输电线路山火跳闸原因分析及对策.pdf

2 0 0 9 年第4 期广西电力4 3输电线路山火跳闸原因分析及对策R e a s o nA n a l y s i sa n dT r e a t m e n to fT r a n s m i s s i o nL i n eT r i pB e c a u s eo fM o u n t a i nF i r e王浩东W A N GH a o-d o n g(中国南方电网超高压输电公司天生桥局，贵州兴义5 6 2 4 0 0)摘要：通过对输电线路典型山火事故的分析，对山火引起输电线路跳闸的特性及污闪机理进行探讨，对南方电网超高压输电公司输电线路防山火工作经验和教训总结，提出加强线路防山火工作的宣传教育、加强线路通道清理、杜绝线路作业引起森林火灾、建立和完善因山火引起输电线路跳闸等事故的应急处理预案等措施，最大限度地减少山火事故及其造成的损失和对社会的不良影响。关键词：输电线路；山火；跳闸；对策中图分类号：T M 7 2 6 1 文献标志码：B 文章编号：1 6 7 1 8 3 8 0(2 0 0 9)0 4 0 0 4 3 一0 3据统计，2 0 0 1 年以来南方电网超高压输电线路因山火引发的跳闸事故共发生3 7 起，严重影响电网的安全稳定运行，威胁到西电东送南通道的安全。为此，超高压输电公司在输电线路防山火工作中投入了很大的人力、物力，做了大量细致的工作，如在山火频发季节发出关于预防山火导致线路跳闸的紧急通知，要求各基层单位加强警惕，做好防止因山火导致线路跳闸的措施；2 0 0 7 年超高压输电公司还组织编写了输电线路防山火工作手册，用于指导基层单位开展防山火工作。防山火工作近2 年取得一定成效，但由于存在牵涉面多、现场工作难度大等一系列复杂问题，因此不可能一蹴而就，必须长期不懈的开展工作，才可能取得明显的成效。笔者通过对线路典型山火事故进行深入细致的分析，认真总结经验教训，为更好地开展防山火工作提出对策和建议。1 线路山火跳闸分析1 1 线路山火跳闸类型线路山火跳闸通常是因为导线空气间隙被击穿或绝缘子损坏。空气间隙的击穿通常有2 种放电形式：导线对地面包含树木、建筑物等放电；导线对杆塔突出的塔材、脚钉等放电；合成绝缘子在高温下扭曲变形，绝缘性能下降导致线路跳闸。据统计，在线路山火跳闸事故中：导线对地面放电引起的约占9 0；导线对杆塔放电引起的约占9；绝缘子收稿日期：2 0 0 9 0 1 0 4；修回日期：2 0 0 9-0 5 一0 6损坏引起的情况很少见。一般5 0 0k V 线路的杆塔高度都在3 0m 以上，只要清理好杆塔及其周围的植被。基本上可以避免后2 种情况的出现。下面针对引发线路山火跳闸的主要原因，即导线对地面放电的情况进行详细的分析。1 2 山火引发导线对地放电原因分析山火引发的线路跳闸往往很难做定性的分析，因为现场通常被山火破坏，树木与导线的距离、树木高度等基础数据无法获得。通过观察多起线路山火跳闸事故现场，发现现场导线与地面的距离基本都在1 8m 以上，树木高度基本在8m 左右，导线与地面和树木的距离均大于参考文献 1 要求的8 5m或7 0m(此处不考虑导线弧垂和风偏的影响)，如此大的距离线路为何还跳闸?下面以5 0 0k V 天广3 回线路0 0 3 9 号塔(z B 2、绝缘子串长4 6 5m)的事故过程为例来分析山火击穿空气间隙的过程。现场基本情况见表1。