高壓輸電線路引發的火災分析

譚書俊

摘要：高壓輸電線路經過林區、易燃易爆倉庫、多雷區等，極易引發火災，本文對高壓輸電線路引發的火災作簡要分析。

關鍵詞：高壓輸電線路；林區；火災

中圖分類號：TM7

文獻標識碼A

文章編號2095-6363（2017）04-0064-02

隨著我國城鄉建設的飛速發展，電氣化、自動化水平的不斷提高，人們的生產生活越來越離不開電力，電力已成為人類文明和現代化建設的重要標志。我國電力工業發展迅速，已經走在世界的前列。截至2016年底，我國電源裝機容量已達到16.4億kw，位居世界第一。截至2016年底，云南省發電裝機（含向家壩）8443萬kw，其中水電裝機6096萬kw，火電裝機1402萬kw，風電737萬kw，光伏208萬kw。5年間全省裝機翻了一番，年均增長15.7%。與電力裝機配套的輸電線路發展也很迅速。截至2016年底，云南省已建成±800kV的特高壓直流電網，500kV超高壓線路7429km、220kV線路12121km，高壓電網已分布全省主要地區。

云南省地處云貴高原，自然條件復雜，地形主要為山地，山高谷深，森林分布廣闊。著名的高黎貢山、哀牢山、無量山、碧羅雪山、白茫雪山、蒼山等，白北向南貫穿云南省。原始森林、再生林、人工林、經濟林全省各地均有分布。在云南省建設輸電線路除了要考慮重冰、多雷等因素的影響外，輸電線路穿越林區也是一個非常重要的問題。高壓輸電線路經過林區要考慮通道砍伐、環境保護、森林防火等問題。近10年來，由于電力工業的發展，輸電線路建設速度加快，長度增加，由于施工及運行管理不到位，以及勘察設計工作的疏漏，云南省曾多次發生過由于輸電線路經過林區引發的森林火災，造成了極大的社會影響和經濟損失。

1.110kV及以上輸電線路引發的火災

我國110kV及以上交流輸電線路，電力系統中性點是直接接地系統，當輸電線路發生單相接地短路時，就有較大的零序電流經大地流向變壓器中性點。在發生單相接地的瞬間，伴隨著有強大的電弧產生，弧光極易將故障點的易燃物引燃，導致山地發生火災。

輸電線路在設計階段和長期運行中，應認真檢查以下4個方面的問題。

1）滿足規程規定的導線對地和交叉跨越距離。導線對地距離，是保證安全的最基本要求。對跨越易燃物的凈空距離不夠時，在正常運行中也會引起火災。在線路勘測過程中，對縱斷面上的點、邊線錯測或漏測，是造成對地距離不夠的主要原因。對交叉跨越的勘測工作要特別認真，要有現場校核。在現場必須做好這方面的檢查核對工作。終勘完成后，應在現場駐地檢查復核測量成果，對存在疑問的地方，必須到現場復核。

2）山區線路要滿足在檔距中間導線風偏后，對邊坡地面或林木的距離。山區輸電線路，由于導線在檔距中風偏后對地面或樹枝距離不足，引起放電，導致線路跳閘和樹林、草地火災的情況是較為普遍的。如20世紀80年初110kV西洱河一保山線路，由于勘測設計中，遺漏了一個大檔距風偏斷面的檢查，在風季到來時，導線風偏后，對山坡放電，引燃了草地，山火燒掉了幾個山頭，造成很大的損失。輸電線路在設計中，必須嚴格控制導線風偏的檢查。線路終勘過程中，首先不能漏測線路兩側對導線風偏后有危險性山坡的橫斷面，（根據檔距大小，確定橫斷面測量的長度。不宜小于50m～150m）山坡上有樹林的，應注明其高度。設計排塔位中，在橫斷面圖上，要認真校驗導線風偏后對山坡地面或樹枝的安全距離。校驗按工頻最大風和雷電過電壓的工況進行（校驗的風速和間隙，應分別與兩種工況對應），并考慮誤差和樹木的自然生長，其間隙要留有足夠的余度。

