山火引起超高壓輸電線路跳閘的機理及防范分析

 隨著我國環(huán)保政策的推行，現(xiàn)在已經(jīng)有越來越多的田地或者荒涼的山崗上都種植了大片的樹苗，但是我國的輸電線路不僅僅是在城鎮(zhèn)市區(qū)架起穿梭的，有很多的線路也是在山間田地里面通過電線桿架起穿梭的，但是在天氣變化的過程中，輸電線路容易受影響引起跳閘事故，尤其是在高溫或者燒山墾荒的時候，許多雜草或者灌木叢林著火就會引起輸電線路被燃燒或者跳閘現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了輸電線路運行的安全性和供電的穩(wěn)定性，由于我國電力系統(tǒng)的不斷改革和發(fā)展，生產(chǎn)以及生活對電能的需求不斷增加，山火引起輸電線路跳閘將嚴(yán)重影響用戶的正常生產(chǎn)和生活，而且山火引起的跳閘事故有時候?qū)?dǎo)致整個供電系統(tǒng)癱瘓，為了更好的保障輸電線路運行的穩(wěn)定性和安全性，加強對山火引起輸電線路跳閘機理以及防范措施分析是非常有必要的。

西電東送是國家實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略重要舉措，西電東送主干道主網(wǎng)架安全運行至關(guān)重要。然而近幾年來，廣西、云南兩省隨著退耕還林的發(fā)展，云貴地區(qū)林木覆蓋率越來越高，線樹矛盾越來越嚴(yán)重，為此進(jìn)行輸電線路防山火措施研究與探討，并提出相應(yīng)的改進(jìn)。

1山火引起輸電線路跳閘機理分析

由于許多輸電線路是在山間和叢林地帶穿梭架起來的，而這些地區(qū)容易在高溫或者外在條件的影響下引起植被或雜草燃燒，從而產(chǎn)生山火引起超高壓輸電線路跳閘現(xiàn)象，而且山火的發(fā)生必然使周圍環(huán)境的溫度、空氣濕度以及空氣中漂浮的灰燼顆粒都會有所改變，也正是這項元素的變化引起了輸電線路間隙放電機理與擊穿特性[1]，從而導(dǎo)致輸電線路絕緣層被破壞引起輸電線路跳閘，下面對輸電線路跳閘的具體機理進(jìn)行分析。

（1）山火使氣溫升高、周圍濕度降低造成輸電線路間隙放電機理。山火的發(fā)生造成空氣溫度升高，濕度降低，但是這些條件的變化使得大氣的壓力也會發(fā)生改變，架在空中的輸電線路也會由于空氣壓力和空氣密度的變化間隙的絕緣強度降低，在這種情況下，輸電線路的絕緣強度減弱，容易造成線路短路或者線路跳閘現(xiàn)象。除此之外，燃燒使空氣中的水分減少，形成的游離離子在濕度降低的情況下，容易使擊穿電壓降低，進(jìn)而引起輸電線路跳閘現(xiàn)象。

（2）產(chǎn)生大量的電子、離子引發(fā)線路間隙放電機理。眾所周知，雜物燃燒的過程中必然會產(chǎn)生大量的可見光和紫外線，它們的產(chǎn)生一定會激發(fā)出火焰分子中的電子，從而使擊穿和放電現(xiàn)象容易發(fā)生,而當(dāng)輸電線路與大地兩極間的電荷量增加聚集到一定程度時，電場的作用強度也會增大，激活大量的電荷，產(chǎn)生光子，使其成為有力光子[2]，經(jīng)過電導(dǎo)和場強的作用使得輸電線路發(fā)生跳閘現(xiàn)象.除此之外，輸電線路的施工質(zhì)量對其供電運行的穩(wěn)定性也有一定的影響，比如架設(shè)的輸電線路存在嚴(yán)重的黏連、復(fù)雜的交叉等都會造成輸電線路的跳閘現(xiàn)象發(fā)生，因此在注意山火引起輸電線路跳閘機理研究的過程中也要保障輸電線路架設(shè)的施工質(zhì)量問題，全面了解輸電線路跳閘的原因，采取合理的防范措施。

