山火預(yù)警技術(shù)在輸電線(xiàn)路的應(yīng)用現(xiàn)狀

林章棟

【摘 要】我國(guó)電力資源非常豐富，能夠滿(mǎn)足人們?nèi)粘５纳a(chǎn)生活需求，但是，由于我國(guó)地域遼闊，而電力資源又大多集中在某一區(qū)域，這就導(dǎo)致了某些偏僻地區(qū)的用電困難，目前解決這一問(wèn)題的主要途徑就是建設(shè)輸電線(xiàn)路，將電能運(yùn)向全國(guó)各地。在輸電線(xiàn)路的架設(shè)過(guò)程中，又由于我國(guó)地形的復(fù)雜以及山火頻發(fā)，對(duì)于電力的輸送都帶來(lái)了一定的影響。所以，做好山火的預(yù)警工作對(duì)于輸電線(xiàn)路安全使用具有重要作用。

【關(guān)鍵詞】應(yīng)用現(xiàn)狀；輸電線(xiàn)路；山火預(yù)警

自然災(zāi)害是人為避免不了的，其對(duì)于輸電工程的開(kāi)展具有著嚴(yán)重的影響，而如何預(yù)防這些天災(zāi)對(duì)于輸電線(xiàn)路的威脅則至關(guān)重要。山火的發(fā)生不僅會(huì)引起電路的跳閘，對(duì)電路系統(tǒng)產(chǎn)生損毀，并且還會(huì)將架線(xiàn)建筑塔燒毀，造成大量的人員傷亡，影響人們生產(chǎn)生活的正常用電。因此，如何做好山火的預(yù)警就顯得尤為重要。

1 應(yīng)用衛(wèi)星遙感技術(shù)的現(xiàn)狀

（1）利用AVHRR/NOAA對(duì)林火進(jìn)行監(jiān)控

在草原以及森林的火點(diǎn)定位以及火災(zāi)檢測(cè)等工作當(dāng)中經(jīng)常會(huì)使用到NOAA衛(wèi)星數(shù)據(jù)。其能夠?qū)嵭须p星交錯(cuò)運(yùn)行，全天候?qū)Φ孛嫔贤坏貐^(qū)實(shí)施四次觀(guān)測(cè)。而AVHRR輻射儀擁有非常高的分辨率，包含有五個(gè)通道。同時(shí)，氣象衛(wèi)星也能夠?qū)Φ孛娴臏囟葘?shí)行很好的分辨，這樣對(duì)于山火的預(yù)警，保障輸電線(xiàn)路的安全則起到了重要的作用。

（2）利用MODI/SEOS對(duì)林火進(jìn)行監(jiān)測(cè)

EOS衛(wèi)星屬于一種雙星系統(tǒng)，其位置臨近太陽(yáng)的同步極軌，共由兩種衛(wèi)星組成。MODIS則是一款光學(xué)探測(cè)設(shè)備，被搭載在MODIS衛(wèi)星上，其共包含有36個(gè)通道。當(dāng)處于紅外環(huán)境下，其具有505到1000米的星下分辨率，當(dāng)處于可見(jiàn)光環(huán)境下則具備250到500米的星下分辨率，因此，對(duì)于地形地貌以及地球表面的物體MODIS都能夠清晰的顯示出來(lái)。與其他遙感衛(wèi)星相比，MODIS具有更高的山火檢測(cè)能力。與此同時(shí)，MODI/SEOS和AVHRR/NOAA還具備監(jiān)測(cè)面更廣以及監(jiān)測(cè)速度更快的特點(diǎn)，能夠有效的將山火受災(zāi)面積推測(cè)出來(lái)。以此來(lái)達(dá)到保護(hù)輸電線(xiàn)路的目的[1]。

2 應(yīng)用無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)

山火的發(fā)生大多受氣象因素的影響，比如降水量、風(fēng)力以及氣溫等，通過(guò)這些方面的相互作用，就會(huì)造成山火災(zāi)害的發(fā)生。山上植被的含水率對(duì)山火災(zāi)害的發(fā)生同樣影響不小，當(dāng)其具有很高的含水率時(shí)，那么發(fā)生山火災(zāi)害的幾率就會(huì)很低。同時(shí)，風(fēng)的方向以及風(fēng)的大小都會(huì)影響到山火的蔓延方向以及強(qiáng)度，對(duì)于監(jiān)測(cè)山火的情況具有重要的價(jià)值。

