湖北境内500kV输电线路山火跳闸原因分析及防治措施

湖北境内500kV输电线路山火跳闸原因分析及防治措施

钱金伟胡龙江张灿罗刚

（囯网湖北电力检修公司鄂西北运维分部湖北襄阳441003）

摘要：本文通过对湖北境内几次山火引起的500Kv跳闸事故进行分析，揭示山火导致超、特高压输电线路跳闸的原因和机理，从而总结防止山火的经验，行成符合湖北实际情况的防治办法，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，最大限度的减少山火对超、特高压输电线路安全运行的危害。

关键词：山火；原因分析；防治措施

近几年，湖北境内500Kv以上超高压输电线路数次出现因山火导致的跳闸事故，严重威胁输电线路安全稳定运行。

1、湖北境内线路山火发生的基本条件

1.1引起山火的可燃物

通道内可燃物按易燃危害程度依次为：芦苇、稻草、麦秸、毛草、枯枝、凋落的树皮、苔藓等，其中以芦苇燃烧对输电线路的危害最大，在湖北地区发生的山火跳闸事故中，在现场，我们都或多或少的找到芦苇踪迹，这是因为芦苇是易燃物，其储碳、固碳能力超强，碳元素在空气中将使空气电导率升高，空气击穿电压大幅下降，同时芦苇含有大量的无机盐如KCL，在热游离现象下容易产生电离，同样使空气击穿电压下降，所以其往往燃烧火势大、温度高、持续时间长、破坏性大，所以输电线路通道下必须杜绝可燃物，尤其是芦苇，要坚决的给予清除。

1.2天气

在其他因素具备的情况下，天气是发生山火的重要条件，有利于山火的天气主要为：高温、干燥、大风天气等。在2013年冬季至2014年初，湖北省境内的跳闸事故频发，有利于山火的天气是客观因素，在此期间天气异常干燥，据气象部门统计，有连续57天鄂西北地区空气相对湿度不足40%，且伴有大风天气，因此该地区山火频发。

1.3火源

1.3.1自然火源:自然火源是指自然现象,比如陨石坠落、雷击、枯枝落叶发酵生热产生的燃烧现象。据经验，自然火源导致的山火机率较小。

1.3.2人为火源:人为火源是山火发生的主要途径。我们在对湖北境内500Kv线路山火跳闸事故分析中，发现所有的山火均是由人为引起，其中有4处为村民玩火引起，1处为焚烧秸秆，1处为清明节祭司亲人导致。

2、山火引起输电线路跳闸的机理

2.1山火高温造成的热游离现象

热游离现象是指在高温的作用下，气体中性质点的不规则热运动速度增加。当具有足够动能的中性质点相互碰撞时，将被游离而形成电子和正离子。山火的燃烧温度可达1000~1200℃,而一般气体出现明显的热游离的温度为727℃。

2.2气体的热游离放电模型

气体在高温状态下，热游离现象使两极间电荷量增加,增加到一定量时,电场发生畸变,大量空间电荷开始剧烈碰撞,电子开始逸出，产生光子,造成光游离,在局部强场中,发展成为电子崩;衍生电子崩与主电子崩汇合发展成为流柱,发生流柱放电现象,导致线路跳闸。