一般的观点认为是山火使周围空气温度升高，造成空气热游离【2 J 而导致线路跳闸，但根据现场的实际情况分析却有很大差异，如果是热游离造成空气间隙被击穿，那么最有可能被击穿的应该是导线与杆塔之间的空气间隙，因为导线与杆塔之间的空气间隙最小值仅为4 2m，而导线与地面的空气间隙最小值为2 3 4m，与树的最小空气间隙为1 7 8m，导线相间距离为1 2m，导线放电点与地线万方数据广西电力2 0 0 9 年第4 期表1 现场基本情况嚣笺重重墓萎蕃藿薹豢蘑蓁喜薹篙嫠|茎蔡蠢誊蓁辇蒌具体面的最小电点与空距离最=嚣茹点与地线被与杆塔情况净空距离杆塔的小树木高2”1 8 的最小净的水平距m距离m 度网m m空距离m 离m蓼豢2 3 41 6 45 41 2 o1 6 75 2注：导线放电点到地面投影正好位于斜坡顶；杆塔大于号侧均为V字形土山谷，斜坡角度4 5 6；植被茂盛、主要植被为杉树，杉树高度约5 O 7 0m，枯枝高度约3 6r l t l。的最小净空距离为1 6 7m。现场检查塔身、地线、中相导线、绝缘子均无放电痕迹，只有左相导线左下子导线的下侧面有放电痕迹，可见空气热游离导致线路跳闸的设想不成立。推断导线可能是通过树木对地放电(由于被山火烧过在树木上看不到放电痕迹)。我们再来分析整个放电过程：山火发生时窜起很高的火焰，同时伴随着滚滚浓烟，由林木的高度、数量及山坡的坡度可以确定此次山火的等级为中强度，其火焰的强度和高度都有限。由于山坡的坡度较大约4 5 6。，因此火焰的高度局部达31 T I，斜坡坡顶位置的火焰高度最高，火焰能达到的最高位置我们假定为接地体与导线最近的位置，在接地体与导线之间形成2 个区域见图1。由于山火燃烧的热空气向上运动，周围冷空气随着不断补充产生对流，在燃烧区上空形成对流柱，对流柱的高度由林木的高度、数量及山坡的坡度等因素决定。对流柱中的烟尘是悬浮在空中的颗粒群，发生热游离的空气在上升过程中会逐步的去游离，我们假定没有去游离的部分和烟尘形成的导电区域为第1 个区域；第2 个区域为绝缘部分，该区域有稀薄烟尘。当区域2 的高度L 2 小于5 0 0k V 线路工频电压需要的最小间隙【3】1 3 0n l 时，区域2 将会被击穿，导线通过区域1 2 间的通路对地放电。由于区域2 中烟尘的存在，该区域的绝缘强度比正常情况下空气间隙的绝缘强度要低，当L 2 大于1 3 0m 时也会有可能被击穿，导致线路跳闸。导线L，+L：+接地体图1 放电示意图2 防山火工作经验和教训2 0 0 1 2 0 0 8 年1 0 月南网超高压输电公司所辖线路发生山火故障共3 7 次，其中2 0 0 4 年有6 起；2 0 0 5 年有5 起；2 0 0 6 年有3 起；2 0 0 7 年有2 起；2 0 0 8 年有7 起，这主要是由于年初发生大面积的冰灾造成大量林木受损，很大程度上增大了山火发生的概率和山火的强度。由于管辖的线路以每年约10 0 0k m 的速度增加，总体来说，近几年防山火工作取得比较大的成效。下面将南网超高压输电公司多年防火工作经验和教训总结如下：高度重视线路防山火问题。明确提出“杜绝线路作业引起森林火灾造成线路故障，杜绝树木与电力设施距离不够放电引起森林火灾，杜绝计划炼山造成线路故障，减少山火引起线路故障”的防山火工作目标。认真研究线路防山火问题，结合本单位输电线路现场实际情况，总结山火的特点、规律，总结防山火工作的经验和成功做法，针对易出现山火的地点、时间段，超前考虑，采取积极有效的措施预防山火。加强防山火教育，提高线路生产人员及护线员的防火意识。充分利用群众护线员的区位优势了解分管线路的状况，预防山火事故发生。加强对线路沿线群众的宣传走访工作，宣传好电力法，提高群众对山火危害性的认识。加强输电线路运行维护管理工作。对易烧山火的地区，特别是山坡边铁塔周围线路走廊内的树木及杂草要清理干净，对线路走廊内不满足规程要求的树木，要坚决砍伐，严防由于树木与电力设施距离不够放电引起森林火灾。全面清理线路保护区内堆放的易燃易爆物品，对经常在线路下方堆集草堆、谷物、甘蔗叶等的居民宣传火灾对线路的危害及造成的严重后果，并要求搬迁。线路保护区内，原则上要求导线对地距离1 5m 以下，且植被较厚的地带列为防山火危险点控制区。及时掌握有计划烧山火的信息，以便进行指导和采取措施，重点地段、时段要求有线路人员或护线员现场蹲点，确保线路运行及人身安全。