此外，溫度也可以作為一項(xiàng)山火監(jiān)測(cè)的指標(biāo)，當(dāng)降水量過(guò)低時(shí)，必定造成溫度的升高，這樣發(fā)生山火的幾率就會(huì)增加。針對(duì)這些影響因素制作成各式探測(cè)器，對(duì)于火災(zāi)預(yù)警具有十分重大的意義。比如溫度傳感器、濕度傳感器以及感煙式傳感器等。

（1）感溫式探測(cè)器

根據(jù)工作模式的不同，可以將溫度火災(zāi)探測(cè)器分為復(fù)合型、差溫型以及定溫型三種。復(fù)合型探測(cè)器擁有差溫以及定溫探測(cè)器的功能。差溫型探測(cè)器對(duì)于急速上升的溫度會(huì)進(jìn)行報(bào)警。定溫型的探測(cè)器則是一旦溫度高于預(yù)先設(shè)定的溫度，那么探測(cè)器就會(huì)報(bào)警，在這三款探測(cè)器當(dāng)中，都擁有很多的熱敏原件[2]。通過(guò)溫度探測(cè)器的使用，將能夠很好的預(yù)測(cè)火災(zāi)的發(fā)生，進(jìn)而對(duì)輸電線(xiàn)路進(jìn)行提早的保護(hù)。

（2）感煙式探測(cè)器

根據(jù)其工作原理不同可以將感煙式探測(cè)器分為光電感煙和離子感煙兩大類(lèi)。固體物質(zhì)在燃燒的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧，而感煙式探測(cè)器則能夠靈敏的捕捉到這些煙霧粒子，進(jìn)而發(fā)起警報(bào)。通過(guò)這類(lèi)傳感器的應(yīng)用，同樣能夠?qū)馂?zāi)的蔓延起到預(yù)警作用，進(jìn)而保護(hù)附近輸電線(xiàn)路的安全。

（3）感光式探測(cè)器

物體在燃燒的過(guò)程中會(huì)將自身一部分的熱能轉(zhuǎn)化為光能，在這些光能當(dāng)中則包含有紫外線(xiàn)以及紅外線(xiàn)，感光式探測(cè)器就是通過(guò)對(duì)這些紅外線(xiàn)以及紫外線(xiàn)進(jìn)行識(shí)別來(lái)探測(cè)火災(zāi)的發(fā)生情況。一般情況下，當(dāng)光線(xiàn)較差時(shí)會(huì)使用感光式探測(cè)器，其可以利用紅、紫外線(xiàn)進(jìn)行識(shí)別。

（4）燃燒音探測(cè)器

此類(lèi)探測(cè)器主要的工作原理就是識(shí)別火災(zāi)發(fā)生過(guò)程中所產(chǎn)生的聲音的頻率，用過(guò)頻率的變動(dòng)來(lái)檢測(cè)火災(zāi)的發(fā)生情況。當(dāng)有物體燃燒的時(shí)候，就會(huì)發(fā)生熱氣對(duì)流以及空氣膨脹的現(xiàn)象，這時(shí)就會(huì)產(chǎn)生低頻域聲音。當(dāng)火勢(shì)進(jìn)一步擴(kuò)大時(shí)，低頻域的聲音也隨之不斷增大。燃燒音探測(cè)器正是通過(guò)捕捉低頻音來(lái)進(jìn)行工作的。在輸電線(xiàn)路當(dāng)中所能夠起到很好的作用。

（5）氣體式探測(cè)器

當(dāng)物體經(jīng)過(guò)燃燒以及高溫分解之后，就會(huì)產(chǎn)生一定的一氧化碳以及二氧化碳等一些特定的氣體。而氣體式探測(cè)器就能夠通過(guò)識(shí)別空氣當(dāng)中存在的氣體來(lái)判斷火災(zāi)的發(fā)生情況。金屬氧化物、半導(dǎo)體以及鉑絲可以用于氣體式探測(cè)器當(dāng)中，他們能夠準(zhǔn)確的判斷空氣當(dāng)中存在的特定氣體的濃度[3]。