2.3电导率模型

当燃烧物为植物秸秆和林木时，植被中的无机盐被带入空气（如KCL），在燃烧过程中产生热游离，导致火焰中的电导率显著升高，使气体绝缘性能下降。

2.4颗粒触发模型

植被，特别是芦苇和秸秆在燃烧过程中，会产生大量碳化固体颗粒，漂浮在导线与地面，导线与导线间的间隙中，这些颗粒导电率高，十分有助于放电流注的产生，造成绝缘击穿

2.5放电部位的探讨

2.5.1500Kv输电线路放电部位分析

一般认为，击穿间隙主要有3种放电方式，1、导线对通道内树障、建筑物放电。2、导线对杆塔构件放电3合成绝缘子在高温条件下变形扭曲，绝缘性能下降导致线路跳闸，据统计，在山火跳闸事故中：导线对地面放电引起的占90%，其他仅占10%。有意思的，在对5起500Kv输电线路跳闸事故放电点的分析中，我们发现，相间短路放电导致的跳闸却占到了4起，这是由超、特高压输电线路的特异性造成的，超、特高压输电线路导线距离地面距离普遍较高（通常为15米以上），空气在上升过程中温度会逐渐降低，形成“缓冲”地带，只要地面通道内无超高树障，一般很难击穿空气间隙，不易发生放电现象。而500Kv超高压输电线路相间距离普遍在8米以上，距离较近，空气击穿概率更大，且导线间周围电场环境更为复杂，在上述4种模型的共同下，刺激相间流柱放电现象的可能很大。

2.3.1500Kv输电线路与1000kv特高压输电线路抗山火能力对比

与500Kv输电线路相比，1000Kv特高压输电线路的抗山火能力较强，在同一时间段内，湖北地区特高压线路也出现较大火情，局部地区火情严重程度超过500Kv输电线路，但特高压输电线路运行情况良好，这与特高压导线对地距离较大有重要关系，但不可忽略的是湖北境内特高压线路导线普遍采用三角形排列方式，有效拉长了相间距离，使得相间跳闸的概率大大降低，有效提高了线路的抗山火能力。

3、500Kv输电线路防止山火的教训及措施

3.1在特定地形、特定时间、特定天气高度重视防山火问题

尤其是在芦苇、秸秆等易燃物较多的山区，清明节、春节前后及秋、冬天气较为干燥的时节高度重视山火的发生，要总结山火的特点、规律、总结防山火动作的经验和成功做法，绘制山火防治地图，超前考虑，采取有效措施预防山火。

3.2广泛发动群众，组织群众有偿蹲守

县级供电单位员工数量有限，输电线路展现较长，难以面面俱到，需广泛发动沿线群众参与护线活动，在重要时间节点，如春节、清明节，在墓地、毛草较多地段必须组织护线群众有偿蹲守，无人区，难以找到护线员的必须由电力职工蹲守，形成可靠预防和预警机制。宣传好政策、法规，提高群众对山火危害性的认识。

3.3加强输电线路差异化设计，有条件的可采用特高压输电技术

在非舞动区、非敷冰区的山火易发区，可考虑适当升高杆塔高度，同时可考虑导线采用三角形排列，有效提高相间距离，防止相间短路事故发生，对跨区输电通道，可采用特高压输电技术。

3.4有效砍伐线路通道

实践证明,线路通道的砍伐是最直接、最有效防止山火引起线路跳闸的措施，可有效避免上述4种放电模型。故从理论上来讲，一切山火隐患均是可预防的。

3.5建立山火预警系统

3.5.1.充分发挥输电线路义务护线员的优势,依靠当地政府,在当地建立以护线员为主的、广大群众积极参加的防山火的预警机制。同时向外界公布预警电话和报警电话。线路主管单位一旦得知山火发生,要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。

3.5.2.逐步创造条件,建立借助高科技手段和卫星监测手段的线路防山火预警系统,用林火卫星监测来代替人工巡山,用“电子眼”对线路相关的山林进行全方位监测。预警系统可分为林火实时监控系统、火场现场实时传输系统、地理信息系统、通讯系统、林火信息展示等。

4、结论

在一定条件下，只要搞清楚山火发生的基本条件，基本原理，采取适当、得力的措施，山火跳闸事故是可以得到有效遏制的，相信在国网湖北省电力公司检修公司全体职工的努力奋斗下，一定能克服“火魔”，确保超高压输电线路的稳定运行。

作者简介

钱金伟，男，大学本科，工程师，从事超、特高压输电线路运维检修工作。

胡龙江，男，大学本科，高级技师，从事超、特高压输电线路运维检修工作。

张灿，男，大学本科，助理工程师，从事超、特高压输电线路运维检修工作。

罗刚男，大学本科，技师，从事超、特高压输电线路运维检修工作。