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高压输电线路引发的火灾分析

来源:林区教学 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-02-26

【作者】:网站采编
【关键词】:
【摘要】:随着我国城乡建设的飞速发展,电气化、自动化水平的不断提高,人们的生产生活越来越离不开电力,电力已成为人类文明和现代化建设的重要标志。我国电力工业发展迅速,已经走在

随着我国城乡建设的飞速发展,电气化、自动化水平的不断提高,人们的生产生活越来越离不开电力,电力已成为人类文明和现代化建设的重要标志。我国电力工业发展迅速,已经走在世界的前列。截至2016年底,我国电源装机容量已达到16.4亿kW,位居世界第一。截至2016年底,云南省发电装机(含向家坝)8 443万kW,其中水电装机6 096万kW,火电装机1 402万kW,风电737万kW,光伏208万kW。5年间全省装机翻了一番,年均增长15.7%。与电力装机配套的输电线路发展也很迅速。截至2016年底,云南省已建成±800kV的特高压直流电网,500kV超高压线路7 429km、220kV线路12 121km,高压电网已分布全省主要地区。 云南省地处云贵高原,自然条件复杂,地形主要为山地,山高谷深,森林分布广阔。著名的高黎贡山、哀牢山、无量山、碧罗雪山、白茫雪山、苍山等,自北向南贯穿云南省。原始森林、再生林、人工林、经济林全省各地均有分布。在云南省建设输电线路除了要考虑重冰、多雷等因素的影响外,输电线路穿越林区也是一个非常重要的问题。高压输电线路经过林区要考虑通道砍伐、环境保护、森林防火等问题。近10年来,由于电力工业的发展,输电线路建设速度加快,长度增加,由于施工及运行管理不到位,以及勘察设计工作的疏漏,云南省曾多次发生过由于输电线路经过林区引发的森林火灾,造成了极大的社会影响和经济损失。 1 110kV及以上输电线路引发的火灾 我国110kV及以上交流输电线路,电力系统中性点是直接接地系统,当输电线路发生单相接地短路时,就有较大的零序电流经大地流向变压器中性点。在发生单相接地的瞬间,伴随着有强大的电弧产生,弧光极易将故障点的易燃物引燃,导致山地发生火灾。 输电线路在设计阶段和长期运行中,应认真检查以下4个方面的问题。 1)满足规程规定的导线对地和交叉跨越距离。导线对地距离,是保证安全的最基本要求。对跨越易燃物的净空距离不够时,在正常运行中也会引起火灾。在线路勘测过程中,对纵断面上的点、边线错测或漏测,是造成对地距离不够的主要原因。对交叉跨越的勘测工作要特别认真,要有现场校核。在现场必须做好这方面的检查核对工作。终勘完成后,应在现场驻地检查复核测量成果,对存在疑问的地方,必须到现场复核。 2)山区线路要满足在档距中间导线风偏后,对边坡地面或林木的距离。山区输电线路,由于导线在档距中风偏后对地面或树枝距离不足,引起放电,导致线路跳闸和树林、草地火灾的情况是较为普遍的。如20世纪80年初110kV西洱河—保山线路,由于勘测设计中,遗漏了一个大档距风偏断面的检查,在风季到来时,导线风偏后,对山坡放电,引燃了草地,山火烧掉了几个山头,造成很大的损失。输电线路在设计中,必须严格控制导线风偏的检查。线路终勘过程中,首先不能漏测线路两侧对导线风偏后有危险性山坡的横断面,(根据档距大小,确定横断面测量的长度。不宜小于50m~150m)山坡上有树林的,应注明其高度。