实习生 曾文静 中青报·中青网记者 李润文
防雷可以不再需要避雷针、避雷器。1个传感器、1套系统，就可以实现1万平方公里的雷电检测和1000平方公里以上的防雷保护。
9月底，国家电网江苏省电力有限公司苏州供电分公司“苏供·电博士”团队将这套动态防雷方案带到了首届中国青年SDG创新挑战赛上，一举斩获赛事最高奖项金奖，并在2021青年SDG创新者峰会上向全球分享了推动可持续发展的动态防雷方案。
据介绍，该团队前后历时两年，辗转5个国家和国内8个省份实地调研，修订方案近百次，开发出动态防雷方案。该团队有5位成员，其中，团队支持者童充今年45岁，剩下四位创新者中，范亚杰年纪最小27岁，徐洋、苏俊霖、张吉祥都是31岁。他们都有本职工作，这是他们的业余科研项目。
“近十年全球范围内雷电活动已增加了12％，我国每年一半以上的电网事故由雷电导致，经济损失达数十亿元。”苏俊霖介绍，动态防雷方案正是基于这样的背景产生的。据介绍，目前基于动态防雷项目研发的地区级“智能电网动态防雷系统”已经在苏州投入运行两年多，年均避免经济损失9000万余元。
“从大禹治水的故事中获得灵感，提出了‘堵不如疏’的方案思路。” 徐洋介绍，传统防雷一般是借助避雷针、避雷器将雷电的破坏性力量导入大地，是一种静态的、被动的方式，采取的是“堵”的思路。动态防雷方案则偏向于“疏”，就像是“主动出击”，通过控制系统对潜在雷害提前进行调控疏导。
记者了解到，动态防雷方案分为跟踪、预测和控制三大模块，分别解决“雷电在哪”“雷电什么时候要去哪”“怎么减少雷电造成的损失“三个问题。
跟踪模块也称探测模块，主要应用高精度雷电跟踪系统，感应雷电，还可以联网提升范围精度，获取雷电实时数据。
预测模块是对雷电发生时间、空间的判断，以及雷电对于区域影响的预估。在高电压击穿空气的情况下雷电产生，而大气电场强度可以判断环境电压的高低。对于未发生雷电区域，动态防雷方案监测大气电场强度，并结合温度、湿度等其他气象要素，可以预测雷电发生的时间。对于已发生的雷电，动态防雷同样进行监测，通过监测产生的空间辐射和光信号，可以预测远方雷电的空间移动，从而判断区域的安全性。
徐洋介绍，目前动态防雷方案相比常规气象系统雷电预警，在区域预测方面已经可以提前40分钟以上预警，准确率提高一倍，降低80%以上的雷击停电事故。
最后的控制模块就是基于预测结果进行的。动态防雷项目研究的一开始，一直停留在理论阶段，随着研究的进一步深入，几位创新者的加入，慢慢迈入了应用阶段，并着重进行对于“控制”模块的研究。方案首先在电网领域应用，即进行雷电预测之后，通过电网调度规避该区域风险，但如何在其他领域进行应用，依然是横亘在研究之路上的“大山”。
“每个领域的特点都不同，有的能通过转移调度规避风险，有的不可以。”张吉祥介绍，目前，动态防雷方案还不能实现全领域应用控制，但针对部分领域已经稍有成果。
在户外作业领域，动态防雷通过与无人机引雷相结合，可以有效解决海上钻井平台的雷电防护问题。在交通领域，通过雷电预测可以辅助车辆智慧调度，有效消除雷电天气的影响，将易燃易爆车辆的累计风险降低90％以上。
动态防雷几乎是一个全新的课题，没有大量可供参考的资料。“要说失败啊，那可太多了，数不清的。”数据不通、服务器宕机、线路断连……童充和四位创新者对于这些问题早已经习以为常，一个线路接口调试上百次也是“家常便饭”。
在过去的两年里，为了采集数据，监测雷电情况，“听雷”是成员的必修课，他们甚至将远程监测系统装在了家里，“一听到打雷，就赶紧去看数据。”范亚杰表示每一次的雷电数据都十分珍贵，团队成员成了人体“雷报器”，几乎就是“听雷而动”。
“我希望我们的团队可以成为人类可持续发展大圆圈上的一个小突起。”徐洋表示，“虽然从一个圆的整体来看，一个小突起没有什么变化，但正因为无数小小的突起，才有整个人类的可持续发展。”
下一步，团队将参与国际防雷合作项目“雷震子”计划，在区域预测的基础上进一步研究雷击落点的精准预测。
