山火预警技术在输电线路的应用思考

周冀

摘 要：据有关研究表明，架空输电线路山火与气象因素有关。基于此，本文从气象角度出发，首先對架空输电线路山火与气象因素关系进行分析，其次从三个要素入手，提出预测方法，并构建了山火发生密度时间序列预测模型，最后列举了架空输电线路山火预警案例，希望对我国相关人员提供有效参考。

关键词：架空输电线路;山火预测预警技术;卫星监测热点;气象因素

引言：我国架空输电线路常铺设在山区田地，由于人类上坟、烧荒等活动，可能致使大范围山火的发生，进而导致线路跳闸停电，在严重时甚至引发电网崩溃现象，为用户正常用电带来不利影响。因此技术人员需不断研究架空输电线路山灾预测预警技术，希望能够有效判断山火发生的区域，采取针对性措施进行预防。

1山火预警技术在输电线路的运用

1.1卫星遥感技术的运用

1.1.1NOAA/AVHRR监测林火

AVHRR高分辨率辐射仪共包括5各通道，每一个通道都有各自的特性。NOAA卫星经常用于草原、森林的火灾监测，不仅能准确确定火点、预测火灾严重程度，而且也可以对火灾面积进行估算。气象卫星对地面线性物体的分辨率只有1.1km，分辨率较低，但是它的温度分辨率却较高。NOAA卫星交错运行，监测频率为6小时/次，即同一地区每隔6小时便会接受其一次监测。

1.1.2EOS/MODIS监测林火

对于EOS卫星，其由上午、下午卫星共同组成，靠近太阳同步极轨，是一种双星系统。MODIS是搭载在EOS卫星上的一种光学探测设备，共包含36个通道。在可见光下，其星下的分辨率为250～500m;在红外光下，其星下的分辨率为505～1000m;所以，其能够较好的显示出地貌，甚至是地面物体。通常情况下，相比于目前运用的其他卫星遥感器，MODIS的森林火灾监测能力极其高。此外，NOAA/AVHRR、EOS/MODIS还具有监测速度快、监测面广泛的特征，可十分准确的推测出森林火灾的面积。EOS/MODIS能够在森林火情监测工作中直接应用，且还能够较好的监测地表的湿度与温度。

1.2无线传感器的探测量及各种传感器

1.2.1感温式火灾探测器

（1）定温型探测器。当监测温度超出了该探测器的监测范围内的预定温度时，便会发出警报声;（2）差温型探测器。当温度升高的速度超出预定速度的范围时，探测器发出警报声;（3）复合型探测器。该探测器既有定温型探测器的功能，又有差温型探测器功能。感温式火灾探测器中的热敏元件较多，如易熔金属、热敏电阻等。

1.2.2感光式火灾探测器

如果物体处于燃烧过程，一般会发出火焰，火焰往往会形成红外线与紫外线，感光式火灾探测器的工作原理即为通过红外线与紫外线的监测判断物体的燃烧情况。通常情况下，在光线相对差的环境中，大多采用感光式火灾探测器，主要是外光线较好，极有可能对感光式火灾探测器的正常工作造成影响。所以，输电线路的火灾预警通常不采用感光式火灾探测器。

1.2.3感烟式火灾探测器

根据感烟式火灾探测器的工作原理，可以将其划分为离子感烟和光电感烟两种类型。感烟式火灾探测器对热分解或燃烧过程中散发到空气中的微小颗粒感应异常灵敏。固体物质的燃烧一般划分为早期阶段、阴燃阶段和起火阶段，阴燃阶段会产生一定的烟雾，感烟式火灾探测器能灵敏地感应到这些烟雾，从而及时发出火灾报警声响，引起人的关注。

1.2.4燃烧音火灾探测器

如果发生火灾，火源周围便会出现频率不同的声音，主要维低频域声音与超高频域声音，这两种声音均无法通过人耳捕捉。部分研究人员表示，当物体燃烧时，会产生空气膨胀与热气对流现象，这是低频域声音产生的主要原因。而随着燃烧程度的不断加深，低频域声音也会不断增大。对于燃烧音火灾探测器的工作原理，即为通过感知低频域声音来探测火灾，是目前较为常见的一种火灾检测方法。