3）輸電線路與易燃易爆倉庫接近的防護。高壓輸電線路經過油庫、炸藥庫及彈藥庫的安全，必須給予重視，防止引發火災和爆炸事故。線路經過油庫附近，在選線時應盡量遠離。在通道擁擠的情況，也不應小于規程規定的安全距離（桿塔全高加3m）。在特高壓線路附近，要注意靜電感應火花引燃易燃易爆物。線路經過炸藥庫附近，也應盡量遠離。在通道擁擠的情況，也必須滿足《民用爆破器材工程設計安全規范》GB 50089規定的距離。

4）輸電線路投產前和運行中，走廊的清理和監護要符合有關規定。輸電線路的走廊，在通過林區時，目前多采用高塔跨樹的方案，也有采取砍伐通道的措施。采用高塔跨樹時，要考慮樹木的自然生長高度，并留有余度。采用砍伐通道時，通道的寬度要符合規定（35kV：30m～35m，110kV：35m～40m，220kV：40m～45m），通道必須清理干凈。通道中的殘留樹枝，在導線擺動時，對樹枝放電，極有可能引發森林火災。因此，通道砍伐寬度一定要足夠。考慮到近年來國家對林木的保護力度加大，大量砍伐通道的做法，已很少采用。

2.35kV及以下輸電線路引發的火災

35kV及以下交流輸電線路，中性點是非有效接地系統，當輸電線路發生單相接地短路時，對地僅有電容電流產生。但是在電網線路長度比較大時，電容電流也相應增大，當電網發生單相接地時，接地電弧不能自動熄滅，長時間在熄滅與重燃之間閃耀，因此，規程規定中性點非有效接地時，單相接地短路電流大于一定數值時，中性點應采用諧振接地。這樣避免了單相接地時電弧的重燃和其引發的火災。可見，35kV電網，在未采用諧振接地前，線路單相接地的電弧，仍可點燃接地點的易燃物。因此，在35kV及以下配電線路的勘測、設計中，仍需進行導線風偏的檢查、校驗。方法與前述110kV線路相同。

3.雷電對輸電線路防火的分析

輸電線路上的大氣過電壓分為直擊雷（直擊地線或桿塔、繞擊導線）過電壓和感應雷過電壓。直擊過電壓可能達到幾千萬伏，造成設備損壞，供電中斷。迄今為止，國內外高壓和超高壓輸電線路事故跳閘統計數字表明，由雷電引起者占30%～50%。輸電線路的防雷，是保證電網供電可靠的一個重要課題。雷擊輸電線路時，除可能引起跳閘外，當線路經過林區或草地時，也會引起森林和山地火災。這是因為，當雷擊桿塔時或避雷線時，有高達幾十至幾百千安的強大電流通過桿塔的接地裝置瀉入大地，若桿塔的接地電阻很高，雷電流得不到盡快散流，會產生火花放電，把周圍易燃物點燃，導致山林火災。

云南省地處云貴高原，山區卡斯特地貌較為發育，山地基巖露頭或土壤覆蓋層較薄的區域廣闊，是高土壤電阻率地區。高土壤電阻率對輸電線路的接地極極為不利。因此在輸電線路設計和運行管理中，必須強調降低桿塔接地電阻的問題。云南電網企業標準《電氣設備裝備技術導則》中規定，高土壤電阻率地區，可采取長效穩定的降阻措施，如長效環保型降阻劑、接地模塊等措施，或比較成熟的其他降阻措施。

4.結論

山區高壓輸電線路引發火災的防護，要從線路的勘測設計、管理運行等方面去認真地做工作。在山區線路勘測中，要強調交叉跨越和檔距中風偏斷面的正確測量，不得錯測、漏測；在設計排位中，要認真檢查校核檔距中風偏斷面對山坡和樹梢頭的安全距離，并留有余地；線路通過林區時，高塔跨越或通道砍伐要滿足相關規定的凈空距離及通道寬度；線路選擇時盡量遠離油庫、炸藥庫和彈藥庫，通過擁擠地段也要滿足相關規程的規定，避開森林密集區；降低桿塔的接地電阻，高土壤電阻率地區，要采取降阻措施；運行中要注意線路通道的清理，雷雨季來臨前要檢查桿塔的接地電阻，不合格的要盡快處理。