[發明專利]高可重復性的山火直升機滅火試驗系統及方法

有效

• 申請號: 202110667148.0
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113398508B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 周特軍;李波;毛新果;吳傳平;陳寶輝;劉毓
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力有限公司;國網湖南省電力有限公司防災減災中心;國家電網有限公司
• 主分類號: A62C3/02
• 分類號: A62C3/02;A62C99/00;B64D1/18
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 何湘玲

本發明公開了一種高可重復性的山火直升機滅火試驗系統，該系統包括：火源模塊、滅火模塊和測量模塊；火源模塊包括至少由多個呈兩列平行擺放的標準木垛組成的木垛陣列；滅火模塊包括攜帶直升機滅火裝置的直升機；測量模塊包括分別布置在多個標準木垛間的用于測量火場不同位置及不同高度處的溫度、輻射熱和流場的多個熱電偶組、多個輻射熱量密度儀組和皮托管陣列；測量模塊還包括數據中心，數據中心分別與多個熱電偶組、多個輻射熱量密度儀組和皮托管陣列相連并獲取試驗數據，試驗數據為：火場不同位置及不同高度處的溫度、輻射熱和流場數據。本發明可以便捷地采集不同條件耦合時的燃燒場內的山火溫度、熱流密度和氣流場數據，利于直升機滅火研究。

技術領域

本發明涉及電網防山火技術領域，尤其涉及一種高可重復性的山火直升機滅火試驗系統及方法。

背景技術

山火災害是電網安全運行的重大危害。2017-2020年美國加州等地區每年發生大范圍山火，上千萬人口停電。中國年均山火高達7萬多起。長南線等特高壓線路多次因山火跳閘長時間停電。2013年春節，湖南電網一天就有18條220kV及以上線路山火跳閘。山火跳閘統計表明：山火在0.5至1.5小時內引發線路跳閘。2009年以來，研究單位開展了輸電線路山火的跳閘機理、人為山火預測、衛星廣域監測、地面高效滅火等方面研究，尤其是電網防災減災實驗室發明了防復燃滅火劑和高揚程帶電滅火平臺，壓力達12MPa，輸水高度500m，對降低輸電線路山火跳閘次數發揮了重要作用。

但輸電線路山火點多面廣，應急時限性要求極高，現有電網防山火體系存在以下問題：一是極軌衛星火點廣域監測有延時，且極軌、同步衛星均受火場面積、云層遮擋等影響，存在漏報的可能；二是清明、春節等山火高發期鄉村道路堵塞嚴重，地面滅火裝備沿公路行駛時間長達數小時，趕到現場線路已跳閘；三是山火蔓延后，滅火人員存在傷亡風險，如2019、2020年四川涼山山火分別導致30、19名消防人員犧牲。

因此，直升機在電網作業的應用逐步增多，其應急距離達200km，不受交通、地形限制，人員不直接與火場接觸，可保障滅火人員安全。因此，急需創建電網山火直升機滅火技術體系及裝備。美國、加拿大等航空產業發達的國家使用米26、S-64等直升機用于大型森林火災的撲救，近年我國也逐漸使用K32等中型直升機開展航空護林工作。但現有直升機滅火的是同一滅火策略，沒有針對不同火場采取差異化方案，滅火效率還可以進一步提升。其原因在于沒有可用于辨識影響直升機滅火效率關鍵因素的試驗方法，也無法找到直升機滅火效率與關鍵因素的規律。

然而準確識別直升機滅火效率關鍵因素存在以下技術問題：

(1)沒有準確表征真型輸電線路山火強度的指標。

(2)直升機、吊桶、滅火水劑同時作用于山火現場，無法解耦識別這三者分別對火場的作用大小。

發明內容

本發明提供了一種高可重復性的山火直升機滅火試驗系統及方法，用以解決目前缺乏可用于辨識影響直升機滅火效率關鍵因素試驗方法的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種高可重復性的山火直升機滅火試驗系統，包括：火源模塊、滅火模塊和測量模塊；火源模塊包括至少由多個呈兩列平行擺放的標準木垛組成的木垛陣列；滅火模塊包括攜帶直升機滅火裝置的直升機；

測量模塊包括分別布置在多個標準木垛間的用于測量火場不同位置及不同高度處的溫度、輻射熱和流場的多個熱電偶組、多個輻射熱量密度儀組和皮托管陣列；

測量模塊還包括數據中心，數據中心分別與多個熱電偶組、多個輻射熱量密度儀組和皮托管陣列相連并獲取試驗數據，試驗數據包括：火場不同位置及不同高度處的溫度、輻射熱和流場數據。

作為本發明的方法的進一步改進：