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[摘 要]针对输电线路山火灾害点多面广、引发故障影响因素多、对电网的安全稳定运行构成严重威胁的难题， 分析了人为用火习俗、气象条件、植被类型等因素对山火分布的作用， 阐述了地形参数、线路本体参数和山火形态等因素对输电线路山火跳闸的影响， 分析了输电线路山火灾害脆弱性的差异。在此基础上， 结合输电线路山火跳闸恢复时间，提出了1种定量化、精细化的输电线路山火灾害风险指标及计算方法。然后， 从输电线路山火灾害防御与处置这2个方面分析了输电线路防山火措施的有效性与的适应性。本文所开展的输电线路差异化防山火技术研究， 希望为线路设计、运行维护等提供“有的放矢”的精细化信息指导。
[关键词]差异化；防山火技术；策略
中图分类号：S708 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）08-0361-01
输电线路常跨越茂密林区或植被丰富区。受人们生产生活用火习俗和气象等因素的共同作用，在清明、秋收等时节或遭遇持续干旱的天气时，输电线路走廊易爆发大范围山火。山火使架空输电线路间隙绝缘强度下降，引起击穿跳闸，且往往难以重合成功，对电网的安全稳定运行构成威胁。本文结合输电线路山火跳闸的特点，明确了输电线路防山火差异化技术和治理策略，既可以提高输电线路运行可靠性，又能避免不合理的设计、改造所造成的浪费，从而取得事半功倍的效果，提高防山火工程的技术性和经济性。
1 输电线路山火跳闸风险差异分析整体思路
1.1 输电线路山火密度差异性分析
1.1.1 输电线路气象条件的差异
降水、相对湿度、温度和风速是影响输电线路山火的发生与蔓延的关键气象因素。温度可直接影响可燃物的温度、含水率及其易燃性。高相对湿度和降水可增大可燃物含水率，阻止山火的发生和蔓延。同时，强降水可扑灭正在进行的山火。风可加速可燃物干燥，增大林火发生的可能性；风产生的热对流可补充火场的氧气，加速山火蔓延；在较大风力的情况下，吹散的火灰烬可引发“飞火”，增大山火影响区域。输电线路走廊的微地形、微气象差异对输电线路山火跳闸有决定性作用。
1.1.2 输电线路走廊植被的差异输电线路走廊附近的植被参数如植被燃烧能量密度、植被高度、易燃程度等直接影响到山火的蔓延速度、火焰高度及山火跳闸概率。我国植被种类繁多，现场植被疏密度各异，根据植被对输电线路山火跳闸作用程度，将输电线路附近植被分为杂草、灌木、乔木这3类以及3类植被组合成的阶梯可燃物。
1.2 输电线路山火灾害脆弱性分析
1.2.1 输电线路地形参数的差异
我国南方以丘陵、山地等地形居多，为节省土地资源，输电线路大多架设在高山。但人为火源大多在山脚，在向上斜坡地形条件下，地表火的火焰更容易达到树冠，也增加了地表火向树冠的热辐射强度，使树冠火形成的可能性增大；其次，上山火的火强度显著增加，表现为火焰高度和热辐射强度均比无坡度时大，为形成树冠火提供有利条件。
1.2.2 輸电线路本体参数的差异
20世纪90年代前建设的输电线路未考虑防山火要求，部分220kV电压等级输电线路的最低对地距离甚至在10m以下。然而，在我国农村煤、液化气逐步取代木柴成为主要燃料，输电线路下方可能被茂密的茅草和灌木丛覆盖。21世纪建设或改造的输电线路大多采用高大的铁塔，对地距离较大，相对降低了山火引发输电线路跳闸的风险。因此，输电线路本体参数的差异是输电线路山火跳闸风险分析不可忽略的因素。
2 输电线路防山火措施的差异