（3）山火燃盡產(chǎn)生灰燼，導(dǎo)致線路放電機理。山火的發(fā)生必然會使環(huán)境中的氣體、液體以及固體等物質(zhì)發(fā)生變化，而根據(jù)絕緣介質(zhì)的基本原理知道引入不同介電常數(shù)的電導(dǎo)率的顆粒物質(zhì)后，原先的絕緣性必然受到影響。輸電線路之所以在山火發(fā)生狀況下容易出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象就是因為山火時，空氣中混入了許多灰燼顆粒物質(zhì)影響了絕緣性。除此之外，輸電線路長期裸露在空氣中，經(jīng)過雨雪風(fēng)沙的迫害，使輸電線路表面的保護(hù)層受損，山火的發(fā)生使原來就有損壞的輸電線路在高溫、絕緣性下降的狀況下發(fā)生短路或者跳閘現(xiàn)象。

2山火狀況下降低輸電線路跳閘的防范措施分析

2.1總體要求

防山火工作總體要求為“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”是防山火工作的總體要求，“政企聯(lián)動、群防群治”是治理山火的長效機制，以風(fēng)險管控為導(dǎo)向，對山火隱患及其危害進(jìn)行風(fēng)險評估，根據(jù)評估結(jié)果采取相應(yīng)的防控措施。防山火也要講究方法，積極利用現(xiàn)在的遙感、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，準(zhǔn)確定位山火發(fā)生的位置，林業(yè)、消防等部門也要積極配合山火預(yù)防和治理工作，實現(xiàn)對山火的全面監(jiān)測和準(zhǔn)確預(yù)警。建立完善防山火應(yīng)急體系，做到山火信息傳遞流暢、應(yīng)急響應(yīng)快速、處置措施得當(dāng)。加強防山火知識培訓(xùn)和演練，提高員工防火安全意識和技能水平。認(rèn)真進(jìn)行防山火工作回顧和總結(jié)，總結(jié)經(jīng)驗、分析原因、制定措施，積極開展科技研究、利用高科技手段，不斷提高山火應(yīng)對能力。清醒認(rèn)識山火對輸電設(shè)備安全運行的威脅，高度重視線路山火故障對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的嚴(yán)重影響，措施落實，責(zé)任到位，堅決揭制山火引發(fā)線路跳閘增多的趨勢。對措施不落實、責(zé)任不到位的單位，公司將進(jìn)行通報和考核。防山火工作按照準(zhǔn)備階段、實施階段、總結(jié)階段開展，同時有計劃、有層次的落實山火預(yù)防治理工作，建立監(jiān)控預(yù)警設(shè)施，及時預(yù)防，及時治理。

2.2加強防山火宣傳，提高防護(hù)意識

（1）據(jù)統(tǒng)計引起山火的火源主要為生產(chǎn)性火源：燒墾、燒荒、煉山造林和非生產(chǎn)性的野外吸煙、上墳燒紙、小孩玩火和故意縱火等引發(fā)的火災(zāi)次數(shù)較多。因此，嚴(yán)格火源管理是線路防山火工作的重要措施之一。大力開展森林防火宣傳教育，是做好線路防山火工作的主要工作內(nèi)容。

（2）加強防山火宣傳主要是為了提高群眾的安全防火意識，領(lǐng)悟到山火對周圍輸電線路的影響。在山區(qū)或者植被茂盛的地區(qū)，人們無論是生活引火還是節(jié)日引火，都會引起植被的燃燒，有的地區(qū)在春天來臨時會燃燒雜草來墾荒，這樣在雜草燃燒的過程中溫度的變化極容易使架在上空的輸電線路受到影響而發(fā)生跳閘，造成供電線路的癱瘓，所以為了提高山區(qū)人民防火護(hù)電意識，應(yīng)該加大防山火宣傳，只有人們意識到山火給輸電線路帶來的嚴(yán)重問題并影響周圍人群的生命財產(chǎn)安全，才能有效的控制山火的頻發(fā)率，及時控制危險點，才能激勵起線路周圍群眾對輸電線的保護(hù)和巡查，才能更好地發(fā)揮群眾護(hù)線員的作用。