设计排塔位中,在横断面图上,要认真校验导线风偏后对山坡地面或树枝的安全距离。校验按工频最大风和雷电过电压的工况进行(校验的风速和间隙,应分别与两种工况对应),并考虑误差和树木的自然生长,其间隙要留有足够的余度。 3)输电线路与易燃易爆仓库接近的防护。高压输电线路经过油库、炸药库及弹药库的安全,必须给予重视,防止引发火灾和爆炸事故。线路经过油库附近,在选线时应尽量远离。在通道拥挤的情况,也不应小于规程规定的安全距离(杆塔全高加3m)。在特高压线路附近,要注意静电感应火花引燃易燃易爆物。线路经过炸药库附近,也应尽量远离。在通道拥挤的情况,也必须满足《民用爆破器材工程设计安全规范》GB 规定的距离。 4)输电线路投产前和运行中,走廊的清理和监护要符合有关规定。输电线路的走廊,在通过林区时,目前多采用高塔跨树的方案,也有采取砍伐通道的措施。采用高塔跨树时,要考虑树木的自然生长高度,并留有余度。采用砍伐通道时,通道的宽度要符合规定(35kV:30m~35m,110kV:35m~40m,220kV:40m~45m),通道必须清理干净。通道中的残留树枝,在导线摆动时,对树枝放电,极有可能引发森林火灾。因此,通道砍伐宽度一定要足够。考虑到近年来国家对林木的保护力度加大,大量砍伐通道的做法,已很少采用。 2 35kV及以下输电线路引发的火灾 35kV及以下交流输电线路,中性点是非有效接地系统,当输电线路发生单相接地短路时,对地仅有电容电流产生。但是在电网线路长度比较大时,电容电流也相应增大,当电网发生单相接地时,接地电弧不能自动熄灭,长时间在熄灭与重燃之间闪耀,因此,规程规定中性点非有效接地时,单相接地短路电流大于一定数值时,中性点应采用谐振接地。这样避免了单相接地时电弧的重燃和其引发的火灾。可见,35kV电网,在未采用谐振接地前,线路单相接地的电弧,仍可点燃接地点的易燃物。因此,在35kV及以下配电线路的勘测、设计中,仍需进行导线风偏的检查、校验。方法与前述110kV线路相同。 3 雷电对输电线路防火的分析 输电线路上的大气过电压分为直击雷(直击地线或杆塔、绕击导线)过电压和感应雷过电压。直击过电压可能达到几千万伏,造成设备损坏,供电中断。迄今为止,国内外高压和超高压输电线路事故跳闸统计数字表明,由雷电引起者占30%~50%。输电线路的防雷,是保证电网供电可靠的一个重要课题。雷击输电线路时,除可能引起跳闸外,当线路经过林区或草地时,也会引起森林和山地火灾。这是因为,当雷击杆塔时或避雷线时,有高达几十至几百千安的强大电流通过杆塔的接地装置泻入大地,若杆塔的接地电阻很高,雷电流得不到尽快散流,会产生火花放电,把周围易燃物点燃,导致山林火灾。 云南省地处云贵高原,山区卡斯特地貌较为发育,山地基岩露头或土壤覆盖层较薄的区域广阔,是高土壤电阻率地区。高土壤电阻率对输电线路的接地极极为不利。因此在输电线路设计和运行管理中,必须强调降低杆塔接地电阻的问题。云南电网企业标准《电气设备装备技术导则》中规定,高土壤电阻率地区,可采取长效稳定的降阻措施,如长效环保型降阻剂、接地模块等措施,或比较成熟的其他降阻措施。 4 结论 山区高压输电线路引发火灾的防护,要从线路的勘测设计、管理运行等方面去认真地做工作。在山区线路勘测中,要强调交叉跨越和档距中风偏断面的正确测量,不得错测、漏测;在设计排位中,要认真检查校核档距中风偏断面对山坡和树梢头的安全距离,并留有余地;线路通过林区时,高塔跨越或通道砍伐要满足相关规定的净空距离及通道宽度;线路选择时尽量远离油库、炸药库和弹药库,通过拥挤地段也要满足相关规程的规定,避开森林密集区;降低杆塔的接地电阻,高土壤电阻率地区,要采取降阻措施;运行中要注意线路通道的清理,雷雨季来临前要检查杆塔的接地电阻,不合格的要尽快处理。 