新华网贵阳12月5日电（卢志佳 邓娴）在贵州省平塘县的大山之间，恢弘的“中国天眼”凝望星空，带着人类的好奇和期待，探寻百亿光年之外的射电信号。而在贵州六盘水的梅花山，一座矗立山巅的电网“冰眼”，也在“目不转睛”地观测着气象变化和电网设备运行情况，并源源不断为电网防冰减灾提供关键参考数据。
这座电网“冰眼”全名为“梅花山凝冻气候灾害与装备安全贵州省野外科学观测研究站”，是中国南方电网有限责任公司首个野外科学观测研究站，也是南方电网规模最大、技术最强的高海拔自然覆冰观测、试验重点示范基地。
航拍梅花山凝冻气候灾害与装备安全贵州省野外科学观测研究站局部。新华网 卢志佳 摄
打造云贵高原上的观冰“科技哨所”
贵州地处我国西南部大范围成片喀斯特地形地貌区的核心，受高海拔复杂地形地貌影响，来自南海和孟加拉湾的偏暖气流与多股冷空气在乌蒙山脉附近长期汇集，形成独特的云贵准静止锋气候，使得贵州成为高原喀斯特环境下最严重的覆冰区，全省几乎都处于覆冰区域。
位于贵州地理屋脊的梅花山，平均海拔达2515米，具备700米落差的陡峭迎风坡地形。初冬时节，当贵州大部分地区还处于5至10摄氏度的气温区间时，梅花山却仿佛已入凛冬，漫山林木悄然披上“银装”，一年之中，梅花山区域有3个月处于低温雨雪凝冻天气。
航拍初冬季节的六盘水梅花山。新华网 卢志佳 摄
“这样具有典型性和持续性的气象特征，对开展电网输变电设备冰冻试验具有得天独厚的优势。”贵州电网公司电力科学研究院高压设备技术研究中心防冰减灾专责张露松介绍，梅花山野外观测站的建设，是基于2013年就启动建设的防灾减灾综合技术应用示范基地，利用区位特点和地理优势，围绕云贵高原低温凝冻气候成灾、致灾机理的科学问题与灾害防御的关键技术研究而建设。
经过两期项目建设，200米高永固气象塔、47米高试验门型架、6000安培大电流发生器、700千伏交流试验电源、正负800千伏直流试验电源、220/500千伏仿真试验线段塔等大型试验设施、设备在梅花山野外观测站陆续建成投用，站点的观测、试验能力得到全面提升，目前已具备开展设备覆冰条件下工频耐压特性试验、直流耐压特性试验、交直流大电流通流试验、电弧闪络细节的观测试验、自然条件的覆冰观测试验等综合试验能力。
守护贵州电网5.5万公里输电“生命线”
“冰眼”究竟能做什么？
以200米高覆冰全要素监测的永固气象塔为例，张露松介绍了观测站的作用逻辑。
这座目前所知全球最高的永固气象塔分为五层平台，每一层平台都建设了一个自动监测站，投用以来，气象塔持续积累了不同高度层风速、风向、温度、湿度、气压、积冰厚度等数据数千万条。
“这座气象塔可以说填补了国内沿高层分布的全要素气象数据空缺。”张露松介绍，随着我国西部、北部等重大清洁能源工程的发展规划，未来大量超/特高压输电线路将跨越低温凝冻气候区，这些数据为不同海拔高度的电网覆冰研究和大高差超/特高压铁塔规划设计提供了支撑。“铁塔用什么样的材料，设计什么样的结构和尺寸，这些数据都能发挥重要的参考作用。”
航拍梅花山站内的大电流发生器和试验电源等设备。新华网 卢志佳 摄
观测站内，还矗立着两座47米高试验门型架，门型架之间连接着不同类型、不同线径的导线。通过各类数字化监测和人工观冰手段相结合，“冰眼”可以对导线、绝缘子的冬季覆冰情况进行详细观测，由此获得的数据，可为覆冰灾害预测预报、融除冰处理和设备材料防冰性能研究等提供技术资料。
