山火引起超高壓輸電線路跳閘的機理及防范分析

王祥祥

【摘 要】隨著我國工業發展及居民生活水平的提高，人們對電能的需求也越來越多，進而促使電力市場上的競爭越來越激烈，而且近幾年山火引起輸電線路跳閘事故越來越嚴重，高的跳閘率嚴重影響了電力企業的穩定發展。空氣高溫、雜草燃燒及其他易燃物等會導致山火，并引起高頻率的輸電線路跳閘事故。為了保障輸電線路的穩定運行，降低用戶和供電企業的經濟損失，必須降低山火引起的輸電線路跳閘率，并通過山火引起輸電線路跳閘的機理來制定合理的防范措施。

【關鍵詞】超高壓；山火；輸電線路；跳閘機理；防范分析

【中圖分類號】U665 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）02-0207-03

隨著我國環保政策的推行，現在已經在越來越多的田地或荒涼的山岡上種植了大片的樹苗。由于我國的輸電線路不僅僅是在城鎮市區架起穿梭的，有很多線路是在山間田地里通過電線桿架起穿梭的，因此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象，嚴重影響了輸電線路運行的安全性和供電的穩定性。由于我國電力系統的不斷改革和發展，生產、生活對電能的需求不斷增加，山火引起輸電線路跳閘將嚴重影響用戶的正常生產和生活，而且山火引起的跳閘事故有時候將導致整個供電系統癱瘓。為了更好地保障輸電線路運行的穩定性和安全性，加強對山火引起輸電線路跳閘機理及防范措施的分析是非常有必要的。

“西電東送”是國家實施西部大開發戰略重要舉措，“西電東送”主干道主網架安全運行至關重要。然而近幾年來，廣西、云南兩省區隨著退耕還林的發展，云貴地區林木覆蓋率越來越高，線樹矛盾越來越嚴重，為此，需進行輸電線路防山火措施研究與探討，并提出相應的改進方案。

1 山火引起輸電線路跳閘機理分析

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，從而產生山火引起超高壓輸電線路跳閘現象。而且，山火的發生必然使周圍環境的溫度、空氣濕度及空氣中漂浮的灰燼顆粒發生改變，也正是這些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行分析。

一是山火使氣溫升高、周圍濕度降低，造成輸電線路間隙放電機理。山火的發生造成空氣溫度升高，濕度降低，這些條件的變化使得大氣的壓力也發生改變，架在空中的輸電線路由于空氣壓力和空氣密度的變化，導致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，進而引起輸電線路跳閘現象。

二是產生大量的電子、離子引發線路間隙放電機理。眾所周知，在雜物燃燒的過程中必然會產生大量的可見光和紫外線，它們的產生一定會激發火焰分子中的電子，從而使擊穿和放電現象容易發生，而當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，產生光子，使其成為有力光子[2]，經過電導和場強的作用使得輸電線路發生跳閘現象。除此之外，輸電線路的施工質量對其供電運行的穩定性也有一定的影響，比如架設的輸電線路嚴重黏連、復雜交叉等都會造成輸電線路的跳閘現象發生，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的施工質量問題，全面了解輸電線路跳閘的原因，采取合理的防范措施。

三是山火燃盡產生灰燼，導致線路放電機理。山火的發生必然會使環境中的氣體、液體及固體等物質發生變化，而根據絕緣介質的基本原理可知，引入不同介電常數的電導率的顆粒物質后，原先的絕緣性必然受到影響。輸電線路之所以在山火發生狀況下容易出現跳閘現象，就是因為發生山火時，空氣中混入了許多灰燼顆粒物質影響了絕緣性。除此之外，輸電線路長期裸露在空氣中，經過雨雪風沙的迫害，輸電線路表面的保護層受損，山火的發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更容易發生短路或者跳閘現象。

