宋明月，郭蘇鋒，董陳飛，劉 凍，王曉瑩

（國網(wǎng)嘉興供電公司，浙江 嘉興314000）

小動物造成的電力安全事故對電網(wǎng)構成嚴重威脅。眾所周知，小動物體內(nèi)電阻很小，然而它帶來的隱患卻是不可估量的。它在對電氣設備造成損壞的同時還可能導致電力設備無法完整修復。與此同時，小動物也給變電站的二次設備帶來了一定的安全隱患[1]。盡管如此，研究表明，如果采取適當?shù)谋Ｗo措施，就能有效降低小動物造成的安全事故發(fā)生頻率。

電力桿塔或支柱的防蛇攀爬工作一直是電力工作人員舊調重彈的話題，而且每年該類事件的發(fā)生都是猝不及防。眾所周知，在電力系統(tǒng)，桿塔和支柱都很多見，它們分布于發(fā)、輸、變、配、用等各個環(huán)節(jié)。如變電站內(nèi)主變低壓側母線橋支柱、壓變支柱、避雷器支柱、流變、輸配電線路桿塔等，而且種類繁多。此外，現(xiàn)在普遍使用的桿塔、支柱多以圓柱型為主，蛇可以通過彎曲身體發(fā)力，從而增加自身與桿塔或支柱的摩擦力助其往上攀爬，最終導致高壓線路、設備等短路或放電事故的發(fā)生，極大地影響電力系統(tǒng)的供電可靠性[2]。

尤其是在中國南方地區(qū)，受氣候和環(huán)境的影響，蛇頻繁現(xiàn)于草叢和山林之間，而支柱又是蛇最喜歡攀爬的區(qū)域，因此經(jīng)常性的引起短路或者放電事故，增加了電力系統(tǒng)的安全隱患。

近年來，在電力公司相繼發(fā)生過小動物引發(fā)主變低壓側短路的事件后，國網(wǎng)嘉興供電公司學習其他公司設備事故教訓的同時，換位思考，認為浙江地處江南地區(qū)，雨水充沛、溫度適宜，如蛇、松鼠、黃鼠狼等小動物在變電站內(nèi)也經(jīng)常出現(xiàn)，因此，開展浙江電網(wǎng)桿塔或支柱涉蛇故障防治研究意義重大。

1 資料和方法

1.1 協(xié)整理論[3-5]

協(xié)整理論認為，2個非平穩(wěn)變量之間的某種線性關系可能是平穩(wěn)的，即其殘差是一個平穩(wěn)序列。由于虛假回歸問題的存在，變量的非平穩(wěn)性首先必須被檢測。ADF單位根檢驗是目前計量經(jīng)濟學中最有效的序列穩(wěn)定性驗證工具。

設定某一Vi，構造其ADF單位根平穩(wěn)性檢驗模型：

式（1）中：Vi（t）為差分后序列當期值；c為常數(shù)項；α、ρ、β均為常系數(shù)；Vi（t-1）為序列的滯后1期；j為滯后階數(shù)；ΔVi（t-j）為序列差分滯后項；ut為隨機誤差項。

確定序列的穩(wěn)定性：比較指標序列的ADF檢驗統(tǒng)計量與5%顯著性水平下的臨界值，如果Vi的ADF檢驗值小于5%水平下的臨界值，則該指標Vi是平穩(wěn)的。

1.2 格蘭杰因果性檢驗[6]

通過判斷一個變量X能否預測另一變量Y，則可以判斷變量X是否是導致Y的格蘭杰原因。鑒于在非平穩(wěn)的變量間會有“虛假”的因果關系，因而對其進行格蘭杰因果性檢驗至關重要。

1969年，Granger提出了2個時序變量間的格蘭杰因果檢驗方法。格蘭杰表述定理（Granger Representation Theorem）指出：若2個變量之間有協(xié)整關系，就必然能用誤差校正模型來表述。若{Xt}與{Yt}是隨機的2個時間序列，格蘭杰因果檢驗能夠判斷變量X能否預測變量Y，如果不能，則認為X不能導致Y，反之亦然。檢驗方法：若F統(tǒng)計值的臨界值概率小于F分布的標準值0.05，那么X不能導致Y的假設也就不成立，也即X可以導致Y，表示為X→Y。

2 氣象因素對蛇致故障次數(shù)的影響分析

2.1 溫度對蛇致故障次數(shù)的影響分析

為研究浙江電網(wǎng)不同氣象因素對涉蛇故障次數(shù)的影響，需要對浙江電網(wǎng)2008—2021年夏季平均氣溫和相對濕度與故障次數(shù)進行格蘭杰檢驗，以確定其相互關系。進行格蘭杰檢驗首先要求序列平穩(wěn)，對非平穩(wěn)時間序列的解決方法一般是將其轉變?yōu)槠椒€(wěn)序列，從而可使用相應平穩(wěn)時間序列的方法來進行相關的研究。時間序列ADF單位根的檢驗即是判斷時間序列是不是平穩(wěn)。若非平穩(wěn)時間序列有單位根，通常會采用差分的方式去消除單位根，漸而成為平穩(wěn)序列。