加强与地方政府的沟通协调，向地方政府宣传“西电东送”的重要性、山火对线路运行的危害性及跳闸后可能对地方利益的影响等，争取最大限度地得到地方政府的支持。与林业部门建立互警机制，及时互通信息，确保在发生紧急情况时双方能够协同动作，采取有效的应对措施。加强对“计划烧山”的控制和管理，杜绝“计划烧山”造成的线路跳万方数据2 0 0 9 年第4 期广西电力闸，否则将追究相关管理责任。完善防山火的应急预案，确保人员、车辆、设备落实到位。保持与当地林业、气象部门的联系，掌握线路经过地带的天气变化情况，掌握山火危险等级，必要时派专人到易发生火灾区段进行值班。加强变电设备的运行维护工作，特别是开关设备、重合闸装置和线路保护，确保线路故障时变电设备可靠动作，尽快恢复线路运行。新建线路不断增加，平原征地越来越困难，线路走廊山火微地形偏多。新建线路部分通道被迫选择高山大岭，个别杆塔被迫选择在林木茂盛的无人区。林区线路通道内的可燃物较多，线路通道内失火次数也增多，尤其是对2 0 0 8 年初发生大面积的冰灾造成大量林木受损而形成的山火隐患估计不足，没有及时采取措施，导致2 0 0 8 年山火跳闸率远远高于过去2 年。近年新建的线路基本上没有清理出足够的通道，部分线路只按净空1 2m 砍伐树木，造成通道内树林较多，树冠火【4 J 的机会增多。老线路已经运行多年，通道内有较多自然生长的树木，对线路导线的距离越来越近。为了生态环境保护需要，近年部分新建线路通过林区时采用高跨方式；施工时采用直升机或飞艇放线等先进工艺，基本没有沿线路走廊砍伐出放线通道。线路设计的安全距离难以保证，只能保证最高气温情况或覆冰无风情况下求得的最大弧垂和最大风情况或覆冰情况下求得的最大风偏时雷电过电压或工频电压情况下外绝缘不闪络。这将对线路安全稳定运行埋下隐患。3 结论及建议山火是造成输电线路跳闸的主要因素之一。随着经济快速发展，各地方为大力种植经济树种大量炼烧荒山，人员失火和管理不到位导致在线路通道内的山火也时有发生，线路防山火工作面临的形势越来越严峻，需要从多方面下手进行输电线路综合防火，才可能真正控制山火对输电线路的危害，切实提高输电线路安全运行水平，以下是减少山火对线路的危害的一些建议：加强防火宣传。在输电线路沿途，要同当地政府一起，向当地群众宣传电力法、森林防火条例等法律法规。同时开展专项的防山火宣传，如在有可能发生山火的地域，挂立防止山火的警告牌、宣传牌，发、贴宣传单等。只有当地群众自觉遵守法律法规，才可能控制火源，杜绝因人为火源引起的山火。加强输电线路运行维护工作。对易发生山火的地区，特别是山坡边铁塔周围线路走廊内，树木及杂草要清理干净，对不满足规程要求的线路走廊内的树木，要坚决砍伐，严防由于树木与输电线路距离不够放电引起森林火灾。加强危险点控制。认真研究管辖线路走廊内火情的分布规律，总结线路山火事故的特点和规律，合理划分线路防山火危险点。每年根据通道植被变化情况、火情档案和山火事故的规律进行防山火危险点的动态修订，对危险点要设专人负责，做到各司其职，各负其责，在山火易发期，对危险点进行重点监控，并适当增加特巡次数，将危险控制区内杂树、杂草全部清除并搬出保护区以外，以免火灾引起线路跳闸事故。建立以护线员为主，广大群众积极参加的防山火队伍，充分发挥输电线路义务护线员的优势。同时向外界公布预警和报警电话，一旦山火发生，线路主管单位能第一时问获得信息，以便迅速采取行动。建立健全防山火的应急预案，确保人员、车辆、设备落实到位。保持与当地林业、气象部门的联系，掌握线路经过地带的天气变化情况，掌握山火危险等级，一旦发生山火，立即主动与当地政府、警方、消防部队联系并组织好扑救行动，以最快的速度做出准确反应，迅速组织扑灭山火。从工程设计上提高线路防火水平。提高输电线路的运行水平是线路设计的目标，随着电力事业的不断发展，在一个很小的断面内可能有多条超高压线路通过，这个断面发生大面积的山火引发多条线路同时跳闸的可能性也越来越大，多条超高压线路同时跳闸对电网的影响很大，因此建议在新建线路设计时，在线路经过的山火易发生特殊区段，适当提高线路防火水平。