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、預防為主、綜合治理”，“政企聯動、群防群治”是治理山火的長效機制，以風險管控為導向，對山火隱患及其危害進行風險評估，根據評估結果采取相應的防控措施。防山火也要講究方法，相關部門可以積極利用現在的遙感、遠程監控系統，準確定位山火發生的位置；林業、消防等部門也要積極配合山火預防和治理工作，實現對山火的全面監測和準確預警。要建立完善的防山火應急體系，做到山火信息傳遞流暢、應急響應快速、處置措施得當；加強防山火知識培訓和演練，增強員工防火安全意識和提高員工防山火技能水平。認真進行防山火工作回顧和總結，總結經驗、分析原因、制定措施，積極開展科技研究、利用高科技手段，不斷提高山火應對能力。清醒認識山火對輸電設備安全運行的威脅，高度重視線路山火故障對電網安全穩定運行的嚴重影響，措施落實、責任到位，堅決遏制山火引發線路跳閘增多的趨勢。對措施不落實、責任不到位的單位，公司將進行通報和考核。防山火工作按照準備階段、實施階段、總結階段開展，同時有計劃、有層次地落實山火預防治理工作，建立監控預警設施，及時預防，及時治理。

2.2 加強防山火宣傳，提高防護意識

據統計，引起山火的火源主要為生產性火源，燒墾、燒荒、煉山造林和非生產性的野外吸煙、上墳燒紙、小孩玩火和故意縱火等引發的火災次數較多。因此，嚴格的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容。

加強防山火宣傳主要是為了提高群眾的安全防火意識，讓群眾認識到山火對周圍輸電線路的影響。在山區或者植被茂盛的地區，人們無論是生活引火還是節日引火，都會引起植被燃燒。有的地區在春天來臨時會燃燒雜草來墾荒，這樣一來，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生跳閘，造成供電線路癱瘓。所以，為了提高山區人民防火護電意識，應該加大防山火宣傳，只有人們認識到山火給輸電線路帶來的嚴重安全隱患，以及山火對周圍人們生命財產安全的威脅，才能有效地控制山火的頻發率，及時控制危險點，并激勵線路周圍群眾對輸電線進行保護和巡查，從而更好地發揮群眾護線員的作用。

另外，應與政府開展聯合宣傳。運維部門與當地政府部門進行聯合宣傳，對野外生火行為制定完善的管理策略，規范生火范圍，不用火時要及時滅火。可靈活利用報紙、電視、網絡等傳媒工具，采用張貼宣傳單、發放圍裙、制作護線宣傳掛歷、發放宣傳環保袋等方式，或利用宣傳車，通過移動通信公司向重點人群發送森林防火手機短信、利用農戶的房屋外墻作為宣傳墻進行宣傳，在易發生山火的地段立防火警示牌及報警電話，設立有獎報料制度。同時對孩子進行防火教育，從小教孩子防火知識，并通過孩子向家長們滲透防火知識，提高群眾的防火意識，促使其自覺保護電網安全，達到群防群治的目的。

2.3 高壓輸電線路危險區段劃分

防山火危險點的識別和處理是防山火工作的難點，因為森林燃燒也是一種相對復雜的過程，通過對多起森林火災的研究統計發現，造成森林火災的影響因素有很多，比如森林所處的地形因素、天氣因素、外界易燃物以及人為因素等。而輸電線路山火擊穿特性及機理也較復雜：交流線路與直流線路跳閘機理有很大不同、負極性直流線路在山火條件下絕緣水平下降更多等。但為了簡單、可操作，應主要從影響林火強度因素中的可控制因素中查找危險點。林火燃燒方式、天氣條件是多變的、難控制的，而地形條件是宏觀的、可見的、相對恒定的，可燃物的種類和數量、可燃物對導線的距離是漸變，是可控的。因此，防山火危險點在目前條件可劃分為已發生過山火跳閘的地點，從第三年起作為防火危險點；根據防山火危險點劃分簡易經驗修正值進行凈空距離校對，即導線與可燃物的凈空控制距離=基準凈空距離（取11 m）+坡向修正值+坡度修正值+山坡夾角修正值+風口修正值+線路重要性修正值+植被可燃特性修正值（取0～3 m），現場實測凈空距離小于導線與可燃物的凈空控制距離即為防山火危險點；利用“輸電線路防山火風險評估計算程序”山火風險評估方法，其中氣象參數應按當地較嚴重的情況考慮，植被參數按該處3年后的數據考慮，判斷結果中有放電危險的作為防山火危險點。