随着输电线路防山火技术的不断进步，输电线路山火定量预报、山火卫星广域实时监测、输电线路山火处置等一系列措施确保了输电线路山火有效处置。然而，在输电线路山火防治过程中，相应措施的可靠性、适应性、灵活性以及经济性均需要深入探讨，以选择各线路区段最适宜的措施与方法。应逐线路区段建立输电线路山火分布的地域特性，综合评估线路区段的山火跳闸特性和防山火措施的有效性。同时，针对输电线路山火灭火装备的可移动性，还需要考虑地市级公司运行维护线路的实际情况，因地制宜，提出不同线路区段的防山火措施。输电线路防山火技术涉及专业多，为最大限度地降低山火对电网的影响，需电网企业多部门协同。主要分为输电线路设计基建、运行维护和调度控制这3个方面，。
1）从设计基建的角度，可采用降基、全方位高低腿设计、杆塔升高及改道等措施来对不满足防山火要求的输电线路进行施工改造，避免因输电线路对地距离过低而导致承受山火灾害的能力弱的问题。
2）从运行维护的角度，输电线路防山火措施包括有通道清理、山火监测、带电灭火等措施。
3）从调度控制的角度，可以采取交流退出重合闸、直流降压运行、停运、主动潮流转移等措施，降低山火引发跳闸对电网造成的冲击。
3.输电线路差异化防山火措施策略实施
输电线路差异化防山火措施策略可分为4个步骤实现。
1）收集统计输电线路信息：根据上述输电线路山火分布差异性分析，收集所要进行分析线路的用火习俗、气象条件、走廊植被、历史山火信息、地形参数、线路本体参数、历史故障信息等数据，为后续计算输电线路山火灾害定量风险评估和科学采取有效的防山火措施提供依据。
2）分别逐基杆塔计算输电线路走廊山火密度、线路山火灾害脆弱性和线路山火跳闸恢复时间等3个指标。
3）根据指标计算区域内各输电线路逐基杆塔的山火灾害量化风险，基于线路对地高度、植被类型、地形条件校正每一基杆塔的山火跳闸风险。
4）根据3）中得到的量化风险值和现有防山火措施，从防御型、处置型这2个方面有针对性采取防山火措施。
针对输电线路山火防治措施的特点，提出如下A–D共4条防山火措施的配置规则，在具体实施时可根据线路的山火灾害风险综合应用。
规则A：杆塔对地距离低，对砍伐清理困难、达不到防山火要求的线路区段，可采取林地转租、植被置换、降基、地面硬化、杆塔升高等措施。
规则B：在山火定量风险大于Ⅲ级的防山火线路区段，选择地势相对较高、视野开阔的杆塔安装山火在线监测装置。
规则C：在山火定量风险大于Ⅲ级、地势高度低于100m、附近取水方便、野外行走便捷的线路区段，承担区段运行维护的班组配置高压细水雾灭火机。
规则D：在山火定量风险大于Ⅳ级、地势高度高于100m或取水不便的线路区段，承担线路区段运行维护的班组应配置高扬程带电灭火平台。
结论
1）山火对各电压等级的架空输电线路均造成威胁。提出了差异化防山火的整体思路，重点分析了输电线路走廊植被、用火习俗、地形地貌、气象条件等多因素的差异性决定了输电线路山火密度分布的差异性。
2）提出了输电线路山火灾害脆弱性和跳闸恢复时间计算方法，建立了输电线路山火跳闸风险分析指标。结合输电线路山火灾害防治措施的特征，提出了输电线路差异化防山火措施配置方法。
3）综合考虑山火密度、地形地貌、线路本体参数、历史山火跳闸信息等因素，针对典型山火高发省份的±500kV电压等级直流线路开展逐基杆塔段山火跳闸风险评估，根据具体线路区段风险等级提出具有针对性的山火防护措施配置策略，提升了山火防治精细化水平。
参考文献
[1] 陆佳政，周特军，吴传平，等.某省级电网220kV及以上输电线路故障统计与分析[J].高电压技术，2016，42（1）：200-207.
[2] 黄乐，舒双焰.南方电网2010年第一季度线路山火跳闸情况分析[J].广东电力，2011，24（3）：95-97.
[3] 席崇羽，王海跃，段非非，等.±800kV特高压直流输电线路典型故障分析[J].湖南电力，2016，36（1）：55-59.
[4] 吴斌.一起直流线路山火导致楚穗特高压直流线路事故的处理及分析[J].广东科技，2013，22（22）：79-80.
