山火預警技術在輸電線路的應用現狀

林章棟

【摘 要】我國電力資源非常豐富，能夠滿足人們日常的生產生活需求，但是，由于我國地域遼闊，而電力資源又大多集中在某一區域，這就導致了某些偏僻地區的用電困難，目前解決這一問題的主要途徑就是建設輸電線路，將電能運向全國各地。在輸電線路的架設過程中，又由于我國地形的復雜以及山火頻發，對于電力的輸送都帶來了一定的影響。所以，做好山火的預警工作對于輸電線路安全使用具有重要作用。

【關鍵詞】應用現狀；輸電線路；山火預警

自然災害是人為避免不了的，其對于輸電工程的開展具有著嚴重的影響，而如何預防這些天災對于輸電線路的威脅則至關重要。山火的發生不僅會引起電路的跳閘，對電路系統產生損毀，并且還會將架線建筑塔燒毀，造成大量的人員傷亡，影響人們生產生活的正常用電。因此，如何做好山火的預警就顯得尤為重要。

1 應用衛星遙感技術的現狀

（1）利用AVHRR/NOAA對林火進行監控

在草原以及森林的火點定位以及火災檢測等工作當中經常會使用到NOAA衛星數據。其能夠實行雙星交錯運行，全天候對地面上同一地區實施四次觀測。而AVHRR輻射儀擁有非常高的分辨率，包含有五個通道。同時，氣象衛星也能夠對地面的溫度實行很好的分辨，這樣對于山火的預警，保障輸電線路的安全則起到了重要的作用。

（2）利用MODI/SEOS對林火進行監測

EOS衛星屬于一種雙星系統，其位置臨近太陽的同步極軌，共由兩種衛星組成。MODIS則是一款光學探測設備，被搭載在MODIS衛星上，其共包含有36個通道。當處于紅外環境下，其具有505到1000米的星下分辨率，當處于可見光環境下則具備250到500米的星下分辨率，因此，對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。與其他遙感衛星相比，MODIS具有更高的山火檢測能力。與此同時，MODI/SEOS和AVHRR/NOAA還具備監測面更廣以及監測速度更快的特點，能夠有效的將山火受災面積推測出來。以此來達到保護輸電線路的目的[1]。

2 應用無線傳感技術

山火的發生大多受氣象因素的影響，比如降水量、風力以及氣溫等，通過這些方面的相互作用，就會造成山火災害的發生。山上植被的含水率對山火災害的發生同樣影響不小，當其具有很高的含水率時，那么發生山火災害的幾率就會很低。同時，風的方向以及風的大小都會影響到山火的蔓延方向以及強度，對于監測山火的情況具有重要的價值。

此外，溫度也可以作為一項山火監測的指標，當降水量過低時，必定造成溫度的升高，這樣發生山火的幾率就會增加。針對這些影響因素制作成各式探測器，對于火災預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）感溫式探測器

根據工作模式的不同，可以將溫度火災探測器分為復合型、差溫型以及定溫型三種。復合型探測器擁有差溫以及定溫探測器的功能。差溫型探測器對于急速上升的溫度會進行報警。定溫型的探測器則是一旦溫度高于預先設定的溫度，那么探測器就會報警，在這三款探測器當中，都擁有很多的熱敏原件[2]。通過溫度探測器的使用，將能夠很好的預測火災的發生，進而對輸電線路進行提早的保護。

（2）感煙式探測器

根據其工作原理不同可以將感煙式探測器分為光電感煙和離子感煙兩大類。固體物質在燃燒的過程中會產生大量的煙霧，而感煙式探測器則能夠靈敏的捕捉到這些煙霧粒子，進而發起警報。通過這類傳感器的應用，同樣能夠對火災的蔓延起到預警作用，進而保護附近輸電線路的安全。

（3）感光式探測器

物體在燃燒的過程中會將自身一部分的熱能轉化為光能，在這些光能當中則包含有紫外線以及紅外線，感光式探測器就是通過對這些紅外線以及紫外線進行識別來探測火災的發生情況。一般情況下，當光線較差時會使用感光式探測器，其可以利用紅、紫外線進行識別。

（4）燃燒音探測器

此類探測器主要的工作原理就是識別火災發生過程中所產生的聲音的頻率，用過頻率的變動來檢測火災的發生情況。當有物體燃燒的時候，就會發生熱氣對流以及空氣膨脹的現象，這時就會產生低頻域聲音。當火勢進一步擴大時，低頻域的聲音也隨之不斷增大。燃燒音探測器正是通過捕捉低頻音來進行工作的。在輸電線路當中所能夠起到很好的作用。

（5）氣體式探測器

當物體經過燃燒以及高溫分解之后，就會產生一定的一氧化碳以及二氧化碳等一些特定的氣體。而氣體式探測器就能夠通過識別空氣當中存在的氣體來判斷火災的發生情況。金屬氧化物、半導體以及鉑絲可以用于氣體式探測器當中，他們能夠準確的判斷空氣當中存在的特定氣體的濃度[3]。

（6）圖像型探測器

在探測大空間的火災工作時一般都會采用圖像型探測器，其能夠通過監測紅外線、觀測普通影像的方式來查看是否有火災發生。在圖像探測器中，主要應用的原理就是分析不同光線各自所具備的輻射特性，進而對火焰的圖像信息進行分析，判斷火災情況。

無線傳感以及衛星遙感不僅對山火的監測預警具有重要的作用，同樣對輸電線路適用，對于保護線路安全，保障電力正常輸送具有重要的意義。

3 無線傳感與衛星遙感的對比以及未來展望

如今在山火預警方面較為普遍使用的就是衛星遙感技術，該類技術不僅監測范圍廣、信息量大，而且投資小，但是其也存在著一定的弊端。在山火災害監測過程中，利用傳感器網絡，能夠實施實時、全面的檢測，但是在落實上會存在一定的困難。一般來說，因為衛星存在過境時間的問題，所以致使衛星遙感難以對火災情況進行實時的監測，沒有辦法對生命周期比較短的火電進行捕捉，對于小于100米的熱輻射也不能很好的監測。同時，天氣以及環境也會對衛星監測起到影響，比如云層的遮擋。

要想通過衛星獲得火災數據，需要通過氣象部門或者是衛星接收站，該類數據具有嚴格的保密性以及依賴性。而傳感器則對電源提出相對高的要求，野外探測需要電池能夠長時間使用，并且可以進行太陽能充電。傳感設備具有非常高的精密度，而在野外的環境又比較惡劣，這就對傳感器的可靠性以及穩定性提出較高的要求。

如今，我國在電力方面主要是通過無線傳感技術與衛星遙感技術相結合的方法來監測輸電線路走廊周圍的山火，通過二者的互補來對輸電線路的實時性以及可靠性進行提升。

4 總結

通過上面的論述可以看到，當前我國在監測輸電線路山火的過程中主要是通過無線傳感與衛星遙感相結合的方式，通過二者的互補，不僅解決了實時性的問題，同時對提升監測工作的可靠性以及穩定性具有重大的意義，對于促進我國電力行業的健康可持續發展具有積極作用。

【參考文獻】

[1]葉立平，陳錫陽，何子蘭，謝從珍，黃健華.山火預警技術在輸電線路的應用現狀[J].電力系統保護與控制，2014（6）：145-153.

[2]藍慶仕.山火預警技術在輸電線路的應用現狀[J].企業技術開發月刊，2016，35（19）.

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