（6）圖像型探測(cè)器

在探測(cè)大空間的火災(zāi)工作時(shí)一般都會(huì)采用圖像型探測(cè)器，其能夠通過(guò)監(jiān)測(cè)紅外線(xiàn)、觀(guān)測(cè)普通影像的方式來(lái)查看是否有火災(zāi)發(fā)生。在圖像探測(cè)器中，主要應(yīng)用的原理就是分析不同光線(xiàn)各自所具備的輻射特性，進(jìn)而對(duì)火焰的圖像信息進(jìn)行分析，判斷火災(zāi)情況。

無(wú)線(xiàn)傳感以及衛(wèi)星遙感不僅對(duì)山火的監(jiān)測(cè)預(yù)警具有重要的作用，同樣對(duì)輸電線(xiàn)路適用，對(duì)于保護(hù)線(xiàn)路安全，保障電力正常輸送具有重要的意義。

3 無(wú)線(xiàn)傳感與衛(wèi)星遙感的對(duì)比以及未來(lái)展望

如今在山火預(yù)警方面較為普遍使用的就是衛(wèi)星遙感技術(shù)，該類(lèi)技術(shù)不僅監(jiān)測(cè)范圍廣、信息量大，而且投資小，但是其也存在著一定的弊端。在山火災(zāi)害監(jiān)測(cè)過(guò)程中，利用傳感器網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)嵤?shí)時(shí)、全面的檢測(cè)，但是在落實(shí)上會(huì)存在一定的困難。一般來(lái)說(shuō)，因?yàn)樾l(wèi)星存在過(guò)境時(shí)間的問(wèn)題，所以致使衛(wèi)星遙感難以對(duì)火災(zāi)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)，沒(méi)有辦法對(duì)生命周期比較短的火電進(jìn)行捕捉，對(duì)于小于100米的熱輻射也不能很好的監(jiān)測(cè)。同時(shí)，天氣以及環(huán)境也會(huì)對(duì)衛(wèi)星監(jiān)測(cè)起到影響，比如云層的遮擋。

要想通過(guò)衛(wèi)星獲得火災(zāi)數(shù)據(jù)，需要通過(guò)氣象部門(mén)或者是衛(wèi)星接收站，該類(lèi)數(shù)據(jù)具有嚴(yán)格的保密性以及依賴(lài)性。而傳感器則對(duì)電源提出相對(duì)高的要求，野外探測(cè)需要電池能夠長(zhǎng)時(shí)間使用，并且可以進(jìn)行太陽(yáng)能充電。傳感設(shè)備具有非常高的精密度，而在野外的環(huán)境又比較惡劣，這就對(duì)傳感器的可靠性以及穩(wěn)定性提出較高的要求。

如今，我國(guó)在電力方面主要是通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感技術(shù)與衛(wèi)星遙感技術(shù)相結(jié)合的方法來(lái)監(jiān)測(cè)輸電線(xiàn)路走廊周?chē)纳交?，通過(guò)二者的互補(bǔ)來(lái)對(duì)輸電線(xiàn)路的實(shí)時(shí)性以及可靠性進(jìn)行提升。

4 總結(jié)

通過(guò)上面的論述可以看到，當(dāng)前我國(guó)在監(jiān)測(cè)輸電線(xiàn)路山火的過(guò)程中主要是通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳感與衛(wèi)星遙感相結(jié)合的方式，通過(guò)二者的互補(bǔ)，不僅解決了實(shí)時(shí)性的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)提升監(jiān)測(cè)工作的可靠性以及穩(wěn)定性具有重大的意義，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)電力行業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展具有積極作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]葉立平，陳錫陽(yáng)，何子蘭，謝從珍，黃健華.山火預(yù)警技術(shù)在輸電線(xiàn)路的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2014（6）：145-153.

[2]藍(lán)慶仕.山火預(yù)警技術(shù)在輸電線(xiàn)路的應(yīng)用現(xiàn)狀[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)月刊，2016，35（19）.

[3]羅洋，王曉冬，黃琪.基于山火預(yù)警技術(shù)的輸電線(xiàn)路穩(wěn)定性研究[J].工程技術(shù)：全文版，2016（10）：00239-00239.endprint