一根普通的光纖，如何化身電網“神經”，在數十公里外感知山火、覆冰、臺風，甚至能識別頭發絲粗細的形變？

國家能源局近日公布第五批能源領域首臺（套）重大技術裝備名單，國網寧波供電公司牽頭研發的“基于分布式光傳感技術的輸電線路綜合防災監測裝置”成功入選，實現從“被動搶修”到“主動預警”的跨越，成為全國電網防災的“尖子生”。

破題：傳統監測困局

為何亟需研制一款輸電線路防災監測裝置？傳統監測手段為何“落伍掉隊”？

作為電力輸送的“大動脈”，輸電線路長期暴露于野外，直面風霜雨雪、高溫嚴寒的考驗。線路覆冰、雷擊、山火等故障不僅直接影響電力供應，還可能波及工業生產、民生用電甚至關鍵基礎設施，引發連鎖性社會風險。

此外，浙江地處東南沿海，常常面臨臺風、冰雪、雷擊、山火等自然災害的輪番考驗。據國家能源局統計，近5年內，因自然災害導致的輸電線路故障占全年故障的60%以上。

除去外部環境因素，傳統監測技術本身也存在明顯短板。以往，廣泛采用的“傳感器+攝像頭”模式存在三大痛點：

一是監測盲區多、范圍有限，難以捕捉瞬時性災害；

二是響應滯后，易受天氣干擾，依賴人工巡檢，往往“災后才發現”；

三是運維成本高，線路分布廣、安裝維護難，經濟效益低。

最后，技術瓶頸，仍是制約防災水平提升的關鍵障礙。從全球技術發展看，盡管分布式光傳感技術已有電網監測實踐經驗，但大多局限于單一災害監測，在數據精度、傳輸距離、多參量感知與抗干擾能力等方面尚未形成系統突破。

解題：一根光纖化身電網“神經網絡”

面對復雜電網環境的多災種監測需求，國網浙江電力聯合高校、企業，歷經三年攻關，研發出“基于分布式光傳感技術的輸電線路綜合防災監測裝置”。

這套裝置的巧妙之處在于，它利用了輸電線路中常見的OPGW光纜。這種OPGW光纜內部的光纖，原本就兼具通信和防雷功能，研發團隊無需改造，只要像“聽回聲”一樣，向富余的光纖發射光信號，通過解析返回信號的微小變化，就能精準感知線路的體溫和形變，使其成為遍布線路的“神經”。

國網寧波供電公司輸電人員在變電站內調試裝置丨齊春春 攝

要進一步理解這套裝置的工作原理，可以將其想象成“光雷達”。裝置向光纖中發射激光脈沖，光在傳輸過程中會產生微弱的背向散射信號。比如，線路覆冰會導致光纖應變增大、山火會引起溫度驟升、臺風會造成振動異常，而這些變化，會立即改變光信號的物理特征。

而這只是第一步，面對諸多信號等海量數據，如何避免誤報,并準確判斷是哪種災害在“作祟”，才是真正的挑戰。為此，研發團隊為裝置裝上了一個“聰明的大腦”——AI智能診斷系統。它在高精度傳感的基礎上，通過機器學習模型深度分析數據，能精準識別覆冰、山火、雷擊的獨特特征，實現了從“感知異常”到“診斷病因”的跨越，大幅提升了預警的準確性。

在快速響應方面，裝置還能通過并行處理架構，將監測任務智能拆解并同步計算，使60公里光纖的全線測溫時間從傳統的十幾分鐘縮短至10秒以內，實現了從“分鐘級”到“秒級”的跨越。

實戰：從實驗室走向現實場景

實驗室的成功只是起點，真正的考驗在于能否經得起現場實戰。

依托國網浙江電力科技創新中心這一成果轉化平臺，該項技術成功打通了從“樣品”到“產品”的“最后一公里”，并正從浙江起步，邁向全國更廣闊的電網防災應用天地。

來看看不同實戰場景下，它的表現如何。

覆冰

精準預警與斷線“黑匣子”

把時間拉到2024年2月，寒潮攜凍雨突襲寧波，500千伏強明線、強州線被冰層包裹，線路承載負荷逼近極限。23日，裝置率先捕捉到該線路某區段光纖應變值持續攀升，系統隨即發出預警，工作人員迅速將該區域列為重點監控區。

2天后，裝置再次捕捉到關鍵信號，該線路區段光纖應變值在達到峰值后斷崖式歸零，這表明光纜已斷裂。隨后，工作人員根據數據，精準鎖定故障點位、迅速開展踏勘和搶修作業。這套裝置不僅提前拉響了警報，更如同“黑匣子”一般，完整記錄了斷線前一刻的應變數據和精確位置，為團隊后續的精準搶修和原因分析提供了至關重要的一手數據。

基于分布式光傳感技術的輸電線路綜合防災監測裝置系統界面丨齊春春 攝

臺風

實時捕捉疾風中的“異常”

2025年，臺風“丹娜絲”“竹節草”來襲，當臺風外圍環流開始影響線路時，裝置立即“聽”到了變化。

它實時捕捉到OPGW光纜上傳來的異常振動頻譜。不同于往常穩定、低頻的微風擺動，此時振動幅度和頻率特性出現了明顯異常。這為運維人員精準掌握臺風過境期間線路的實際運行狀態，并評估線路健康、組織特巡提供了關鍵的數據支撐。

融冰

守護光纜的“體溫計”

在2024年底跨省特高壓直流融冰演練中，±800千伏靈紹線正面臨一場“火力”考驗，通過施加直流電流為線路加熱，從而融化覆冰。這套裝置，扮演至關重要的“體溫計”角色。

在裝置屏幕上，靈紹線演練段的溫度曲線清晰延展，一目了然。根據數據，后臺工作人員發現，當電流超過300安培后，芯部溫升曲線變得極為陡峭，即便電流下調，溫度會像有“余熱”殘留般居高不下。這說明，傳統方式下，僅靠測量光纜表面溫度，那么誤差將超過50℃，無法真實反映光纜內部的灼熱狀況。除了實時回傳溫度數據，裝置還能實現精準芯部溫度導航，讓工作人員得以精準掌握融冰效果，守住光纜安全的生命線。

國網寧波供電公司輸電人員利用系統監測線路溫度變化情況丨齊春春 攝

價值：電網安全的智慧升級

今年3月，經中國電力企業聯合會組織，中國工程院院士饒宏領銜的鑒定委員會鑒定：這項成果整體達到國際先進水平，其中在光纖識別技術和溫度快速測量方面達到國際領先水平。

目前，該成果已授權發明專利21項、實用新型專利2項，發表論文4篇，軟件著作權1項，團體標準3項。

這項創新技術帶來了顯著的社會效益。供電可靠性得到提升，災害預警準確率達到98%，運維成本有效降低，人工巡檢頻次減少50%，單條線路年均節省運維費用超百萬元。同時通過減少停電和線路損耗，間接實現了碳減排目標。

同時，推廣前景也十分廣闊，它能夠廣泛適用于不同電壓等級的線路，形成的“監測-預警-處置”全流程標準化方案，目前已在多個省份試點應用，預計未來將有效帶動傳感監測、數據分析、智能運維等多個相關產業鏈的協同發展。

從浙江起步，走向全國，這項創新技術正守護著每一度電的安全穩定輸送。

供稿：寧波公司 葉琪 朱敏輝 趙琴 楊躍平