随着我国城乡建设的飞速发展,电气化、自动化水平的不断提高,人们的生产生活越来越离不开电力,电力已成为人类文明和现代化建设的重要标志。我国电力工业发展迅速,已经走在世界的前列。截至2016年底,我国电源装机容量已达到16.4亿kW,位居世界第一。截至2016年底,云南省发电装机(含向家坝)8 443万kW,其中水电装机6 096万kW,火电装机1 402万kW,风电737万kW,光伏208万kW。5年间全省装机翻了一番,年均增长15.7%。与电力装机配套的输电线路发展也很迅速。截至2016年底,云南省已建成±800kV的特高压直流电网,500kV超高压线路7 429km、220kV线路12 121km,高压电网已分布全省主要地区。 云南省地处云贵高原,自然条件复杂,地形主要为山地,山高谷深,森林分布广阔。著名的高黎贡山、哀牢山、无量山、碧罗雪山、白茫雪山、苍山等,自北向南贯穿云南省。原始森林、再生林、人工林、经济林全省各地均有分布。在云南省建设输电线路除了要考虑重冰、多雷等因素的影响外,输电线路穿越林区也是一个非常重要的问题。高压输电线路经过林区要考虑通道砍伐、环境保护、森林防火等问题。近10年来,由于电力工业的发展,输电线路建设速度加快,长度增加,由于施工及运行管理不到位,以及勘察设计工作的疏漏,云南省曾多次发生过由于输电线路经过林区引发的森林火灾,造成了极大的社会影响和经济损失。 1 110kV及以上输电线路引发的火灾 我国110kV及以上交流输电线路,电力系统中性点是直接接地系统,当输电线路发生单相接地短路时,就有较大的零序电流经大地流向变压器中性点。在发生单相接地的瞬间,伴随着有强大的电弧产生,弧光极易将故障点的易燃物引燃,导致山地发生火灾。 输电线路在设计阶段和长期运行中,应认真检查以下4个方面的问题。 1)满足规程规定的导线对地和交叉跨越距离。导线对地距离,是保证安全的最基本要求。对跨越易燃物的净空距离不够时,在正常运行中也会引起火灾。在线路勘测过程中,对纵断面上的点、边线错测或漏测,是造成对地距离不够的主要原因。对交叉跨越的勘测工作要特别认真,要有现场校核。在现场必须做好这方面的检查核对工作。终勘完成后,应在现场驻地检查复核测量成果,对存在疑问的地方,必须到现场复核。 2)山区线路要满足在档距中间导线风偏后,对边坡地面或林木的距离。山区输电线路,由于导线在档距中风偏后对地面或树枝距离不足,引起放电,导致线路跳闸和树林、草地火灾的情况是较为普遍的。如20世纪80年初110kV西洱河—保山线路,由于勘测设计中,遗漏了一个大档距风偏断面的检查,在风季到来时,导线风偏后,对山坡放电,引燃了草地,山火烧掉了几个山头,造成很大的损失。输电线路在设计中,必须严格控制导线风偏的检查。线路终勘过程中,首先不能漏测线路两侧对导线风偏后有危险性山坡的横断面,(根据档距大小,确定横断面测量的长度。不宜小于50m~150m)山坡上有树林的,应注明其高度。设计排塔位中,在横断面图上,要认真校验导线风偏后对山坡地面或树枝的安全距离。校验按工频最大风和雷电过电压的工况进行(校验的风速和间隙,应分别与两种工况对应),并考虑误差和树木的自然生长,其间隙要留有足够的余度。 3)输电线路与易燃易爆仓库接近的防护。高压输电线路经过油库、炸药库及弹药库的安全,必须给予重视,防止引发火灾和爆炸事故。