山火預警技術在輸電線路的應用思考

周冀

摘 要：據有關研究表明，架空輸電線路山火與氣象因素有關。基于此，本文從氣象角度出發，首先對架空輸電線路山火與氣象因素關系進行分析，其次從三個要素入手，提出預測方法，并構建了山火發生密度時間序列預測模型，最后列舉了架空輸電線路山火預警案例，希望對我國相關人員提供有效參考。

關鍵詞：架空輸電線路;山火預測預警技術;衛星監測熱點;氣象因素

引言：我國架空輸電線路常鋪設在山區田地，由于人類上墳、燒荒等活動，可能致使大范圍山火的發生，進而導致線路跳閘停電，在嚴重時甚至引發電網崩潰現象，為用戶正常用電帶來不利影響。因此技術人員需不斷研究架空輸電線路山災預測預警技術，希望能夠有效判斷山火發生的區域，采取針對性措施進行預防。

1山火預警技術在輸電線路的運用

1.1衛星遙感技術的運用

1.1.1NOAA/AVHRR監測林火

AVHRR高分辨率輻射儀共包括5各通道，每一個通道都有各自的特性。NOAA衛星經常用于草原、森林的火災監測，不僅能準確確定火點、預測火災嚴重程度，而且也可以對火災面積進行估算。氣象衛星對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衛星交錯運行，監測頻率為6小時/次，即同一地區每隔6小時便會接受其一次監測。

1.1.2EOS/MODIS監測林火

對于EOS衛星，其由上午、下午衛星共同組成，靠近太陽同步極軌，是一種雙星系統。MODIS是搭載在EOS衛星上的一種光學探測設備，共包含36個通道。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，相比于目前運用的其他衛星遙感器，MODIS的森林火災監測能力極其高。此外，NOAA/AVHRR、EOS/MODIS還具有監測速度快、監測面廣泛的特征，可十分準確的推測出森林火災的面積。EOS/MODIS能夠在森林火情監測工作中直接應用，且還能夠較好的監測地表的濕度與溫度。

1.2無線傳感器的探測量及各種傳感器

1.2.1感溫式火災探測器

（1）定溫型探測器。當監測溫度超出了該探測器的監測范圍內的預定溫度時，便會發出警報聲;（2）差溫型探測器。當溫度升高的速度超出預定速度的范圍時，探測器發出警報聲;（3）復合型探測器。該探測器既有定溫型探測器的功能，又有差溫型探測器功能。感溫式火災探測器中的熱敏元件較多，如易熔金屬、熱敏電阻等。

1.2.2感光式火災探測器

如果物體處于燃燒過程，一般會發出火焰，火焰往往會形成紅外線與紫外線，感光式火災探測器的工作原理即為通過紅外線與紫外線的監測判斷物體的燃燒情況。通常情況下，在光線相對差的環境中，大多采用感光式火災探測器，主要是外光線較好，極有可能對感光式火災探測器的正常工作造成影響。所以，輸電線路的火災預警通常不采用感光式火災探測器。

1.2.3感煙式火災探測器

根據感煙式火災探測器的工作原理，可以將其劃分為離子感煙和光電感煙兩種類型。感煙式火災探測器對熱分解或燃燒過程中散發到空氣中的微小顆粒感應異常靈敏。固體物質的燃燒一般劃分為早期階段、陰燃階段和起火階段，陰燃階段會產生一定的煙霧，感煙式火災探測器能靈敏地感應到這些煙霧，從而及時發出火災報警聲響，引起人的關注。

1.2.4燃燒音火災探測器

如果發生火災，火源周圍便會出現頻率不同的聲音，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，當物體燃燒時，會產生空氣膨脹與熱氣對流現象，這是低頻域聲音產生的主要原因。而隨著燃燒程度的不斷加深，低頻域聲音也會不斷增大。對于燃燒音火災探測器的工作原理，即為通過感知低頻域聲音來探測火災，是目前較為常見的一種火災檢測方法。

