寒冬时节，输电线路覆冰如同潜伏的“冰雪杀手”，威胁着电网的安全稳定运行。传统人工巡检在复杂地形与恶劣环境中力不从心，而覆冰监测技术的突破正悄然改变这一局面。

从光纤传感的精准感知到AI图像识别的智能预警，从力学模型的动态分析到气象数据的融合预测，创新技术不仅实现了覆冰厚度的实时监测，更构建起“防冰于未然”的智能防线。

据2025年1月媒体报道，广东电科院在清远连州成功开展了国内首例基于弱光纤光栅传感技术的智能线缆现场试点应用。

这一技术创新，为粤北地区冬季可能发生覆冰灾害的配电线路提供精准的实时监测和预警，进一步提升电力系统的安全性与可靠性。

此次试点应用的新型智能线缆由广东院自主研发，核心技术突破了传统监测手段的局限，通过将弱光纤光栅阵列与高压导线的有机融合，实现了对线路多种物理量的同步监测，开创了输电线路在线监测的全新模式。

该院研发团队攻克了包括光纤应变传感在内的多项技术难题，成功在导线内部布设了光纤光栅阵列，能够实时监测线路的温度、应变、振动等多项关键指标，特别是在覆冰、雷击等极端天气情况下，能精确捕捉到电力线路的变化，为运维人员提供信息决策参考。

由于采用了光纤传感技术，监测数据可以直接通过光缆传输到站端的解调仪，无需额外的通信模块。同时，布设于导线内部的光纤本身无源无能耗，只需对站端的解调仪供电，就能实现整条线路数十公里的连续监测。

与传统方案相比，研发的智能线缆具有信号稳定、抗干扰能力强、部署灵活等优势，创新了输电线路状态感知技术的发展方向。

近日，山东电工所属北京富达成功研制基于双端拉力的模拟导线覆冰在线监测装置，经权威机构鉴定达到国际领先水平，标志着企业在输电线路覆冰监测领域取得突破性进展，为构建更智能、更安全、更高效的电网安全防护体系奠定了关键技术基础。

该装置融合了拉力覆冰采集单元、加热型图像采集单元、气象采集单元及边缘计算单元，以多源数据融合的方式，直观反馈线路覆冰状态。目前已在河北张家口等地区应用，实现了对覆冰风险的精准监测与预警，为保障极端天气下输电大动脉的安全稳定运行提供了有力支撑。

拉力覆冰采集单元就像“观冰人”的双手，可以清晰地感知到导线覆冰的重力变化。

图像采集单元就像“观冰人”的眼睛，可以直观观测到导线覆冰状态。

气象采集单元就像“观冰人”的皮肤，可以感觉到监测区域内风速、风向、温湿度的变化，为覆冰状态判定提供修正依据。

边缘计算单元就像“观冰人”的大脑，可以对导线覆冰情况进行汇总、分析及汇报。

高集成边缘终端

本产品高度集成了可视化监拍、传感感知与物联通信功能，实现一体化融合，大幅提升了设备集成度，显著降低了其体积与功耗，使安装维护更为便捷。

非侵入式监测端

本装置可模拟导线覆冰状态，无需改造线路，安装简便快捷，能最大程度减少对电网运行的干扰，显著降低施工风险与成本。

超长续航设计

设备采用太阳能供电并配备100安时大容量电池，无光照条件下可持续工作长达90天，适应偏远地区严苛环境，极大提高了设备的可靠性与稳定性，从而显著降低了运维频率和成本。

在湖北能源通城黄龙山风电场，一层薄如蝉翼的特殊“皮肤”，正守护着风机叶片的健康。

由中国三峡集团武汉科创园牵头研发的叶片覆冰监测传感器，能够瞬间捕捉叶片的振动节律、表面温度起伏，被形象地称为“电子皮肤”。

它的诞生，将助力破解风力发电行业多年来“望冰兴叹”的困境。

开启冰情“实时眼”

判断叶片是否覆冰，传统方法是通过监测风机功率跌落等间接手段来实现。但若机组因此停机，冰层融化脱落，则需人工前往现场进行复核。期间冰块的脱落可能伤及人员或设备，极端情况下会导致叶片断裂，不仅时效性差，还存在安全隐患。于是，叶片覆冰监测传感器应运而生。

