架空輸電線路防外力破壞系統(tǒng)的應用研究

陳功 白健 鄭博

摘要：通道外力破壞作為輸電線路運行過程中的常見問題，一直以來都是困擾輸電線路安全運行的難點問題，新時代的發(fā)展背景下，人民日益增長的生活水平與安全意識對現(xiàn)代電力事業(yè)的發(fā)展提出了更高的要求，如何加強現(xiàn)代電力輸電線路通道外力破壞及其防治策略研究，使其更好的服務于現(xiàn)代電力事業(yè)的發(fā)展，對于我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實現(xiàn)具有十分重要的促進作用。

關鍵詞：架空輸電線路；外力破壞系統(tǒng)；應用

1.外力破壞故障類型

1.1異物短路

異線上有時刮上了導電性物體，或者天空中漂浮著導電性物體，容易導致相地短路或者相間短路，放風箏容易刮到輸電線上，氣球放入空中，以及向天空中扔東西玩，都容易造成異物短路。

1.2吊車碰線

在輸電線路周邊，吊車吊起重物時，吊臂聞離線路的距離太近，線路與地空易產(chǎn)生短接的現(xiàn)象，很容易導致大面積停電的事故，嚴重時甚至造成人員的傷亡。

1.3違章施工

人們放炮喜歡選擇輸電桿塔的下面，還有用土也喜歡在輸電桿下面取，容易導致輸電桿塔倒塔，或者不穩(wěn)定，還有在線路的下面施工不規(guī)范，導致線間與地之間的距離太短，線路因而跳閘。違章施工多種多樣，最近幾年線路跳閘現(xiàn)象非常頻繁。

1.4易燃物短路

輸電線路下方堆有易燃物時，如果人們通過放鞭炮等行為引燃，燃燒時的煙霧會就飄浮在天空中，導致輸電線路導線下方空氣絕緣的性能降低，造成相地或者相間的絕緣因擊穿而閃絡，同時，如有有錫紙彩帶產(chǎn)生，也能夠?qū)е孪嗟鼗蛘呦嚅g短路和閃絡。

1.5山火

人為的在山上放火，還有的自然因素也導致山林起火，會使線路周圍空氣產(chǎn)生電離，還會使空氣充滿帶電的介質(zhì)，降低了空氣絕緣的性能，輸電線路跨越林區(qū)的部分就會出現(xiàn)閃絡或者短路的現(xiàn)象，引起線路跳閘。

1.6盜竊

在電力線路中，大多的設備都沒有包裝，露在外面，沒有專人看護，變壓器銅芯和接地極以及鋼角螺帽和線路接地線被盜，甚至變壓器被盜，在很多地方都會發(fā)生，從而導致大部的地方停電現(xiàn)象，無論對人們的生活，還是國民經(jīng)濟，都帶來了很大地影響。

2.輸電線路通道外力破壞的形式及原因分析

2.1保護區(qū)內(nèi)違章建筑和植樹

近年來，一些單位和個人在違反電力法律法規(guī)的情況下，未經(jīng)授權在輸電線路保護區(qū)域內(nèi)進行房屋建設，且該現(xiàn)象屢禁不止，非法建筑和輸電線路保護區(qū)的矛盾非常突出，線下障礙難以清除。輸電線路的外力破壞，由于其隨意性特征，致使線路運行與維護工作量大大增加，這樣不僅電力部門遭受了巨大的經(jīng)濟損失，更重要的是，因電網(wǎng)的穩(wěn)定性破壞而導致社會無法正常運行，影響了工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展與人民的正常生活。如新、改建工程由于早期協(xié)調(diào)工作力度不夠，導致與當?shù)厝嗣芪茨芗皶r解決，致使線路下方的建筑物與樹木在線路投運前無法及時處理，與此同時新的違章建筑與違栽樹木又在不停的出現(xiàn)，新老矛盾的交織使得我們在處理過程中處于十分被動的地位。進行樹木修剪時，經(jīng)常遭受惡意阻礙，扣留工具，漫天要價，強行索賠，甚至謾罵毆打，致使維護工作無法正常進行，從而降低了線路運行的安全性。

2.2保護區(qū)內(nèi)開展公共活動

線路附近企業(yè)舉行慶典的氫氣球、人民娛樂放風箏、商業(yè)性廣告條幅等在空中與導、地線、橫擔等纏繞在一起，使得線路發(fā)生相間短路或單相接地。隨著商業(yè)活動頻率的不斷增加，為烘托現(xiàn)場氣氛，經(jīng)常會采用氣球、彩條來進行裝飾，等到活動結(jié)束后，又往往無人進行拆除，致使彩條與氣球任意飄向天空，隨著氣壓的增大，使其破壞后自由降落，在此過程中，輸電線路猶如籬笆般阻擋了氣球與彩條的下落，一旦掛在線路上，勢必會造成線路短路。

