文_劉 婧 張露心

谷山強

清華大學博士，研究員級高級工程師。國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司副總經理，國網雷電監(jiān)測預警中心常務副主任。

入選“百千萬人才工程國家級人才”“中國電力優(yōu)秀青年科技人才”。獲“全國五一勞動獎章”“國家有突出貢獻中青年專家”“國資委中央企業(yè)優(yōu)秀共產黨員”等榮譽稱號。

瞬息萬變的雷電，是讓人心生敬畏甚至滿懷恐懼的自然現象?！疤焐想婇W雷鳴，它到有什么規(guī)律？能否人工模擬？如何加以針對性防護？”2007年，博士畢業(yè)的谷山強選擇了從事電網防雷領域技術攻關研究工作。

潛心研究，捕捉數據

上個世紀80年代初，隨著國內電網規(guī)模的不斷擴大，雷電防護手段的缺乏導致了電網遭受雷電破壞與日俱增。為了降低雷擊造成的損失，武漢南瑞老一輩科研人員開始了電網防雷研究。

2007年，隨著研究的不斷深入，為了更進一步地掌握雷電第一手資料，剛從學校走向工作崗位的谷山強決定從最基礎的雷電數據收集分析開始。當時，我國的防雷領域智能化發(fā)展程度低，捕捉雷電主要依靠人工監(jiān)測，他就在單位辦公樓頂建了一個觀測站，用一臺高速攝像機加一臺電腦搭建起了簡易的試驗環(huán)境。

雷電轉瞬即逝，人工捕捉放電全過程是一件非常不容易的事。他經常半夜出門，淋得一身濕，到最后也沒能拍下一幅滿意的圖像。雖然一直經歷失敗，但他堅信：雷電越難捕捉，就證明它的數據價值越高。2012年夏季的一天，在經歷了一場有驚無險雷雨“襲擊”后，谷山強和團隊成功的捕捉到了一次清晰完整的雷擊放電過程，為雷電機理研究提供了精確可靠的基礎數據。當時，他正在觀測室緊張地等待著雷電到來，突然一道白光閃過眼前，隨后一聲炸響，原本應該打在距離很遠的預設避雷針上的雷，卻落在了離他不遠的地方，谷山強不禁心里一顫，但依然保持高度集中，鎮(zhèn)定地快速按動高速攝像機觸發(fā)按鈕。

之后的兩年，他和團隊不斷改進觀測方法，巧妙結合雷電光學特征與觀測視野之間的相關性，有效融合高速觸發(fā)、高精度同步及互聯網技術，成功研制出雷擊光學路徑綜合監(jiān)測系統，實現了雷電觀測的自動化、智能化。

銳意創(chuàng)新，屢創(chuàng)佳績

對雷電的研究漫長又枯燥，但谷山強希望能夠通過自己的研究成果改變人們對雷電的認識，并轉化成工程應用，服務于電網穩(wěn)定和社會安全，隨后，他又從“監(jiān)測-預警-防護”三個方向開展起了研究。

在運用大量雷電觀測的基礎數據，結合雷擊會引起大氣電磁場變化，同時發(fā)射電磁波的特性，他和團隊研究出了電網雷電監(jiān)測預警系統，通過探測站偵測電磁波，三站數據合并分析定位雷擊位置；預警站監(jiān)測大氣電場變化，結合雷電定位、氣象雷達等數據進行雷電臨近和早期預警，解決了電網雷電探測與預警問題。2012年，在攻克雷聲信號無法識別的難題時，團隊成員都失去信心想放棄，谷山強一條條仔細分析獲取的一萬多項數據波形，嘗試了數十種波形識別及特征提取方法，帶領大家查資料想辦法，終于形成了一套獨創(chuàng)性雷聲識別方案。“硬骨頭不怕，咱用大錘敲碎它?！惫壬綇娊洺９膭顖F隊成員說。10多年來，他帶領團隊一直不斷探索防雷領域的科研之路。

2009年，在大量的雷電監(jiān)測數據基礎上，谷山強和團隊結合雷電監(jiān)測數據、地形地貌和電網參數等評估要素，提出了一套雷擊風險評估與治理策略，為不同地區(qū)的輸電線路制定差異化的防雷技術改造方案。在三峽近區(qū)綜合雷害措施研究項目中，他們首次運用該策略和技術，對15條線路進行了防雷評估改造，使整體雷擊跳閘率降低了60%。

2013年，當突破一項又一項難題后，國際首臺±500kV直流線路避雷器成功研制，填補了國內外高壓直流輸電線路防雷領域的技術空白。2014年，他和團隊整裝再出發(fā)，又用兩年的時間，研制出了±800kV直流線路避雷器，再次實現了該領域的國際技術突破。目前，全系列電壓等級避雷器已全部研發(fā)成功，并大規(guī)模應用于我國超、特高壓直流輸電工程，為線路安全穩(wěn)定運行保駕護航。

2015年，谷山強和團隊參與承擔的“電網雷擊防護關鍵技術與應用”項目獲得了防雷領域迄今最高獎——國家科技進步二等獎。2017年，發(fā)明專利“一種架空輸電線路雷擊閃絡的預警方法”榮獲第十九屆中國專利唯一金獎及被譽為“世界四大發(fā)明展之首”的德國紐倫堡國際發(fā)明展金獎，填補了全球在雷電大面積預警方面的空白。

“每一項科研成果的產出都會經歷從無到有的過程，在這個過程中只要我們堅持，就一定會有收獲?！惫壬綇娬f。

如今，全國輸電通道上已布有900多個雷電探測站和300多個雷電預警站，覆蓋全國90%以上大陸面積，可以探測超過百公里的雷電，同步時間精度達納秒級，定位精度在500米以內，并可對雷電開展72小時內的中長期預警，準確率達80%，實現了對全國雷電數據的實時監(jiān)控。

目前，他和團隊建成了由雷電監(jiān)測預警技術、故障分析研判技術、雷害風險評估技術、綜合防雷治理技術構成的雷電監(jiān)測、預警與防護體系，具備雷電“事前預警-事中定位-事后防護”的核心管控功能，為電網雷電監(jiān)測預警及防護提供了全方位的支撐，每年為重要特高壓通道迎峰度夏保電工作提供雷擊預警信息數百條，幫助電網分析處理110kV及以上輸電線路雷擊故障近千次，有力保障了電網的安全穩(wěn)定運行。同時還將成果在京滬高鐵、大慶油田、平煤集團等國家重要行業(yè)中推廣應用，對保障基礎設施安全發(fā)揮了重要作用，取得了顯著的社會效益，得到了廣泛認可和好評。