叶片覆冰监测传感器

“电子皮肤”之所以能精准测冰，源于研发团队对不同物质介电特性的洞悉——空气、液态水和固态冰对电场的“反应强弱”存在着天壤之别。

叶片覆冰监测传感器正是通过捕捉贴片处微小电场的变化幅度，分辨出是“何方来物”覆盖在叶片表面。

值得一提的是，它身形纤薄、柔韧耐磨，如同“创口贴”一样紧密贴合叶片曲面，无需外接任何线缆，便能实时感知冰层厚度及其消融趋势，有效避免被动除冰造成的功率骤降问题。

实战检测“破冰局”

在黄龙山这片试验场上，“电子皮肤”历经了多轮覆冰考验。自去年12月起，黄龙山风电场经历了4轮覆冰期，叶片覆冰监测传感器全程精确捕捉冰层增长、消融与剥离动态。

这些实时数据，指导运维团队精准卡点启动机组，减少停机时长，降低发电损失。

图：运维人员正在为叶片贴上“电子皮肤”

监测数据带来的效益立竿见影：4轮覆冰期间，“电子皮肤”帮助示范机组减少覆冰停机时长约61小时，增加冬季发电量约13000千瓦时，平均挽回覆冰损失电量超过10%。推广应用本成果以后，需要运维人员冒着冰冻，“登高望远”复核冰情的场景已成为历史。

目前，这项技术已在湖北、湖南等地的高海拔风电场实现规模化应用，并逐步向云贵川等易结冰区域拓展。

湖南冬季雨雪冰冻灾害影响范围大，每年防冻融冰期间，国网湖南电力都面临巨大挑战，为精准预测电网设备覆冰情况，国网湖南电力坚持灾前预判，将预测预警作为防灾减灾的第一道防线。

2025年11月11日，在国网湖南电力电网防灾减灾全国重点实验室，湖南复杂地形的三维模型以不同颜色区块动态显示在分析屏幕上，反映出未来7天的覆冰预测结果。

预测系统依托2000万亿次/秒的超级计算平台，能综合气象数据及电力线路上的微气象、覆冰在线监测等装置的一手监测数据，可对微地形区域实现“30米×30米”的电网覆冰精细化预测，准确预测未来3～7天的电力线路覆冰厚度。

图：电网覆冰预测系统。（国网湖南防灾减灾中心供图）

同一天，在国网湖南超高压输电公司智能监控大厅内，职工米承铁正通过智能观冰装置实时查看千里之外的800千伏雅湖、锦苏等线路情况。屏幕上动态更新着来自图像型、微波型、称重型等503套智能装置传回的数据。“这些‘千里眼’24小时不间断工作，能精准捕捉冰情变化，是我们决策的‘数字参谋’。”米承铁说。预计到今年年底，国网湖南电力的智能观冰装置将增至836套，进一步扩大冰情监测覆盖范围。

冬季，山区微地形、高海拔区域更容易出现覆冰情况，给线路巡检和冰情监测带来挑战。为提升复杂地形巡检质效，国网湖南电力持续推进巡检模式的技术升级，应用智能监控平台接收和查看灾害预警信息。同时，深化“人工+无人机”协同巡检模式，在重点区段结合无人机巡检数据，构建起“空天地”立体监测网络，实现雨雪冰冻灾害隐患动态跟踪和智能预警，全面提升冰情监测能力。

近日，国网天水供电公司无人机飞手精准操控搭载“观冰精灵”监测装置的无人机稳定悬停，在330千伏麦榜一线115小号侧、330千伏麦榜二线121大号侧顺利完成带电安装作业。随着两台“观冰精灵”成功落地投用，天水地区核心输电通道正式迈入覆冰监测智能化新阶段。

天水地处秦岭西段特殊地理区位，辖区内330千伏输电线路部分区段海拔超1800米，冬季低温、高湿气候叠加多雾凇天气，覆冰形成速度快、覆盖范围广且隐患隐蔽性强。此前传统人工巡检模式受山区复杂地形、恶劣天气制约，不仅巡检效率低，且存在响应滞后问题，难以精准捕捉覆冰初期隐患，无法满足覆冰风险早期预警需求，给冬季电网运维带来极大挑战。

此次全新投用的“观冰精灵”监测装置，依托多源感知技术架构打造，适配高海拔低温极端环境，可实现全天候稳定运行。装置集成多种微气象传感器监测模块，既能精准拍摄并识别毫米级覆冰厚度，精准区分雨凇、雾凇等不同覆冰类型，又能同步采集温度、湿度、风速等周边环境数据；搭配双模通信技术，有效破解偏远山区信号薄弱难题，确保监测数据实时传输“零丢失”，为覆冰风险研判提供全面精准的数据支撑。