2008—2021年夏季支柱或桿塔平均氣溫-涉蛇故障次數(shù)單位根檢驗結果，如表1所示。

表1 2008—2021年夏季支柱或桿塔平均氣溫-涉蛇故障次數(shù)單位根檢驗結果

為進行格蘭杰檢驗，首先需要進行時間序列是否為平穩(wěn)序列的檢驗。由表1單位根檢驗結果可以看出，以上變量均在0.01的顯著性水平上通過了ADF檢驗，說明以上序列均平穩(wěn)，所以不需要協(xié)整分析，可以直接進行格蘭杰因果關系檢驗。夏季平均氣溫-涉蛇故障次數(shù)格蘭杰因果關系檢驗結果如表2所示。由表2可以看出，當顯著性水平為0.05時，在滯后期為2～5期時，所有統(tǒng)計值均通過95%的置信水平檢驗，說明夏季平均氣溫是涉蛇故障次數(shù)的格蘭杰原因，即夏季氣溫變化能夠造成涉蛇故障次數(shù)的變化。這表明，從本質上來講，溫度仍然是引起涉蛇故障次數(shù)變動的驅動因素，而不是相反。另外，檢驗結果不支持涉蛇故障次數(shù)是溫度變化的格蘭杰原因。

表2 夏季平均氣溫-涉蛇故障次數(shù)格蘭杰因果關系檢驗

表2（續(xù)）

2.2 濕度對蛇致故障次數(shù)的影響分析

2008—2021年夏季支柱或桿塔相對濕度-涉蛇故障次數(shù)單位根檢驗結果如表3所示。

表3 2008—2021年夏季支柱或桿塔相對濕度-涉蛇故障次數(shù)單位根檢驗結果

根據(jù)表3單位根檢驗結果，上述變量均在0.01的顯著性水平上通過了ADF檢驗，說明以上序列均平穩(wěn)，同理可以直接進行格蘭杰因果關系檢驗。夏季相對濕度-涉蛇故障次數(shù)格蘭杰因果關系檢驗結果如表4所示。

表4 夏季相對濕度-涉蛇故障次數(shù)格蘭杰因果關系檢驗

從表4可以看出，當顯著性水平為0.05，滯后期為2～5期時，所有統(tǒng)計值均通過95%的置信水平檢驗，說明夏季相對濕度是涉蛇故障次數(shù)的格蘭杰原因，即夏季濕度變化能夠造成蛇致故障次數(shù)的變化。這表明，從本質上來講，濕度仍然是引起涉蛇故障次數(shù)變動的驅動因素，而不是相反。兩者之間短期的因果關系只反映為一種統(tǒng)計相關性。

3 浙江電網(wǎng)涉蛇故障防治措施研究

在東南亞一些國家和地區(qū)，受熱帶雨林氣候的影響，氣溫較高，空氣也比較潮濕，因此蛇數(shù)量比較多，當?shù)卮蠖际褂梅叫位蛘吡庑蔚臈U塔和支柱，在一定程度上來說確實能有效地杜絕蛇害隱患。但眾所周知，中國廣泛使用的是空心圓形混凝土澆注體和圓柱形鋼管，電線桿、支柱上小下大呈圓錐體，而大面積大范圍地更換桿塔和支柱顯然是不實際的。因此，國內(nèi)一些地區(qū)已經(jīng)針對圓柱形桿塔、支柱等涉蛇故障的發(fā)生采取了對應的防護措施。例如部分地區(qū)采用針刺型或固定抓卡型的防蛇裝置，阻擋了蛇沿桿塔、支柱的向上爬行，若蛇強行通過，會直接致蛇受傷或死亡，從而確保電力系統(tǒng)的安全。這些防止蛇類攀爬的方法固然有效，但是其極易導致蛇類死亡，破壞自然生態(tài)環(huán)境，違法了人與自然和諧相處的科學發(fā)展觀；還有些地區(qū)采取了其他的不破壞生態(tài)平衡的防護措施，但防蛇效果有限，最終難以滿足現(xiàn)階段電網(wǎng)安全穩(wěn)定的要求。受溫濕度等氣候和環(huán)境因素的影響，中國南方素有“天然蛇倉”的美名，因此國網(wǎng)嘉興公司研究小組提出了一種實用性強、科學合理的理想防蛇攀爬措施，如圖1所示。該裝置包含2片外表面光滑的半圓柱形不銹鋼板體，其中，2個半圓柱形不銹鋼板體可以結合在一起從而無縫銜接圓柱桿塔，阻擋蛇往上攀爬的同時也避免了蛇從不繡鋼板和桿塔之間的間隙鉆過；板體兩邊接頭法蘭由內(nèi)六角圓柱頭的螺絲緊固，并且螺絲至少有2顆。不銹鋼板合在一起成為圓柱筒體后，外側均勻安裝焊接4個倒三角形的側板，可進一步縮小蛇在往上攀爬時的接觸面積，從而降低摩擦力，增加蛇向上攀爬的難度；圓柱筒體的頂部安裝焊接一塊圓形擋板，從而形成了一個安全可靠的阻擋蛇向上攀爬的多重保護裝置。

圖1 防蛇攀爬裝置

4 結論

通過分析可以看出，供電企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場防范小動物的工作是一項長期復雜的工作，任何技防措施都不可能一勞永逸地解決小動物引起的故障。因此要采用創(chuàng)新的方式不斷升級和改進電力設備，并結合季節(jié)的變換特征采取科學合理的方法逐步完善和改進防范措施，減少小動物入侵而導致的事故。實踐證明，電力工作者與動物研究者需要共同努力、共同探索，根據(jù)實際的情況加強電力系統(tǒng)小動物的防范工作，減少事故的發(fā)生頻率，從而確保電網(wǎng)系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。