据介绍，梅花山野外观测站已逐渐形成了以“云贵准静止锋凝冻灾害演化与致灾理论”“云贵高原复杂地形凝冻灾害精细化预报技术”“能源装备安全防御与环境适应性”三个特色研究领域。贵州电网也建成了以梅花山站为主站，全省覆冰在线监测网络为子站点的“空-天-地”全天候凝冻气候灾害监测预警体系。
目前，覆冰监测系统经过不断迭代发展和应用，实现了从“看得见”到“看得清”“看得远”的转变。1000余套覆冰监测终端，通过气象数据、导线拉力数据、覆冰图像等基础数据的获取，实现了全省未来3天覆冰预报。支撑全省应急物资调拨、应急队伍调度，保障全省冬季生产生活正常运转，推动电网防灾抗灾从“被动抗冰”向“主动防冰”转变。
可以说，梅花山野外观测站的研究成果，为贵州电网5.5万公里输电线路“生命线”的安全运行，以及凝冻灾害下云贵高原区域能源输送，提供了源源不断的科研力量支撑。
建设能源安全原创技术策源地
和“中国天眼”一样，作为重要的科研基础设施，电网“冰眼”正面向国家能源安全的重大战略需求，着力打造国际先进的开放型科学观测与试验研究平台。
采访时，记者遇到重庆大学电工材料与新技术研究团队，利用梅花山野外观测站平台，他们正与贵州电网公司、华北电力大学等联合进行“新型超润滑非涂敷型防疏冰导线”的验证研究。
“传统的防冰涂层导线可以延迟结冰时间，降低覆冰粘附力，具有明显的防除冰性能，但是涂层防除冰的耐久性较差，仍然有改进的空间。”重庆大学研究团队成员袁媛介绍，“新型超润滑非涂敷型防疏冰导线”改变依靠疏水涂层防除冰的思路，为导线设计了独特的多孔微纳结构，并采用润滑剂浸渍多孔使其在表面铺展，制备出超润滑防冰导线。
“经过这两年在梅花山野外观测站的观测发现，我们的方案可以实现200小时以上的非干预式防冰，2023年寒潮期间，测试导线的覆冰量未超过普通导线24%。”袁媛介绍，目前获得了国家自然基金联合基金等项目支持。
航拍梅花山站220—500千伏仿真试验线段塔。新华网 卢志佳 摄
在200米高永固气象塔旁，几架风力发电机组的底座施工正在紧张进行。张露松介绍，风电、光伏等新能源已成为我国新增电力装机的主体，梅花山野外观测站正在积极部署新能源测试装备，进一步完善新能源设备运行及出力预报等测试能力建设，扩展行业上下游高端装备服务能力。
据悉，梅花山野外观测站建设以来，已经和中国气象局、重庆大学、武汉大学、南网科研院、中国电器科学研究院、贵州省气象局等高校及科研机构合作，20余个科研团队长期在此开展科研活动，观测站已成为孕育国家能源安全原创技术的策源地。
航拍梅花山凝冻气候灾害与装备安全贵州省野外科学观测研究站局部。新华网 卢志佳 摄
张露松介绍，当前，梅花山野外观测研究站正开展数字化改造升级，未来将构建数据观测、获取、汇集、处理的智能化体系，建设数字化开放网络平台，实现观测数据动态发布、科普教育及功能展示。
“我们计划通过三到五年，朝着国家级野外科学观测站的建设目标，实现科学观测试验能力进一步提升，承担国家重大科研任务的能力显著增强，示范服务水平、开放共享能力进一步提高，持续开展防冰减灾新技术应用、新设备开发和灾害预测预报，服务能源、交通、通信等国家重大基础设施安全，支撑国民经济社会发展。”张露松说。