“以往人工巡检10公里输电线路，需翻越山区、徒步巡查，全程耗时约3天；如今通过‘观冰精灵’联动云端管理平台，覆冰数据、现场实时视频可同步回传，隐患响应速度从小时级压缩至秒级，效率实现质的提升。”天水供电公司输电运检中心负责人介绍，该装置还具备覆冰趋势预测功能，基于历史覆冰数据、气象数据构建数字孪生模型，可提前6小时发布覆冰分级预警，为运维人员制定直流融冰、精准巡检等应对方案提供科学依据，大幅提升运维决策精准度。

此次安装作业创新采用无人机协同带电作业模式，无需中断线路供电即可完成设备部署，既规避了停电对企业生产、居民生活的影响，又大幅提升作业效率，相较传统停电安装方式，作业时长缩短60%，实现电网运维与供电保障的双向兼顾。截至目前，运用无人机带电安装“观冰精灵”6处。作为输电线路智能化建设的关键实践，“观冰精灵”的投用有效破解了天水地区高海拔线路覆冰监测难题，推动覆冰运维从“事后抢修”向“提前预判”转变。

下一步，国网天水供电公司将持续推进智能监测装置扩容，逐步扩大330千伏及以下输电线路监测覆盖范围，整合无人机巡检、地面监测、云端管控资源，构建“空天地一体”输电线路运维体系，持续完善覆冰防治智能化机制，全面提升冬季电网抗冰保供能力，为天水地区冬季电力可靠供应、经济社会平稳运行提供坚实电力保障。

2025年12月29日，云南电网启动今冬首次融冰：南方电网云南昭通供电局采用程序化融冰操作模式，完成220千伏赖迤线融冰作业，成功消除强冷空气侵袭下产生的线路覆冰。

这次及时的融冰行动，源自云南电力系统与气象部门的长期深度合作。早在入冬前，昭通市气象局便与供电局深化合作，持续畅通气象预报与信息共享渠道，依托电力线路杆塔布局，构建输配电线路覆冰精细化监测预警体系，为科学防冰、精准融冰提供了坚实的数据支撑。

此次冷空气来临前，昭通气象部门提前发布提醒，市供电局第一时间采取防范、应对措施，一方面提前调整融冰装置及相关设备运行方式，另一方面采取“覆冰在线监测+人工观冰”相结合的模式，对输电线路开展24小时不间断监测，同时安排应急人员全天候值守，全力以赴应对寒潮。

作为清洁能源生产大省和西电东送的重要源头，云南建有多条重要的电力外送超高压输电线路。然而，在云南中东部、西北部的高海拔山区，冬春季覆冰频发，叠加近年“拉尼娜”事件带来的强冷空气影响，给电网安全带来严峻考验。

面对考验，云南气象部门迎难而上，专题攻关电线覆冰风险预报预警技术。2022年冬季，二重“拉尼娜”引发多轮低温降雪天气。云南省气象服务中心通过当年开发上线的输电线路覆冰厚度格点化预报产品，预测全省输电线路覆冰区域，精度达到乡镇级别。

2024年冬季，“拉尼娜”再度来袭。依托近年来输电线路覆冰气候预测所积累的经验，云南气象部门提前研判2024至2025年度冬季云南大部多冷空气活动，输电线路覆冰风险显著上升，提醒云南电网，云南电科院，超高压输电公司昆明局、曲靖局、大理局等单位，提前采取应对措施。

当覆冰天气如期而至时，电力部门迅速启动应急响应，各项应对措施有序落地，从容化解此次输电线路覆冰风险，保障电网安全稳定运行。

从2022年首次实现乡镇级预警，到2025年提前锁定寒潮时段，云南省气象部门不断改进该预报产品，在历次输电线路覆冰天气过程中检验、提升预报技巧，让寒潮天气带来的覆冰风险变得不再可怕。

如今，云南输电线路覆冰厚度格点化预报产品在全省范围内水平分辨率可达1公里×1公里，时间分辨率为1小时，预报时效240小时，有力保障云南电网在复杂气候条件下安全稳定运行。

受寒潮天气影响，1月6日以来，曲靖市气温呈断崖式下降，低温雨雪冰冻灾害严重，曲靖市部分地区气温低至0℃以下。曲靖供电局电网覆冰线路数量急剧增加至29条。1月7日18时，云南电网输电线路覆冰预警系统监测显示，500千伏铜昆乙线导线、地线覆冰厚度已达9毫米，覆冰比值分别飙升至0.4、0.59，已达到融冰启动阈值。