1.2.5氣體式火災探測器

經過高溫分解或者是燃燒之后，可燃物一般會想空氣中散發CO、CO2等特定氣體，通過氣體式火災探測器的應用，可利用空氣中的特定氣體探測判斷火災。鉑絲、半導體、金屬氧化物等是氣體式火災探測器中的敏感元件，能夠對空氣中特定氣體的濃度進行準確的判斷。

1.2.6圖像型火災探測器

圖像火災探測器主要用于探測大空間火災，它主要通過觀測普通影像、監測紅外線的方法類探測是否有火災發生。圖像火災探測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。

2衛星遙感技術與無線傳感器的探測量及傳感器監測方式的對比與發展

就當前情況來看，衛星遙感技術在山火預警中得到了較為普遍的應用，此類技術有投資小、信息量大、監測范圍廣的特征，但也有一定的缺陷。在進行山火監測工作時，通過傳感器網絡的運用，可進行全面的、實時的監測，但項目的落實方面往往會遇到一定的困難。通常情況下，由于受到衛星過境時間的限制與影響，衛星遙感系統往往無法進行實時的檢測，無法及時的捕獲生命周期相對較短的火點，熱輻射小于100m的火點的監測效果也不理想。天氣、環境也會對衛星監測結果造成影響，若有云層遮擋，衛星的紅外通道僅能監測云層上表面的溫度。

衛星數據通常來自地面文星接收站或氣象部門，數據的依賴性與保密性較高。傳感器網絡檢測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。傳感器設備的精密度較高，野外自然環境十分惡劣，這就要求傳感器具有較高的穩定性與可靠性。無線傳感對信息傳輸的可靠性提出了較高的要求，在叢林環境中，植被的遮擋、生物的破壞等，均會嚴重影響到數據的傳輸。

3火山預警技術的應用創新

3.1加大財力支持

輸電線路是保證人們日常生活生產用電的直接因素，沒有電力資源的支持，國民收入大大降低，人民生活水平大大減退。因此需要財政力量的投入支持，保證源源不斷的電力資源。而火山預警技術作為一項重要的科學研究項目，需要高科技技術的投入研究，人才資源的建設也需要財政的支出。

3.2改造技術條件

（1）應該大量的搜集關于火山預警在電路傳輸應用的材料及案例，科學分析其中的相關數據，總結火山噴發，森林火險發生的科學規律，用理性規律去指導實踐。（2）改變單一的衛星遙感設施系統，加強衛星遙感與無線遙感之間的聯系，更加精確衛星遙感數據的算法，數值精確利于分析研究，科學運用衛星監測的位移定律，保證監測的方法更加理論化，系統化，增強火山預警的科學性。針對無線遙感技術設備受到地理環境的影響問題，改裝遙感設備器材的內部構造，采用新型的節能電池或者使用太陽能發電，加強外部防水設備的改造，將無線遙感器材投放于各個復雜的地理氣候環境中進行測試，科學預警。改善無線遙感設備距離短、精密度低的不足，加強科研投入，研制出監測覆蓋面廣，檢測精密程度高的高科技設備器材，更好的落實火山預警科研工作。（3）使衛星遙感技術與無線檢測系統的聯系更加緊密，根據我國的地形地勢，氣候特點，利用遠紅外線等高科技的信息技術手段，遠程監測，開辟出一條屬于中國特色的火山預警技術，為電力的傳輸以及人類的文明發展作出貢獻。

4結語

我國火山預警技術雖然已經脫離了完全依靠人力監測的傳統預警階段，但是由于財政的支撐力度不足，無法滿足高精尖機器設備的投入使用。預警的科學性與嚴謹性還有待考證。在未來的火山檢測預警應用中，國家應該推行財政政策，大力支持火山預警技術的科研經費，加大衛星技術與無線遙感技術所耗費的成本投入，加快步伐，科學預警，保證人類生產生活的電力資源。

參考文獻：

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