总之，只有从各方面人手，采取综合防火措施，才能提高输电线路防山火水平，才能有效地减少山火的发生和降低山火引起的输电线路跳闸率，从而提高输电线路的安全可靠性。参考文献 1 D L T7 4 1-2 0 0 1，架空送电线路运行规程E s 2 D L T6 2 0-1 9 9 7，交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 S 万方数据输电线路山火跳闸原因分析及对策输电线路山火跳闸原因分析及对策作者：王浩东，WANG Hao-dong作者单位：中国南方电网超高压输电公司天生桥局,贵州,兴义,562400刊名：广西电力英文刊名：GUANGXI ELECTRIC POWER年，卷(期)：2009，32(4)被引用次数：0次 参考文献(2条)参考文献(2条)1.DL/T 741-2001.架空送电线路运行规程2.DL/T 620-1997.交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 相似文献(5条)相似文献(5条)1.会议论文 丁振宇 输电线路山火问题的思考 2006 近几年来,景德镇市森林火险等级和次数较往年相比均有较大攀升,森林防火形势十分严峻,给输电线路的安全运行带来了重大威胁.本文对景德镇供电公司历年来发生的输电线路山火事故进行了统计分析,对山火事故的规律及其原因进行了探究,并通过采取一系列的应对措施,有效地遏制了输电线路的山火事故.2.期刊论文 袁正.田志刚.Yuan Zheng.TIAN Zhi-gang 输电线路防止山火的探讨-湖南电力2005,25(3)0前言近几年来,输电线路因山火引起的跳闸停电事故越来越多,严重影响电网的安全稳定运行.2003年,湖南省仅220 kV线路因山火的原因使线路跳闸达23次之多,而当年全省220 kV线路跳闸总数为63次,输电线路因山火引起的跳闸率占全省事故跳闸率的37%.山火引起输电线路跳闸停电的严重性已经引起各级领导的高度重视,湖南省电力公司于2004年4月、10月2次发出,要求各单位加强警惕,做好防止因山火导致线路跳闸的措施.文中从分析山火发生的原因着手,对输电线路如何防止山火的问题进行了分析和探讨.3.期刊论文 陆佳政.林峰.方针.李波.张红先.LU Jia-zheng.LIN Feng.FANG Zhen.LI Bo.ZHANG Hong-xian 输电线路灾情监测系统在湖南电网中的应用-华中电力2007,20(3)输电线路所处地质条件恶劣,容易遭受冰害.介绍了一套输电线路灾情监测系统,它能对现场的图像、气象要素、山火情况、导线温度进行实时监测,并且具有使用方便,运行可靠等优点,在湖南多条500kV、220kV输电线路上应用,系统在2005年2007年运行期间,准确地观测到输电线路积冰情况,为输电线路防冰和融冰工作提供了有用信息.4.期刊论文 蒋正龙.汪新秀.毛文奇.王成.JIANG Zheng-long.WANG Xin-xiu.MAO Wen-qi.WANG Chen 湖南省输电线路综合性防跳措施-湖南电力2006,26(5)分析了湖南省输电线路因雷击和污秽跳闸的原因,提出了相应的保护措施,并进行了山火等其他因素导致的线路跳闸的防治措施分析.5.期刊论文 赵培诚 220kV兰福线覆冰事故跳闸的分析处理及防范对策-科技资讯2009,(34)穿越海拔4000m碧罗雪山的220kV兰福线,自2007年11月20日投产至2009年5月31日,共发生事故跳闸26次.其中24次为覆冰引起,2次由山火所致.本文就该线路覆冰导致事故跳闸作出分析,介绍三次对线路进行修复加固和改造的处理经过,提出探讨性的防范对策.本文链接：http:/