当前，曲靖市正迎来一年中最为严峻的电网“大考”。曲靖市位于云南省东北部，受独特地理条件和“云贵准静止锋”气候影响，冬季冻雨与凝冻天气频繁，广袤乌蒙山区银装素裹的背后，是电网设备覆冰的沉重压力。

电网防冰，根基在网架。2008年至今，曲靖供电局累计投入资金183亿元，建成了以500千伏“日”字形环网为主电源、220千伏电网为骨干、各级电网协调发展的现代化电网。206座变电站、超过1万公里的输电线路，如同被精心锻造的钢铁脉络，从根本上增强了电网抵御极端冰冻灾害的“体魄”与韧性，为防冰抗冰打下了最坚实的物理基础。

面对天灾，除了“强筋健骨”，还需“智慧双眸”与“灵巧双手”。曲靖供电局将科技兴安的理念深度融入防冰实践。通过系统评估，精准锁定29处易覆冰“咽喉”区域，并在此布下“重兵”：9套固定式、1套移动式融冰装置严阵以待，184条重要线路完成融冰改造。同时，401套在线监测装置与163台无人机共同构建起“空天地一体化”监测预警体系，冰情尽在掌握。一旦覆冰超限，先进的直流“一键顺控”融冰技术随即启动，实现从被动抢险到主动干预、精准化解的根本性转变。

入冬以来，曲靖供电局全面启动冬季电网保供攻坚战，提前做好融冰装置定检工作，开展了51项线路抗冰加固改造工程，同时，提升气象数据采集能力和电网防灾应急能力，全力以赴确保电网安全。

目前，曲靖电网运行平稳。曲靖供电局部分变电站在寒潮来临前已提前恢复有人值守，值守人员入驻后对变电设备开展红外测温等专项巡视。

输电管理所一方面派出人员到现场通过无人机等技术手段对500千伏铜昆乙线、220千伏铜金Ⅱ回线等覆冰线路开展特巡特维，同时，还组织人员对220千伏罗中线、220千伏鲁罗双回线等输电线路开展不停电消缺作业。

截至2025年12月25日，国网河南省电力公司应用新能源发电机组覆冰监测告警平台，成功完成3轮雨雪冰冻天气下覆冰监测告警，辅助调度人员快速修正新能源发电功率预测信息，提醒、指导11个新能源场站及时对63台机组开展除冰作业。借助该平台，该公司实现新能源发电机组覆冰远程自动监测，监测准确率达92%，为科学高效开展新能源发电功率预测、保障电网安全稳定运行提供了重要支撑。

目前，新能源发电机组覆冰监测告警平台已实现单机、场站、地市、省级4个维度的覆冰监测、预测预警等功能，可提前3天发布全省新能源发电机组覆冰预警，支撑专业人员按照不同统计口径实时监测机组覆冰停运容量，动态修正新能源功率预测结果，构建了“数据驱动-监测联动-预测闭环”的恶劣天气下新能源发电功率监管策略，提升了电网运行调度、场站抗冰除冰工作质效。

冬季低温雨雪天气频发，新能源发电机组容易因覆冰发生非计划停运，威胁电网运行与电力保供，实时准确掌握新能源机组运行状态至关重要。传统新能源机组覆冰监测依赖人工逐场站统计，无法在线、精准掌握机组状态和停运容量等信息，影响新能源发电功率预测准确性。11月初，国网河南电力研发的新能源发电机组覆冰监测告警平台上线运行，有效解决了新能源发电机组覆冰监测、预警等难题。

据介绍，新能源发电机组覆冰监测告警平台贯通河南省气象局实时气象数据库，全量接入全省新能源机组单机功率数据、运行数据等信息。国网河南电力以该平台为基础，将省内新能源机组根据海拔高低、平原山地等环境差异分为“容易”“一般”“困难”“非常难”覆冰4种类型，分类型研发基于深度学习算法的新能源机组覆冰智能判定模型。判定模型根据实时采集的各机组发电功率、风速等数据，自动监测、综合研判每台机组覆冰状态，动态统计停运容量和损失功率。同时，该平台通过分析历史机组覆冰与气象数据，提出与覆冰发生紧密相关的温度、湿度、风速、雨雪等气象要素临界阈值，构建覆冰预测模型，可动态预测河南各地市未来3天发生新能源机组覆冰比例。

文章来源：国网湖南电力、甘肃电力、中国气象局、曲靖供电局、山东电工、中国三峡集团等