譚書俊
摘要:高壓輸電線路經(jīng)過林區(qū)、易燃易爆倉庫、多雷區(qū)等,極易引發(fā)火災,本文對高壓輸電線路引發(fā)的火災作簡要分析。
關鍵詞:高壓輸電線路;林區(qū);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(xiāng)建設的飛速發(fā)展,電氣化、自動化水平的不斷提高,人們的生產(chǎn)生活越來越離不開電力,電力已成為人類文明和現(xiàn)代化建設的重要標志。我國電力工業(yè)發(fā)展迅速,已經(jīng)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(fā)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(fā)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(wǎng),500kV超高壓線路7429km、220kV線路12121km,高壓電網(wǎng)已分布全省主要地區(qū)。
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(jīng)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(qū)也是一個非常重要的問題。高壓輸電線路經(jīng)過林區(qū)要考慮通道砍伐、環(huán)境保護、森林防火等問題。近10年來,由于電力工業(yè)的發(fā)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(fā)生過由于輸電線路經(jīng)過林區(qū)引發(fā)的森林火災,造成了極大的社會影響和經(jīng)濟損失。
1.110kV及以上輸電線路引發(fā)的火災
我國110kV及以上交流輸電線路,電力系統(tǒng)中性點是直接接地系統(tǒng),當輸電線路發(fā)生單相接地短路時,就有較大的零序電流經(jīng)大地流向變壓器中性點。在發(fā)生單相接地的瞬間,伴隨著有強大的電弧產(chǎn)生,弧光極易將故障點的易燃物引燃,導致山地發(fā)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(guī)程規(guī)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(xiàn)場校核。在現(xiàn)場必須做好這方面的檢查核對工作。終勘完成后,應在現(xiàn)場駐地檢查復核測量成果,對存在疑問的地方,必須到現(xiàn)場復核。
2)山區(qū)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(qū)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(cè)對導線風偏后有危險性山坡的橫斷面,(根據(jù)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(jīng)過油庫、炸藥庫及彈藥庫的安全,必須給予重視,防止引發(fā)火災和爆炸事故。線路經(jīng)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(guī)程規(guī)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(jīng)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(guī)范》GB 50089規(guī)定的距離。
4)輸電線路投產(chǎn)前和運行中,走廊的清理和監(jiān)護要符合有關規(guī)定。輸電線路的走廊,在通過林區(qū)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(guī)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(fā)森林火災。因此,通道砍伐寬度一定要足夠??紤]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(fā)的火災
35kV及以下交流輸電線路,中性點是非有效接地系統(tǒng),當輸電線路發(fā)生單相接地短路時,對地僅有電容電流產(chǎn)生。但是在電網(wǎng)線路長度比較大時,電容電流也相應增大,當電網(wǎng)發(fā)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(guī)程規(guī)定中性點非有效接地時,單相接地短路電流大于一定數(shù)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(fā)的火災??梢?,35kV電網(wǎng),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(nèi)外高壓和超高壓輸電線路事故跳閘統(tǒng)計數(shù)字表明,由雷電引起者占30%~50%。輸電線路的防雷,是保證電網(wǎng)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(jīng)過林區(qū)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(chǎn)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(qū)卡斯特地貌較為發(fā)育,山地基巖露頭或土壤覆蓋層較薄的區(qū)域廣闊,是高土壤電阻率地區(qū)。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(diào)降低桿塔接地電阻的問題。云南電網(wǎng)企業(yè)標準《電氣設備裝備技術(shù)導則》中規(guī)定,高土壤電阻率地區(qū),可采取長效穩(wěn)定的降阻措施,如長效環(huán)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(jié)論
山區(qū)高壓輸電線路引發(fā)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(qū)線路勘測中,要強調(diào)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(qū)時,高塔跨越或通道砍伐要滿足相關規(guī)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(guī)程的規(guī)定,避開森林密集區(qū);降低桿塔的接地電阻,高土壤電阻率地區(qū),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。