2.4 山火隱患點清理

認真開展線路易發山火特殊區段管理工作，加大隱患排查和管控力度，務必在防火期前完成特殊區段線路走廊內林木的清除，確保樹木與導線安全距離滿足要求。對已確認為防山火危險點的部位，按輕重緩急的原則，在防火期前進行清理或采取防范措施：對坡度小于25°存在密厚植被的危險點，要清除通道內的可燃物，主要是易燃物（含針葉林、松樹、杉樹、桉樹）的盡可能進行清理，尤其是坡度變化處，清理范圍為導線上邊坡側投影外2 m至下邊坡側投影外5 m；對坡度在25°～40°，存在密厚植被的危險點，要清除通道內的可燃物，主要是易燃物（含針葉林、松樹、杉樹、桉樹）的盡可能進行清理，尤其是坡度變化處，清理范圍為導線上邊坡側投影外2 m至下邊坡側投影外8 m；對坡度大于40°，存在密厚植被的危險點，要清除通道內的可燃物，主要是易燃物（含針葉林、松樹、杉樹、桉樹）的盡可能進行清理，尤其是坡度變化處，清理范圍為導線上邊坡側投影外2 m至下邊坡側投影外12 m。為了簡化防火危險點判別工作，在500 kV線路保護區內，原則上導線對地距離15 m以下，且植被較厚的地帶列為防山火危險點控制區，控制范圍以導線對地距離15 m處為中心，半徑為15 m范圍列為危險控制區，應采取預防控制措施；全面清理線路保護區內堆放的易燃易爆物品，對線路下方經常堆集草堆、谷物、甘蔗葉等的地段要告知居民戶主，向其宣傳火災對線路的危害及造成的嚴重后果，并要求搬遷。

2.5 加強山火檢測系統建立，防止線路跳閘

建立完善的檢測系統，及時發現山火。及時使檢測設備發出山火預警，為緊急做好防山火事故做好準備。同時對工作人員的工作能力及其工作態度進行管理，提高他們的工作責任心。而且，對負責線路巡查的人員的檢修技能也要不斷地進行培訓，提升他們的檢修水平和發現安全隱患的能力，盡量減少輸電線路跳閘的次數，保障輸電線路運行的穩定性[4]。除此之外，還可以利用衛星定位實時監控技術對輸電線路周邊的植被及環境變化進行監控，在山火頻發季節，加強設備及檢修人員的監督力度，根據現在輸電線路監管所使用的高科技設備和技術，積極地對容易發生山火地區的輸電線路進行智能監控，避免輸電線路受山火影響而跳閘。

3 結語

通過對山火引起輸電線路跳閘機理及防范措施進行分析可知，在用電量越來越大，環境保護政策逐漸深入推行的情況下，提高輸電線路運行的穩定性、保障用電客戶對供電企業的滿意度和忠誠度起著關鍵性作用。所以，對架在高空中的輸電線路要進行重點防護，減少外界環境變化或者火災帶來的跳閘事故；對山火發生頻繁的地區要進行特殊的防護處理，增加輸電線路的架空高度并增設絕火防護處理，采用現在的智能化設備對山區或叢林茂盛地區的輸電線路進行實時監控管理，盡量做到全面的防火、防跳閘管理，進一步提升電網運行的安全系數。

參 考 文 獻

[1]吳田，劉凱，劉庭，等.山火對輸電線路設備及外絕緣

影響分析[J].電力科學與技術學報，2013（3）.

[2]王浩東.輸電線路山火跳閘原因分析及對策[J].廣西電力，2009（4）.

[3]薛濤，紀波.電力輸電線路的運行維護及故障排除[J].黑龍江科學，2017（12）.

[4]申元，孟見剛，徐肖偉，等.輸電線路山火跳閘預估技術研究[J].云南電力技術，2017（4）.