（3）與政府開展聯(lián)合宣傳，運維部門與當(dāng)?shù)卣块T進(jìn)行聯(lián)合宣傳。對于野外生火行為要制定完善的管理策略，規(guī)范他們的生火范圍，不用火時要及時滅火。可靈活利用報紙、電視、網(wǎng)絡(luò)、電信等傳媒工具，采用發(fā)放、張貼宣傳單、圍裙、制作護(hù)線宣傳掛歷、發(fā)放宣傳環(huán)保袋或利用宣傳車、通過移動通信公司向重點人群發(fā)送森林防火手機短信、利用農(nóng)戶的房屋外墻作為宣傳墻，在易發(fā)生山火的地段立防火警示牌及報警電話，設(shè)立有獎報料制度，防火教育基礎(chǔ)課要從小學(xué)抓起，從小教育孩子們的防火知識，并由孩子們向家長們滲透防火知識，提高群眾的防火意識，自覺保護(hù)電網(wǎng)安全，達(dá)到群防群治的目的。

2.3高壓輸電線路危險區(qū)段劃分

防山火危險點的識別和處理是防山火工作的難點，因為影響森林燃燒也是一種相對復(fù)雜的過程，通過對多起森林火災(zāi)的研究統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),造成森林火災(zāi)的影響因素有很多,比如所處的地形因素、天氣因素、外界易燃物以及人為因素等，而輸電線路因山火擊穿特性及機理也較復(fù)雜：交流線路與直流線路跳閘機理有很大不同，負(fù)極性直流線路在山火條件下絕緣水平下降更多等。但要簡單、可操作化，主要從影響林火強度因素中的可控制因素中查找。因為林火燃燒方式、天氣條件是多變的、難控制的；地形條件是宏觀的、可見的、相對恒定；而可燃物的種類和數(shù)量、可燃物對導(dǎo)線的距離是漸變，是可控的。因此防山火危險點在目前條件可劃分為：(1)已發(fā)生過山火跳閘的地點，從第三年起作為防火危險點；(2)根據(jù)防山火危險點劃分簡易經(jīng)驗修正值進(jìn)行凈空距離校對，即導(dǎo)線與可燃物的凈空控制距離=基準(zhǔn)凈空距離（取11米）+坡向修正值+坡度修正值+山坡夾角修正值+風(fēng)口修正值+線路重要性修正值+植被可燃特性修正值（取0-3米），現(xiàn)場實測凈空距離小于導(dǎo)線與可燃物的凈空控制距離即為防山火危險點；(3)利用“輸電線路防山火風(fēng)險評估計算程序”山火風(fēng)險評估，其中氣象參數(shù)按當(dāng)?shù)剌^嚴(yán)重的情況考慮，植被參數(shù)按該處三年后的數(shù)據(jù)考慮，判斷結(jié)果有放電危險的作為防山火危險點。

