，改裝遙感設(shè)備器材的內(nèi)部構(gòu)造，采用新型的節(jié)能電池或者使用太陽能發(fā)電，加強(qiáng)外部防水設(shè)備的改造，將無線遙感器材投放于各個(gè)復(fù)雜的地理氣候環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試，科學(xué)預(yù)警。改善無線遙感設(shè)備距離短、精密度低的不足，加強(qiáng)科研投入，研制出監(jiān)測(cè)覆蓋面廣，檢測(cè)精密程度高的高科技設(shè)備器材，更好的落實(shí)火山預(yù)警科研工作。（3）使衛(wèi)星遙感技術(shù)與無線檢測(cè)系統(tǒng)的聯(lián)系更加緊密，根據(jù)我國(guó)的地形地勢(shì)，氣候特點(diǎn)，利用遠(yuǎn)紅外線等高科技的信息技術(shù)手段，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，開辟出一條屬于中國(guó)特色的火山預(yù)警技術(shù)，為電力的傳輸以及人類的文明發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

4結(jié)語

我國(guó)火山預(yù)警技術(shù)雖然已經(jīng)脫離了完全依靠人力監(jiān)測(cè)的傳統(tǒng)預(yù)警階段，但是由于財(cái)政的支撐力度不足，無法滿足高精尖機(jī)器設(shè)備的投入使用。預(yù)警的科學(xué)性與嚴(yán)謹(jǐn)性還有待考證。在未來的火山檢測(cè)預(yù)警應(yīng)用中，國(guó)家應(yīng)該推行財(cái)政政策，大力支持火山預(yù)警技術(shù)的科研經(jīng)費(fèi)，加大衛(wèi)星技術(shù)與無線遙感技術(shù)所耗費(fèi)的成本投入，加快步伐，科學(xué)預(yù)警，保證人類生產(chǎn)生活的電力資源。

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