輸電線路差異化防山火技術(shù)與策略

楊曉斌

國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司 四川成都 610041

由于輸電線路距離長，分布范圍廣，輸電線路通常要經(jīng)過繁盛茂密的林區(qū)或植被覆蓋區(qū)域。受到長期干旱及極端高溫天氣的影響，在民俗節(jié)日燃放鞭炮或者燃燒紙錢都很容易引發(fā)大面積的山火。山火的出現(xiàn)會(huì)降低輸電線路間隙絕緣強(qiáng)度，容易導(dǎo)致?lián)舸┨l事故的發(fā)生，并且很難再次合閘，嚴(yán)重威脅著電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行[1]。在2013 年上半年，錦蘇線就因?yàn)樯交鸬拇竺娣e出現(xiàn)，引起極I、極Ⅱ發(fā)生閉鎖，長南線和云廣線也在同年受到山火影響發(fā)生跳閘。近些年來，業(yè)內(nèi)研究人員分析了線路跳閘情況與山火發(fā)生規(guī)律，并對(duì)帶電滅火技術(shù)及山火預(yù)警監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行了深入研究，了解到山火存在時(shí)空隨機(jī)性特點(diǎn)，并且人為因素占比較大，又由于山火隱患分布較多，很難一次性解決山火導(dǎo)致的跳閘問題，所以還需要不斷深入分析，精細(xì)化研究山火防治措施。

1 統(tǒng)計(jì)與分析山火導(dǎo)致的輸電線路故障情況

文章對(duì)多個(gè)省份山火導(dǎo)致跳閘的故障情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)不同電壓等級(jí)、年份及地區(qū)的故障情況，存在的差異也非常明顯。

1.1 地域分布情況

統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告顯示，山火頻發(fā)的省份輸電線路山火跳閘情況更加嚴(yán)重。其中湖南因山火導(dǎo)致跳閘故障的情況次數(shù)最多，共有119次，其次是江西82 次，四川78 次，湖北48 次，福建44 次，山西和安徽均為18 次，河南17 次，山東12 次，浙江9 次，江蘇7 次，由此可以看出南方因山火導(dǎo)致跳閘故障的情況多于北方，而東部地區(qū)因山火導(dǎo)致跳閘故障的情況多于西部地區(qū)。

1.2 年份分布情況

統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示，2010 年輸電線路山火跳閘情況共57 次，2011 年 為97 次，2012 年 為68 次，2013 年 為103 次，2014 年為160 次，從總體上來看，在2010 年至2014 年這段時(shí)間，輸電線路山火跳閘次數(shù)是呈上升趨勢的。

1.3 電壓等級(jí)分布情況

110kV 輸電線路山火跳閘次數(shù)為109 次，220kV 輸電線路山火跳閘次數(shù)為246 次，330kV 輸電線路山火跳閘次數(shù)為8 次，500kV 輸電線路山火跳閘次數(shù)為106 次，1000kV 輸電線路山火跳閘次數(shù)為4 次。雖然我國110kV 輸電線路數(shù)量最多，但是因山火導(dǎo)致跳閘次數(shù)卻與500kV 輸電線路基本持平，明顯低于220kV 輸電線路。雖然1000kV 輸電線路設(shè)計(jì)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)明顯高于其他電壓等級(jí)線路，但是也無法完全避免山火災(zāi)害侵襲，發(fā)生山火跳閘的次數(shù)達(dá)到了4 次。

2 輸電線路山火跳閘因素差異性分析

2.1 輸電線路沿途居民用火方式差異

對(duì)于我國北方針葉林帶的輸電線路來說，由于人為因素導(dǎo)致山火的情況占比達(dá)到了60%以上，而在我國南方地區(qū)人為因素導(dǎo)致山火的占比也比較高，其中湖南、福建及江蘇等地，人為因素山火更是達(dá)到了98%，主要原因是在清明、春節(jié)等民俗節(jié)日燒紙或燃放鞭炮，還有春耕秋收時(shí)的生活生產(chǎn)用火。不同地區(qū)的輸電線路沿途居民用火方式差異明顯，比如部分地區(qū)選擇在清明節(jié)前祭祖燒紙錢及燃放鞭炮，而有的地區(qū)則是選擇在清明后祭祖。另外，根據(jù)各地區(qū)農(nóng)作物生長周期的差異，各地區(qū)秋收燒荒時(shí)間差異也比較大[2]。因此，對(duì)不同地區(qū)用火方式及規(guī)律進(jìn)行充分掌握，有利于輸電線路山火跳閘事故的針對(duì)性防治，對(duì)降低山火跳閘事故率有著重要的作用。

2.2 氣象條件的差異

導(dǎo)致輸電線路山火發(fā)生及蔓延的氣相因素包括空氣濕度、溫度、風(fēng)速及降水?？諝鉁囟鹊母叩蛯?duì)可燃物自身的含水率、溫度及易燃性有著直接的影響，而在降水量大或空氣濕度高的情況下，可燃物自身含有的水分就會(huì)增加，有利于降低山火的發(fā)生幾率和阻止山火的蔓延，另外，強(qiáng)降水對(duì)撲滅山火也有著重要的意義[3]。風(fēng)的存在會(huì)提高可燃物的干燥程度，會(huì)提高山火發(fā)生的幾率，另外，由風(fēng)產(chǎn)生的熱對(duì)流還會(huì)為火場燃燒補(bǔ)充氧氣，進(jìn)一步提高山火的燃燒強(qiáng)度與山火的蔓延速度。在大風(fēng)天氣下，山火蔓延速度也會(huì)加快，吹散的火灰燼也有可能再次引燃其他區(qū)域，使得山火面積不斷增大。