3.防外力破壞技術

（1）紅外探測裝置，主要是對人體所發(fā)射的紅外線進行探測，根據(jù)紅外探頭來進行探測工作，探頭裝置著紅外感應源，遇到外界的紅外輻射，可以起到收集的作用，如果紅外輻射的溫度產(chǎn)生了變化，探頭上的紅外感應源就會將電荷釋放出來，紅外控測裝置就會將監(jiān)測所得到的信號傳輸出去。聲控探測系統(tǒng)在進行報警工作時，在對信號的收集上，主要是運用防護區(qū)域所安裝的聲控探頭，對聲音信號進行收集。紅外探測裝置和聲控探測系統(tǒng)都有一個共同的缺點，就是很容易被外界的因素影響而出現(xiàn)誤報的現(xiàn)象，甚至發(fā)生短路失靈的現(xiàn)象，已經(jīng)漸漸地被淘汰掉。

（2）微波感應式探測器。輸電線路在防盜上，根據(jù)微波感應式的在線監(jiān)測系統(tǒng)，將輸電線四周10米以內(nèi)，運用微波感應的原理對移動的物體進行探測，并且將信號得到，致使監(jiān)控現(xiàn)場的效果得以有效地實現(xiàn)。如遇到有偷盜電力設施，或是破壞電力設施的行為，裝置都會發(fā)出非常大的噪音，或者振動。然而，加速度傳感器對被偷盜的桿塔進行信號收集時，有時會產(chǎn)生信號割據(jù)和敲打的現(xiàn)象，若想監(jiān)控好桿塔被偷盜的現(xiàn)象，就應該用相應的技術將雜音除掉。

（3）雷達探測器。雷達探測器不但具有非常廣的探測范圍，靈敏度也非常高，是一種非常優(yōu)質(zhì)的監(jiān)測系統(tǒng)，是利用多普勒理論進行研究而開發(fā)成功的一種預警系統(tǒng)，主要是通過雷達波對高壓線路的防外力破壞進行檢測，雷達波在傳輸中所用的時間，以及高壓線磁聲的強度變化值，都可以運用傳感器進行檢測，然后用來對高壓線和物體之間的距離的確定，如果警戒值及其他的預設值超出了，就會由于現(xiàn)場報警器自動進行警報提示，或者遠程警示喊話和報警等。對于高壓線受到物體破壞，能夠在現(xiàn)場直接進行阻止，調(diào)度監(jiān)控中心也可以在后臺操作進行處置。

4.輸電線路通道外力破壞防治策略

4.1實施線路通道內(nèi)危險源、危險點監(jiān)控

輸電線路安全隱患的消除，一方面派專人值守，以防隱患繼續(xù)發(fā)展；另一方面積極發(fā)放違章隱患通知書，對違章單位或個人進行法律法規(guī)宣傳與教育，并簽訂安全協(xié)議，同時監(jiān)護和指導施工現(xiàn)場設立警示牌，將電力危害、禁止施工事項、安全距離及相關聯(lián)系電話注明清楚。對于施工便道，協(xié)助施工單位設立車輛限高牌，同時對施工單位（大型機械操作手、安全負責、現(xiàn)場監(jiān)護）進行現(xiàn)場授課，結(jié)合事故案例的講解，使其對電力安全防護知識、注意事項及事故危害做到直觀認識，從而加強其對輸電線路的防護意識與行為。

4.2雷達觸警聯(lián)動警示

當使用常規(guī)雷達預警裝置時，由于雷達裝置在現(xiàn)場部署時正對地面，其監(jiān)控區(qū)域?qū)儆谏刃螀^(qū)域，在兩級桿塔之間可以涉及的范圍幾乎全部涵蓋。以現(xiàn)場情況分析，如果監(jiān)測區(qū)域僅限于兩級塔之間的垂直范圍，造成的結(jié)果將是，即使發(fā)現(xiàn)異常狀況，事故也已經(jīng)發(fā)生，如塔吊機械掛到線路后，雷達觸發(fā)報警為時已晚。所以基于此類狀況，要起到預防作用，必須物體在未到達垂直范圍時就要監(jiān)測并產(chǎn)生喊話和警燈警示。系統(tǒng)在前端設計時采用了三塊雷達，三者分工明確，組成監(jiān)測前中后三個范圍，其中前后為斜面監(jiān)測，三塊雷達之間的夾角預示其監(jiān)控視角，可根據(jù)現(xiàn)場實際情況進行自由設置達到最佳監(jiān)視。當物體移動至前后雷達監(jiān)視區(qū)域時，裝置捕獲到斜面測量距離，通過斜面與垂直夾角，迅速計算出物體的垂直高度，通過預警判定模型得出即將出現(xiàn)的危險，如果超過安全距離，判定模塊會迅速將預警信息發(fā)送至集中控制單元，單元將信號快速聯(lián)動發(fā)送至前端喊話與警燈裝置，警示裝置以聲音和燈光震懾現(xiàn)場，起到預防作用，如果入侵物體仍舊堅持通過垂直區(qū)域，標志事故已發(fā)生。

5.結(jié)論

綜上所述，防外力破壞裝置的成功研發(fā)及廣泛應用，使外力輸電線路事故的發(fā)生大大地減少，從而使輸電線路設備的可靠性和安全性得到了保證，具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。

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