強(qiáng)電磁脈沖，對(duì)于老百姓來(lái)說(shuō)或許還是個(gè)陌生的名詞，但對(duì)于電網(wǎng)安全的影響卻不容小視。在此次論壇上，中國(guó)工程院院士邱愛(ài)慈介紹了她近期研究的新進(jìn)展——強(qiáng)電磁脈沖對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)的影響和對(duì)策。
強(qiáng)電磁脈沖對(duì)電網(wǎng)安全構(gòu)成威脅
        什么是“電磁脈沖”？據(jù)邱愛(ài)慈介紹，電磁脈沖是短暫瞬變的電磁現(xiàn)象，它以空間輻射傳播形式，透過(guò)電磁波，可對(duì)電子、信息、電力、光電、微波等設(shè)施造成破壞，可使電子設(shè)備半導(dǎo)體絕緣層或集成電路燒毀，甚至造成設(shè)備失效或永久損壞。高空核爆電磁脈沖、雷電電磁脈沖、高功率微波、靜電電磁脈沖、高強(qiáng)度射頻輻射場(chǎng)、太陽(yáng)風(fēng)暴引起的地磁擾動(dòng)，這些都屬于強(qiáng)電磁脈沖的范圍。
        “例如強(qiáng)電磁脈沖對(duì)輸電線路會(huì)產(chǎn)生影響，它在中低電壓等級(jí)線路上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓幅值可能超過(guò)線路絕緣子的50%放電電壓，從而造成絕緣閃絡(luò)，可能引起線路跳閘。還有，強(qiáng)電磁脈沖嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成變壓器的繞組燒毀，對(duì)二次設(shè)備、電力系統(tǒng)通信都會(huì)造成破壞。”邱愛(ài)慈列舉了諸多強(qiáng)電磁脈沖對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)的影響，引起了與會(huì)者的普遍關(guān)注，現(xiàn)場(chǎng)一片熱烈的議論聲。
        “那電網(wǎng)現(xiàn)有的防雷裝置能發(fā)揮作用嗎？”現(xiàn)場(chǎng)有人提問(wèn)。邱愛(ài)慈回答說(shuō)，現(xiàn)有的防雷裝置來(lái)不及響應(yīng)強(qiáng)電磁脈沖的感應(yīng)電壓，在陡坡頭、高幅值瞬時(shí)能量的沖擊作用下，強(qiáng)電磁脈沖對(duì)變電站的影響將超過(guò)雷電的作用。
建議將強(qiáng)電磁脈沖影響納入電網(wǎng)安全評(píng)價(jià)
        在發(fā)言中，邱愛(ài)慈介紹了美國(guó)、俄羅斯等國(guó)開展強(qiáng)電磁脈沖對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)影響的研究進(jìn)展，核試驗(yàn)和模擬實(shí)驗(yàn)均證明強(qiáng)電磁脈沖確實(shí)對(duì)電力系統(tǒng)有極大的破壞力，此問(wèn)題引起了世界各國(guó)高度重視，并已經(jīng)開展了大量試驗(yàn)與評(píng)估工作。
        目前我國(guó)在這一領(lǐng)域的研究才剛剛開始起步，邱愛(ài)慈認(rèn)為，我國(guó)應(yīng)當(dāng)從戰(zhàn)略高度重視強(qiáng)電磁脈沖對(duì)電力系統(tǒng)的威脅，做好充分準(zhǔn)備，才能預(yù)防災(zāi)難性后果。邱愛(ài)慈強(qiáng)調(diào)，“我們需要著眼于整個(gè)國(guó)家電網(wǎng)，全面評(píng)估我國(guó)電力系統(tǒng)的易損性，分析（電網(wǎng)）系統(tǒng)對(duì)強(qiáng)電磁脈沖有多大的承受能力，如果因此出現(xiàn)大面積故障，會(huì)形成多大的破壞。”她認(rèn)為特高壓電網(wǎng)對(duì)于強(qiáng)電磁脈沖的防護(hù)能力應(yīng)該比配電網(wǎng)強(qiáng)得多，它的絕緣設(shè)計(jì)余量比較大，承受雷電等強(qiáng)電磁脈沖的能力肯定比較強(qiáng)。“不過(guò)在陡波情況下，特高壓的二次保護(hù)也可能出現(xiàn)問(wèn)題。”邱院士嚴(yán)肅地指出，在電力通信方面，目前我國(guó)超高壓和特高壓輸電線路的架空地線大多由普通地線和光纖復(fù)合地線共同組成。電力線載波通信依靠長(zhǎng)距離輸電線路傳輸信號(hào)，強(qiáng)電磁脈沖頻譜覆蓋通信頻率范圍，可能使電力通信的模擬信號(hào)產(chǎn)生干擾，導(dǎo)致通信串音，嚴(yán)重的甚至?xí)鄹倪h(yuǎn)動(dòng)和保護(hù)信號(hào)，導(dǎo)致電力系統(tǒng)通信故障。
        “現(xiàn)在國(guó)外對(duì)這個(gè)課題非常重視，正在做新一輪試驗(yàn)。但是他們沒(méi)有特高壓，是對(duì)中低壓等級(jí)的線路進(jìn)行測(cè)試。中國(guó)有直流、交流特高壓，也正在大規(guī)模推進(jìn)智能電網(wǎng)的建設(shè)，在這一點(diǎn)上，我認(rèn)為我們有很好的條件。”邱愛(ài)慈表示，我國(guó)電網(wǎng)本身的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較優(yōu)，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)大停電事故。
        邱愛(ài)慈建議，隨著以后智能電網(wǎng)、特高壓的建設(shè)推進(jìn)，網(wǎng)架的安全性需要進(jìn)行全面評(píng)估，把抗強(qiáng)電磁脈沖的能力也要納入到評(píng)價(jià)中，并做好應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備工作。“必須具備這個(gè)功能，才能說(shuō)我們的電網(wǎng)是安全的。希望特高壓的建設(shè)實(shí)踐能推動(dòng)強(qiáng)電磁脈沖領(lǐng)域的研究進(jìn)程，全面建成堅(jiān)強(qiáng)的、安全的智能電網(wǎng)。”邱愛(ài)慈對(duì)該課題的研究充滿信心。