2.3 走廊植被的差異

山火的火焰高度、蔓延速度及跳閘幾率受到輸電線路走廊周圍植被參數(shù)的直接影響，比如植被密度、高度及易燃程度越高，那么山火火焰高度和跳閘幾率就會(huì)越大，而山火蔓延速度也會(huì)加快。由于我國土地遼闊，植被種類繁多，從植被密度來分級(jí)的話，可以將走廊植被可燃物分未3 個(gè)等級(jí)，分別為雜草、灌木及喬木。其中雜草高度在1．0-2．5m，低含水率時(shí)容易燃燒，燃燒溫度和火焰高度較低，很難出現(xiàn)濃煙；灌木高度在1．5-3．0m，具有較多枝葉，當(dāng)含水率較低時(shí)容易被引燃，火焰高度較高，燃燒溫度可以達(dá)到1000℃左右，容易產(chǎn)生高鹽度的濃煙，在高溫下會(huì)發(fā)生電離，容易導(dǎo)致山火跳閘事故；喬木高度在5-20m，具有較高的含水率，由于喬木距離較高，很難發(fā)展為樹冠火，燃燒時(shí)火焰高度較高，容易產(chǎn)生濃煙，并引起線路對(duì)樹冠放電。雜草和灌木燃燒后，可能會(huì)將喬木引燃，形成樹冠火，此時(shí)火場面積非常大，較容易引起線路對(duì)樹冠放電。

3 差異化防山火技術(shù)與策略

3.1 防山火措施的差異

隨著科學(xué)技術(shù)和電力技術(shù)的不斷提升，輸電線路防山火技術(shù)取得了較大的發(fā)展，比如山火衛(wèi)星廣域監(jiān)測技術(shù)、山火定量預(yù)報(bào)技術(shù)等，這些防山火技術(shù)的出現(xiàn)，為輸電線路山火防治提供了有效的保障。但是在防山火措施的具體實(shí)施過程中，還要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行差異化防范。除了要考慮輸電線路山火分布地域特點(diǎn)，對(duì)當(dāng)?shù)厣交鹛l特點(diǎn)與防山火措施效果進(jìn)行科學(xué)評(píng)估以外，同時(shí)還要分析滅火裝備移動(dòng)性、電力企業(yè)線路運(yùn)維情況等，防火措施要做到因地制宜，從而最大限度的提升防山火效果[4]。由于輸電線路防火技術(shù)涉及到多種專業(yè)，為了減少山火對(duì)線路的影響，需要聯(lián)合協(xié)調(diào)多個(gè)部門共同制定防山火措施。防山火措施分為處置型或防御性兩種措施，具體可以從以下3 個(gè)方面著手。（1）設(shè)計(jì)基建。防御性措施包括全方位高低腿設(shè)計(jì)與路徑選擇；處置型措施包括對(duì)桿塔進(jìn)行改造或升高桿塔、降基。（2）調(diào)度控制。防御性措施包括對(duì)輸電線路運(yùn)行方式進(jìn)行合理安排；處置型措施包括直流降壓運(yùn)行或直接停運(yùn)，交流退出重新合閘。（3）運(yùn)行維護(hù)。防御性措施包括山火監(jiān)測、設(shè)置隔離帶、清理茅草；處置型措施包括利用滅火設(shè)備進(jìn)行滅火。

3.2 防山火差異化策略實(shí)施

從輸電線路防山火措施特點(diǎn)分析，在實(shí)施防山火措施時(shí)可以采取以下4 種策略：（1）對(duì)于桿塔高度較低、清理難度大的區(qū)域，可以采取升高桿塔、降基、地面硬化及置換植被等方式；（2）如果山火定量風(fēng)險(xiǎn)在Ⅲ級(jí)以上，應(yīng)當(dāng)在具有開闊視野及高地勢區(qū)域的桿塔上面安裝山火實(shí)時(shí)監(jiān)測設(shè)備。（3）如果山火定量風(fēng)險(xiǎn)在Ⅲ級(jí)以上，但地勢高度在100m 以下，且野外道路通暢、容易取水，那么應(yīng)當(dāng)為負(fù)責(zé)此區(qū)域線路維護(hù)的班組，提供高壓細(xì)水霧滅火機(jī)[5]。（4）如果山火定量風(fēng)險(xiǎn)在Ⅳ級(jí)以上，但地勢高度在100m 以上且取水難度較大，那么應(yīng)當(dāng)為負(fù)責(zé)此區(qū)域線路維護(hù)的班組，提供高揚(yáng)程帶電滅火平臺(tái)。

4 結(jié)語

綜上所述，導(dǎo)致輸電線路山火跳閘的因素有很多，在制定防山火措施及策略的過程中，應(yīng)當(dāng)對(duì)不同地域居民用火方式、氣象條件、走廊植被等多種因素進(jìn)行考慮，采取差異化的防山火措施及策略，最大限度的提升輸電線路防山火效果。