线路经过油库附近,在选线时应尽量远离。在通道拥挤的情况,也不应小于规程规定的安全距离(杆塔全高加3m)。在特高压线路附近,要注意静电感应火花引燃易燃易爆物。线路经过炸药库附近,也应尽量远离。在通道拥挤的情况,也必须满足《民用爆破器材工程设计安全规范》GB 规定的距离。 4)输电线路投产前和运行中,走廊的清理和监护要符合有关规定。输电线路的走廊,在通过林区时,目前多采用高塔跨树的方案,也有采取砍伐通道的措施。采用高塔跨树时,要考虑树木的自然生长高度,并留有余度。采用砍伐通道时,通道的宽度要符合规定(35kV:30m~35m,110kV:35m~40m,220kV:40m~45m),通道必须清理干净。通道中的残留树枝,在导线摆动时,对树枝放电,极有可能引发森林火灾。因此,通道砍伐宽度一定要足够。考虑到近年来国家对林木的保护力度加大,大量砍伐通道的做法,已很少采用。 2 35kV及以下输电线路引发的火灾 35kV及以下交流输电线路,中性点是非有效接地系统,当输电线路发生单相接地短路时,对地仅有电容电流产生。但是在电网线路长度比较大时,电容电流也相应增大,当电网发生单相接地时,接地电弧不能自动熄灭,长时间在熄灭与重燃之间闪耀,因此,规程规定中性点非有效接地时,单相接地短路电流大于一定数值时,中性点应采用谐振接地。这样避免了单相接地时电弧的重燃和其引发的火灾。可见,35kV电网,在未采用谐振接地前,线路单相接地的电弧,仍可点燃接地点的易燃物。因此,在35kV及以下配电线路的勘测、设计中,仍需进行导线风偏的检查、校验。方法与前述110kV线路相同。 3 雷电对输电线路防火的分析 输电线路上的大气过电压分为直击雷(直击地线或杆塔、绕击导线)过电压和感应雷过电压。直击过电压可能达到几千万伏,造成设备损坏,供电中断。迄今为止,国内外高压和超高压输电线路事故跳闸统计数字表明,由雷电引起者占30%~50%。输电线路的防雷,是保证电网供电可靠的一个重要课题。雷击输电线路时,除可能引起跳闸外,当线路经过林区或草地时,也会引起森林和山地火灾。这是因为,当雷击杆塔时或避雷线时,有高达几十至几百千安的强大电流通过杆塔的接地装置泻入大地,若杆塔的接地电阻很高,雷电流得不到尽快散流,会产生火花放电,把周围易燃物点燃,导致山林火灾。 云南省地处云贵高原,山区卡斯特地貌较为发育,山地基岩露头或土壤覆盖层较薄的区域广阔,是高土壤电阻率地区。高土壤电阻率对输电线路的接地极极为不利。因此在输电线路设计和运行管理中,必须强调降低杆塔接地电阻的问题。云南电网企业标准《电气设备装备技术导则》中规定,高土壤电阻率地区,可采取长效稳定的降阻措施,如长效环保型降阻剂、接地模块等措施,或比较成熟的其他降阻措施。 4 结论 山区高压输电线路引发火灾的防护,要从线路的勘测设计、管理运行等方面去认真地做工作。在山区线路勘测中,要强调交叉跨越和档距中风偏断面的正确测量,不得错测、漏测;在设计排位中,要认真检查校核档距中风偏断面对山坡和树梢头的安全距离,并留有余地;线路通过林区时,高塔跨越或通道砍伐要满足相关规定的净空距离及通道宽度;线路选择时尽量远离油库、炸药库和弹药库,通过拥挤地段也要满足相关规程的规定,避开森林密集区;降低杆塔的接地电阻,高土壤电阻率地区,要采取降阻措施;运行中要注意线路通道的清理,雷雨季来临前要检查杆塔的接地电阻,不合格的要尽快处理。

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