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谷山强:“捕捉”雷电,勇敢成为追雷奔跑的人

百度 这正是对习近平实战化练兵思想的生动表达。

央视网消息:每当雷暴发生的时候,别人总是急忙躲避往屋里跑,而谷山强常常一个箭步冲到屋外,第一时间站到距离雷电最近的位置。他常开玩笑说:“咱就是跟着雷跑的人,雷在哪咱就追去哪。”

雷电,大自然中最平凡普通的现象之一,但就是这样普通的自然现象,却让很多人心生敬畏甚至充满恐惧。因为雷电造成的人员伤亡,经济损失不计其数。但是,谷山强常与雷电“亲密接触”,并带领团队潜心研究电网雷电监测与防护技术。

 图为:谷山强(左)和团队成员在工作中

探索雷电奥秘

入行初期,瞬息万变的雷电对于谷山强来说仍是一个未知的自然现象,畏惧但又好奇。“天上电闪雷鸣,它会落在哪里、破坏什么设施?”对此他充满了疑问。 

“要防范雷击,首先得摸准‘雷公’的脾气”,2008年一次技术研讨会上,谷山强提出了他最初的研发思路,从此,捕捉雷电、分析数据成为了他工作的全部,那间顶楼简陋的观测室里,每天都能见到他“摆弄”观测设备的身影。

 图为:谷山强

在当时,受观测设备智能化水平的限制,捕捉雷电主要依靠人工操作。每当雷暴发生时,通过快速连续的手动触发高速摄像机对雷电放电全过程进行拍摄,但由于雷电发生过程转瞬即逝,想要成功捕捉到放电全过程是一件非常不易的事情。雷暴季节,每逢天空乌云密布,谷山强总是一个箭步冲向观测室,选定观测点、架设观测设备做好准备,等待——捕捉——等待。两年时间里,他一直重复着同样的观雷过程,数不清多少次深夜冒着狂风暴雨冲出家门,多少次在满心期待中失望而归,然而坚定的信念驱使着他不断向前,他常说:“雷电越难捕捉证明它的价值越高,我相信只要坚持下去,一定会成功的。”

为了提高观测的成功率,他在研究中不断改进和创新观测技术。2014年夏季的一天,在经历了一场有惊无险的雷雨“袭击”后,谷山强成功捕捉到了一次清晰完整的雷击放电过程,当时他正在观测室紧张地等待着雷电到来,突然一道白光闪过眼前,随后一声炸响,原本应该打在距离很远的预设避雷针上的雷,却落在了离他200多米的位置,他不禁心里一颤,但依然保持高度集中,镇定地快速按动高速摄像机触发按钮。此次雷暴观测中捕获到的雷电是首例国内外时空分辨率最高、过程最详尽的地闪图像,也是国际上首次清晰观测到长间隙放电下行先导梯级发展过程,为雷电机理研究提供了精确可靠的基础雷电数据。

有了这次成功的经验后,他又不断改进观测技术,巧妙结合雷电光学特征与观测视野之间的相关性,有效融合高速触发、高精度同步及互联网技术,研发出雷击光学路径综合监测系统,实现了雷电观测的智能化,观测成功率大幅提升,为准确分析“雷公”的脾气提供了科学依据。

提起防雷领域的科研工作,谷山强心潮澎湃。由于自然雷电观测可遇而不可求,为了深入研究雷电机理,只能通过人工“制造”雷电。2009年夏天,为开展国家电网公司科技攻关团队专项“雷击模拟试验放电通道特性同步观测技术研究及应用”等项目研究,他在北京郊外的长间隙放电试验基地开始了放电试验。因为没有现成的方法可循,每一次精细调整后的试验数据都要记录下来,逐一进行对比分析。整个试验下来放电接近万次,时间一长,有人心里打起了退堂鼓,一位小伙儿忍不住抱怨道:“谷博士,同样的试验没必要这样重复做吧?”他却只会心一笑:“汽车出厂光碰撞试验就得做1000多次,咱高压试验具有高风险性,要得到一个更可信的结果,就更不能怕麻烦。咱们制定详细的试验规范、试验方案就是要求我们在任何一个环节都不能大意,一定要把好自己这关。” 两个月的时间里,为不断接近自然雷电产生形态,每试验几次、十几次就要进行参数和设备调整,他一遍遍不厌其烦地拆换试验电阻。

琢磨“防雷”捧回国家大奖

 图为:谷山强

谷山强爱观察,善于从工作实践中挖掘科研创新点,在研究中遇到困难也从来不打退堂鼓。慢慢地,他又开始琢磨起“防雷”这件事儿来。

随着我国特高压直流输电线路工程建设快速推进,作为大电网重要组成部分的高电压直流输电线路避雷器研制显得尤为迫切。2013年,国际首台±500kV直流线路避雷器成功研制,填补了国内外高压直流输电线路防雷领域的技术空白。在±500kV直流输电线路避雷器研制过程中,谷山强遇到了从技术参数设计、试验方法选取到产品形态和安装结构设计等一系列难题。

两年的技术攻关,100多项技术难点,300余张设计图纸、20余份技术报告,为突破壁垒,他不断优化设计图纸,从点到面,严控设计的每一个环节,哪怕是一颗螺丝的使用都要进行反复的思考论证。为降低单只避雷器的体积与重量,他进行了上百次的氧化锌电阻片配方调试试验,摸索出了一套全新的制备工艺,成功制成了符合各项电学性能指标的小尺寸大容量直流专用氧化锌电阻片,有效降低了杆塔负荷。

2017年12月,谷山强自主研发的“一种架空输电线路雷击闪络预警方法”荣获第十九届中国专利唯一金奖,填补了全球在雷电大面积预警方面的空白。

回想当初,一开始他模仿卫星发射的雷电预警装置,但很快发现,这种装置只适合特定环境。于是,他又重新攻关,结合雷达、气象及多年雷电监测技术研究成果,研制出了一套可提前30至60分钟准确预报雷电的预警装置。并在2016年,武汉市抗洪抢险中,为东湖高新区抗洪指挥部提供了精准的雷电预警播报。目前,我国的电网防雷技术研究已走在了世界的前列,建成了以“两级部署、三级应用”为架构的雷电监测预警系统,可对雷电进行“事前预警—事中定位—事后防护”的立体化管控,为电网雷电监测预警及防护提供了全方位的支撑。

从最初对国外先进技术的追赶,到全面赶上,再到如今某些方面的赶超甚至领先,电网防雷技术在不断的进步。未来,谷山强希望能找到一种万能的措施和方法对雷电施加影响和利用,减少雷害的发生,让雷电与人类社会和谐相处。

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