輸電線路差異化防山火技術與策略

楊曉斌

國網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，輸電線路通常要經過繁盛茂密的林區或植被覆蓋區域。受到長期干旱及極端高溫天氣的影響，在民俗節日燃放鞭炮或者燃燒紙錢都很容易引發大面積的山火。山火的出現會降低輸電線路間隙絕緣強度，容易導致擊穿跳閘事故的發生，并且很難再次合閘，嚴重威脅著電網的穩定運行[1]。在2013 年上半年，錦蘇線就因為山火的大面積出現，引起極I、極Ⅱ發生閉鎖，長南線和云廣線也在同年受到山火影響發生跳閘。近些年來，業內研究人員分析了線路跳閘情況與山火發生規律，并對帶電滅火技術及山火預警監測技術進行了深入研究，了解到山火存在時空隨機性特點，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致的跳閘問題，所以還需要不斷深入分析，精細化研究山火防治措施。

1 統計與分析山火導致的輸電線路故障情況

文章對多個省份山火導致跳閘的故障情況進行了統計分析，發現不同電壓等級、年份及地區的故障情況，存在的差異也非常明顯。

1.1 地域分布情況

統計分析報告顯示，山火頻發的省份輸電線路山火跳閘情況更加嚴重。其中湖南因山火導致跳閘故障的情況次數最多，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致跳閘故障的情況多于北方，而東部地區因山火導致跳閘故障的情況多于西部地區。

1.2 年份分布情況

統計報告顯示，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 年這段時間，輸電線路山火跳閘次數是呈上升趨勢的。

1.3 電壓等級分布情況

110kV 輸電線路山火跳閘次數為109 次，220kV 輸電線路山火跳閘次數為246 次，330kV 輸電線路山火跳閘次數為8 次，500kV 輸電線路山火跳閘次數為106 次，1000kV 輸電線路山火跳閘次數為4 次。雖然我國110kV 輸電線路數量最多，但是因山火導致跳閘次數卻與500kV 輸電線路基本持平，明顯低于220kV 輸電線路。雖然1000kV 輸電線路設計和建設標準明顯高于其他電壓等級線路，但是也無法完全避免山火災害侵襲，發生山火跳閘的次數達到了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

對于我國北方針葉林帶的輸電線路來說，由于人為因素導致山火的情況占比達到了60%以上，而在我國南方地區人為因素導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到了98%，主要原因是在清明、春節等民俗節日燒紙或燃放鞭炮，還有春耕秋收時的生活生產用火。不同地區的輸電線路沿途居民用火方式差異明顯，比如部分地區選擇在清明節前祭祖燒紙錢及燃放鞭炮，而有的地區則是選擇在清明后祭祖。另外，根據各地區農作物生長周期的差異，各地區秋收燒荒時間差異也比較大[2]。因此，對不同地區用火方式及規律進行充分掌握，有利于輸電線路山火跳閘事故的針對性防治，對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

導致輸電線路山火發生及蔓延的氣相因素包括空氣濕度、溫度、風速及降水。空氣溫度的高低對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增加，有利于降低山火的發生幾率和阻止山火的蔓延，另外，強降水對撲滅山火也有著重要的意義[3]。風的存在會提高可燃物的干燥程度，會提高山火發生的幾率，另外，由風產生的熱對流還會為火場燃燒補充氧氣，進一步提高山火的燃燒強度與山火的蔓延速度。在大風天氣下，山火蔓延速度也會加快，吹散的火灰燼也有可能再次引燃其他區域，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越大，而山火蔓延速度也會加快。由于我國土地遼闊，植被種類繁多，從植被密度來分級的話，可以將走廊植被可燃物分未3 個等級，分別為雜草、灌木及喬木。其中雜草高度在1．0-2．5m，低含水率時容易燃燒，燃燒溫度和火焰高度較低，很難出現濃煙；灌木高度在1．5-3．0m，具有較多枝葉，當含水率較低時容易被引燃，火焰高度較高，燃燒溫度可以達到1000℃左右，容易產生高鹽度的濃煙，在高溫下會發生電離，容易導致山火跳閘事故；喬木高度在5-20m，具有較高的含水率，由于喬木距離較高，很難發展為樹冠火，燃燒時火焰高度較高，容易產生濃煙，并引起線路對樹冠放電。雜草和灌木燃燒后，可能會將喬木引燃，形成樹冠火，此時火場面積非常大，較容易引起線路對樹冠放電。

3 差異化防山火技術與策略

3.1 防山火措施的差異

隨著科學技術和電力技術的不斷提升，輸電線路防山火技術取得了較大的發展，比如山火衛星廣域監測技術、山火定量預報技術等，這些防山火技術的出現，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施過程中，還要根據實際情況進行差異化防范。除了要考慮輸電線路山火分布地域特點，對當地山火跳閘特點與防山火措施效果進行科學評估以外，同時還要分析滅火裝備移動性、電力企業線路運維情況等，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涉及到多種專業，為了減少山火對線路的影響，需要聯合協調多個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 個方面著手。（1）設計基建。防御性措施包括全方位高低腿設計與路徑選擇；處置型措施包括對桿塔進行改造或升高桿塔、降基。（2）調度控制。防御性措施包括對輸電線路運行方式進行合理安排；處置型措施包括直流降壓運行或直接停運，交流退出重新合閘。（3）運行維護。防御性措施包括山火監測、設置隔離帶、清理茅草；處置型措施包括利用滅火設備進行滅火。

3.2 防山火差異化策略實施

從輸電線路防山火措施特點分析，在實施防山火措施時可以采取以下4 種策略：（1）對于桿塔高度較低、清理難度大的區域，可以采取升高桿塔、降基、地面硬化及置換植被等方式；（2）如果山火定量風險在Ⅲ級以上，應當在具有開闊視野及高地勢區域的桿塔上面安裝山火實時監測設備。（3）如果山火定量風險在Ⅲ級以上，但地勢高度在100m 以下，且野外道路通暢、容易取水，那么應當為負責此區域線路維護的班組，提供高壓細水霧滅火機[5]。（4）如果山火定量風險在Ⅳ級以上，但地勢高度在100m 以上且取水難度較大，那么應當為負責此區域線路維護的班組，提供高揚程帶電滅火平臺。

4 結語

綜上所述，導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，應當對不同地域居民用火方式、氣象條件、走廊植被等多種因素進行考慮，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。