武漢有一群捕雷的人

文_盧成漢 謝文哲

谷山強（右）在第十九屆中國專利獎頒獎大會上

天上電閃雷鳴，它會落在哪里、破壞什么設施？這個問題，以前沒人知道。而國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司（下稱武漢南瑞），有一群捕雷的人，他們在近9年的時間里，掌握了大量雷電原始數據，能在雷電到來前發出預警，以避免雷擊造成的災害。

2017年12月13日，在第十九屆中國專利獎頒獎大會上，這群捕雷者斬獲金獎。他們的發明成果，已帶來直接經濟效益6億多元，間接經濟效益超100億元。

日前，記者走近這群捕雷人，了解到他們鮮為人知的捕雷故事。

與雷電親密接觸

國家電網鐵塔大多分布在高山、郊野，每年遭受雷擊達35萬余次。雷電嚴重威脅電力系統運行安全。

“正因如此，電網雷電監測與防護，成為國網的重點攻關項目。”武漢南瑞防雷輸電事業部總經理谷山強說，2009年初，一支由7人組成的攻關團隊應運而生（后陸續增至27人）。

要防范雷擊，首先得摸準“雷公”的脾氣。為了了解雷電的發生、發展過程，谷山強與同事在辦公樓頂建立觀測室，只要雷電一出現，就立即用高速攝像機進行聲光電磁同步拍攝，記錄相關數據。

2012年夏天的一個晚上，谷山強正在家中吃晚飯，外面狂風驟起，夜空陰云密布，一場雷陣雨即將來臨。他丟下碗筷，匆匆趕到觀測室。正當他緊張地等待著雷電的放電過程時，一道閃電劃破長空，轟隆雷聲滾滾而來。突然，他感到如觸電般全身麻木，原來，本該落在距離很遠的預設避雷針上的雷，落在了離他很近的位置。

當日深夜，雷收雨住，谷山強結束觀測。同事們得知他的驚險經歷，都覺得后怕。谷山強卻輕松開起玩笑：“沒關系。我總是追著雷跑，它也應該偶爾回應我一下。”

然而，“雷公”難以捉摸，即使用高速攝像機，也很難捕捉到它的完整活動軌跡。后來，經過不斷改進觀測方法，2014年9月的一天，谷山強等人終于捕捉到一次清晰完整的雷擊放電過程。此后，他和隊員又多次拍到雷電活動的全過程，為準確分析“雷公”的脾氣提供了科學依據。

深諳“雷公”脾氣

在普通人看來，一次雷電不過是短短的一閃。但要判斷它是云中閃還是云地閃，需要專業的分析。

一次雷電釋放的電量，相當于10億千伏電流，任何物體都難以承受它的打擊。

雷電預警裝置

武漢南瑞防雷輸電事業部副總經理趙淳介紹：“云中閃不會對人類造成危害，因為它的電流在空中就完全釋放了。而云地閃會落地，對電網等設施造成破壞。”

谷山強團隊發現，雷電在空中放電時，如果與地面的最強電荷“會師”，就會發生云地閃，對地面建筑或物體產生破壞。他們根據觀測得出結論：云地閃喜歡沿著水面旁邊的山尖和空曠的地方，對高層建筑或電網基塔進行“閃擊”。

據統計，2017年前10個月，我省共發生雷電29萬多次，其中黃岡、恩施、荊州、襄陽、咸寧等為雷電多發地區。

那么，能不能研制出一種裝置，對即將發生的雷電，特別是可能造成災害的云地閃進行預報？谷山強團隊決定向這一領域發起沖鋒。

填補國內外空白

此前，國內外沒有對雷電大面積預警的先例。

谷山強團隊起初模仿衛星發射的雷電預警裝置。但他們很快發現，這種裝置只適合特定環境，不能推廣至全國的電網基塔。

于是，谷山強和團隊成員重新攻關，研制出一套新的預警裝置，在5省進行試驗，預警性能穩定。這套裝置可提前30至60分鐘準確預報雷電來襲，讓人們有充足時間預防。

2013年，安徽至上海的1000千伏超高壓輸電線路施工緊張進行。該線路跨越長江、黃河，施工人員需要30分鐘才能爬上電塔。為防范雷擊，保障安全，施工方向谷山強團隊求援。

谷山強團隊在該項目投放預警裝置，通過發布60分鐘雷電預警，讓施工得以順利進行。

有了這次實戰的經驗，谷山強團隊不斷改進，于2016年研制成功“一種架空輸電線路雷擊閃絡預警方法”，并取得專利。該專利填補了全球在雷電大面積預警方面的空白。

目前，該專利已在全國27個省份超（特）高壓線路及油田、煤礦中得到廣泛應用，創造直接經濟效益6億多元，間接經濟效益超過100億元。

為京滬高鐵護航

谷山強團隊的雷電預警方法，可預測雷電落地2公里的范圍。它不僅適用于國家電網，還適用于高鐵、民航等民生方面的應用。

2011年，京滬高鐵投入運行之初，江蘇至上海段頻遭雷電襲擊，全線電網一年遭受雷擊214次，嚴重影響正常運行。

“為保障安全，當時，京滬高鐵不得不降速運行。”谷山強說。此后，他們團隊為該線路提供了防雷及預警措施，至2014年，雷擊事故降為47次。

而在國家電網領域，由于及時預警和防雷裝置的使用，可以有針對性地調整電網負荷，事先對可能遭受雷擊的電網減負，從而大大減少雷擊造成的停電事故。

2015年，雷電預警APP上線。用戶只要下載該APP，就可隨時掌握雷電情況，確定是否乘坐航班出行。

“我們的最終目標，是研發一種裝置或方法，在雷電形成之前就將其擊毀。”谷山強對記者說，他和團隊成員正在朝著這個方向努力。