1.2.5气体式火灾探测器

经过高温分解或者是燃烧之后，可燃物一般会想空气中散发CO、CO2等特定气体，通过气体式火灾探测器的应用，可利用空气中的特定气体探测判断火灾。铂丝、半导体、金属氧化物等是气体式火灾探测器中的敏感元件，能够对空气中特定气体的浓度进行准确的判断。

1.2.6图像型火灾探测器

图像火灾探测器主要用于探测大空间火灾，它主要通过观测普通影像、监测红外线的方法类探测是否有火灾发生。图像火灾探测器利用了火焰中不同光线的辐射特性，通过分析火焰图像信息来判断火灾。

2卫星遥感技术与无线传感器的探测量及传感器监测方式的对比与发展

就当前情况来看，卫星遥感技术在山火预警中得到了较为普遍的应用，此类技术有投资小、信息量大、监测范围广的特征，但也有一定的缺陷。在进行山火监测工作时，通过传感器网络的运用，可进行全面的、实时的监测，但项目的落实方面往往会遇到一定的困难。通常情况下，由于受到卫星过境时间的限制与影响，卫星遥感系统往往无法进行实时的检测，无法及时的捕获生命周期相对较短的火点，热辐射小于100m的火点的监测效果也不理想。天气、环境也会对卫星监测结果造成影响，若有云层遮挡，卫星的红外通道仅能监测云层上表面的温度。

卫星数据通常来自地面文星接收站或气象部门，数据的依赖性与保密性较高。传感器网络检测法有电源方面的问题，野外传感器的供电依赖蓄电池、太阳能。传感器设备的精密度较高，野外自然环境十分恶劣，这就要求传感器具有较高的稳定性与可靠性。无线传感对信息传输的可靠性提出了较高的要求，在丛林环境中，植被的遮挡、生物的破坏等，均会严重影响到数据的传输。

3火山预警技术的应用创新

3.1加大财力支持

输电线路是保证人们日常生活生产用电的直接因素，没有电力资源的支持，国民收入大大降低，人民生活水平大大减退。因此需要财政力量的投入支持，保证源源不断的电力资源。而火山预警技术作为一项重要的科学研究项目，需要高科技技术的投入研究，人才资源的建设也需要财政的支出。

3.2改造技术条件

（1）应该大量的搜集关于火山预警在电路传输应用的材料及案例，科学分析其中的相关数据，总结火山喷发，森林火险发生的科学规律，用理性规律去指导实践。（2）改变单一的卫星遥感设施系统，加强卫星遥感与无线遥感之间的联系，更加精确卫星遥感数据的算法，数值精确利于分析研究，科学运用卫星监测的位移定律，保证监测的方法更加理论化，系统化，增强火山预警的科学性。针对无线遥感技术设备受到地理环境的影响问题，改装遥感设备器材的内部构造，采用新型的节能电池或者使用太阳能发电，加强外部防水设备的改造，将无线遥感器材投放于各个复杂的地理气候环境中进行测试，科学预警。改善无线遥感设备距离短、精密度低的不足，加强科研投入，研制出监测覆盖面广，检测精密程度高的高科技设备器材，更好的落实火山预警科研工作。（3）使卫星遥感技术与无线检测系统的联系更加紧密，根据我国的地形地势，气候特点，利用远红外线等高科技的信息技术手段，远程监测，开辟出一条属于中国特色的火山预警技术，为电力的传输以及人类的文明发展作出贡献。

4结语

我国火山预警技术虽然已经脱离了完全依靠人力监测的传统预警阶段，但是由于财政的支撑力度不足，无法满足高精尖机器设备的投入使用。预警的科学性与严谨性还有待考证。在未来的火山检测预警应用中，国家应该推行财政政策，大力支持火山预警技术的科研经费，加大卫星技术与无线遥感技术所耗费的成本投入，加快步伐，科学预警，保证人类生产生活的电力资源。

参考文献：

[1]林铭瀚，胡永洪，薛毓强，等.基于mesh网络的输电线路山火预警监视系统研制[J].电力系统保护与控制，2016（44）：134～138.

[2]陈志国，黄俊杰，李陶.基于卫星遥感技术的输电线路山火风险评估系统[J].2015（03）：60～70.