2.4山火隱患點清理

認(rèn)真開展線路易發(fā)山火特殊區(qū)段管理工作，加大隱患排查和管控力度，務(wù)必在防火期前完成特殊區(qū)段線路走廊內(nèi)林木的清除，確保樹木與導(dǎo)線安全距離滿足要求。對已判別認(rèn)為防山火危險點的部位，按輕重緩急的原則，在防火期前進(jìn)行清理或采取防范措施。⑴對坡度小于25°存在密厚植被的危險點。要清除通道內(nèi)的可燃物，主要是易燃物(含針葉林、松樹、杉樹、桉樹)的盡可能進(jìn)行清理，尤其是坡度變化處,清理范圍為導(dǎo)線上邊坡側(cè)投影外2米至下邊坡側(cè)投影外5米。⑵對坡度在25°～40°，存在密厚植被的危險點。要清除通道內(nèi)的可燃物，主要是易燃物(含針葉林、松樹、杉樹、桉樹)的盡可能進(jìn)行清理，尤其是坡度變化處,清理范圍為導(dǎo)線上邊坡側(cè)投影外2米至下邊坡側(cè)投影外8米。⑶對坡度大于40°，存在密厚植被的危險點。要清除通道內(nèi)的可燃物，主要是易燃物(含針葉林、松樹、杉樹、桉樹)的盡可能進(jìn)行清理，尤其是坡度變化處,清理范圍為導(dǎo)線上邊坡側(cè)投影外2米至下邊坡側(cè)投影外12米。⑷為了簡化防火危險點判別工作，在500kV線路保護(hù)區(qū)內(nèi)，原則上導(dǎo)線對地距離15米以下，且植被較厚的地帶列為防山火危險點控制區(qū)，控制范圍以導(dǎo)線對地距離15米處為中心，半徑為15米范圍列為危險控制區(qū)，應(yīng)采取預(yù)防控制措施。⑸全面清理線路保護(hù)區(qū)內(nèi)堆放的易燃易爆物品，對經(jīng)常在線路下方堆集草堆、谷物、甘蔗葉等的地段要向居民戶主宣傳火災(zāi)對線路的危害及造成的嚴(yán)重后果，并要求搬遷。

2.5加強山火檢測系統(tǒng)建立，防止線路跳閘

建立完善的檢測系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)山火，及時使檢測設(shè)備發(fā)出山火預(yù)警，為緊急做好防山火事故做好準(zhǔn)備，同時對工作人員的工作能力以及他們的工作態(tài)度進(jìn)行管理，提高他們的工作責(zé)任心，而且負(fù)責(zé)線路巡查人員的檢修技能也要不斷的進(jìn)行培訓(xùn)，提升他們的檢修水平和發(fā)現(xiàn)安全隱患的能力，盡量減少輸電線路跳閘的次數(shù)，保障輸電線路運行的穩(wěn)定性[4]。除此之外，還可以利用現(xiàn)在的衛(wèi)星定位實時監(jiān)控技術(shù)對輸電線路周邊的植被以及環(huán)境變化進(jìn)行監(jiān)督，在山火頻發(fā)季節(jié)，加強設(shè)備以及檢修人員的監(jiān)督力度，根據(jù)現(xiàn)在輸電線路監(jiān)管所使用的高科技設(shè)備和技術(shù),積極的對容易發(fā)生山火地區(qū)的輸電線路進(jìn)行智能監(jiān)控,避免輸電線路受山火影響而跳閘。

3結(jié)論

通過對山火引起輸電線路跳閘機理以及防范措施分析知道，在用電量越來越大，環(huán)境保護(hù)政策逐漸深入推行的情況下，提高輸電線路運行的穩(wěn)定性，保障用電客戶對供電企業(yè)的滿意度和忠誠度有著關(guān)鍵性作用，所以對于架在高空中的輸電線路進(jìn)行重點防護(hù)，減少外界環(huán)境變化或者火災(zāi)帶來了跳閘事故，對于山火發(fā)生頻繁的地區(qū)進(jìn)行特殊的防護(hù)處理，增加輸電線路的架空高度并增設(shè)絕火防護(hù)處理，采用現(xiàn)在的智能化設(shè)備對山區(qū)或叢林茂盛地區(qū)的輸電線路進(jìn)行實時監(jiān)控管理，盡量做到全面的防火、防跳閘管理,進(jìn)一步提升電網(wǎng)運行的安全系數(shù)。

 

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://m.k2057.cn/w/qk/21223.html