[关键词]差异化；防山火技术；策略
中图分类号：S708 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）08-0361-01
输电线路常跨越茂密林区或植被丰富区。受人们生产生活用火习俗和气象等因素的共同作用，在清明、秋收等时节或遭遇持续干旱的天气时，输电线路走廊易爆发大范围山火。山火使架空输电线路间隙绝缘强度下降，引起击穿跳闸，且往往难以重合成功，对电网的安全稳定运行构成威胁。本文结合输电线路山火跳闸的特点，明确了输电线路防山火差异化技术和治理策略，既可以提高输电线路运行可靠性，又能避免不合理的设计、改造所造成的浪费，从而取得事半功倍的效果，提高防山火工程的技术性和经济性。
1 输电线路山火跳闸风险差异分析整体思路
1.1 输电线路山火密度差异性分析
1.1.1 输电线路气象条件的差异
降水、相对湿度、温度和风速是影响输电线路山火的发生与蔓延的关键气象因素。温度可直接影响可燃物的温度、含水率及其易燃性。高相对湿度和降水可增大可燃物含水率，阻止山火的发生和蔓延。同时，强降水可扑灭正在进行的山火。风可加速可燃物干燥，增大林火发生的可能性；风产生的热对流可补充火场的氧气，加速山火蔓延；在较大风力的情况下，吹散的火灰烬可引发“飞火”，增大山火影响区域。输电线路走廊的微地形、微气象差异对输电线路山火跳闸有决定性作用。
1.1.2 输电线路走廊植被的差异输电线路走廊附近的植被参数如植被燃烧能量密度、植被高度、易燃程度等直接影响到山火的蔓延速度、火焰高度及山火跳闸概率。我国植被种类繁多，现场植被疏密度各异，根据植被对输电线路山火跳闸作用程度，将输电线路附近植被分为杂草、灌木、乔木这3类以及3类植被组合成的阶梯可燃物。
1.2 输电线路山火灾害脆弱性分析
1.2.1 输电线路地形参数的差异
我国南方以丘陵、山地等地形居多，为节省土地资源，输电线路大多架设在高山。但人为火源大多在山脚，在向上斜坡地形条件下，地表火的火焰更容易达到树冠，也增加了地表火向树冠的热辐射强度，使树冠火形成的可能性增大；其次，上山火的火强度显著增加，表现为火焰高度和热辐射强度均比无坡度时大，为形成树冠火提供有利条件。
1.2.2 輸电线路本体参数的差异
20世纪90年代前建设的输电线路未考虑防山火要求，部分220kV电压等级输电线路的最低对地距离甚至在10m以下。然而，在我国农村煤、液化气逐步取代木柴成为主要燃料，输电线路下方可能被茂密的茅草和灌木丛覆盖。21世纪建设或改造的输电线路大多采用高大的铁塔，对地距离较大，相对降低了山火引发输电线路跳闸的风险。因此，输电线路本体参数的差异是输电线路山火跳闸风险分析不可忽略的因素。
2 输电线路防山火措施的差异
随着输电线路防山火技术的不断进步，输电线路山火定量预报、山火卫星广域实时监测、输电线路山火处置等一系列措施确保了输电线路山火有效处置。然而，在输电线路山火防治过程中，相应措施的可靠性、适应性、灵活性以及经济性均需要深入探讨，以选择各线路区段最适宜的措施与方法。应逐线路区段建立输电线路山火分布的地域特性，综合评估线路区段的山火跳闸特性和防山火措施的有效性。同时，针对输电线路山火灭火装备的可移动性，还需要考虑地市级公司运行维护线路的实际情况，因地制宜，提出不同线路区段的防山火措施。输电线路防山火技术涉及专业多，为最大限度地降低山火对电网的影响，需电网企业多部门协同。主要分为输电线路设计基建、运行维护和调度控制这3个方面，。
1）从设计基建的角度，可采用降基、全方位高低腿设计、杆塔升高及改道等措施来对不满足防山火要求的输电线路进行施工改造，避免因输电线路对地距离过低而导致承受山火灾害的能力弱的问题。
2）从运行维护的角度，输电线路防山火措施包括有通道清理、山火监测、带电灭火等措施。
3）从调度控制的角度，可以采取交流退出重合闸、直流降压运行、停运、主动潮流转移等措施，降低山火引发跳闸对电网造成的冲击。
3.输电线路差异化防山火措施策略实施
输电线路差异化防山火措施策略可分为4个步骤实现。
1）收集统计输电线路信息：根据上述输电线路山火分布差异性分析，收集所要进行分析线路的用火习俗、气象条件、走廊植被、历史山火信息、地形参数、线路本体参数、历史故障信息等数据，为后续计算输电线路山火灾害定量风险评估和科学采取有效的防山火措施提供依据。
2）分别逐基杆塔计算输电线路走廊山火密度、线路山火灾害脆弱性和线路山火跳闸恢复时间等3个指标。
3）根据指标计算区域内各输电线路逐基杆塔的山火灾害量化风险，基于线路对地高度、植被类型、地形条件校正每一基杆塔的山火跳闸风险。
4）根据3）中得到的量化风险值和现有防山火措施，从防御型、处置型这2个方面有针对性采取防山火措施。
针对输电线路山火防治措施的特点，提出如下A–D共4条防山火措施的配置规则，在具体实施时可根据线路的山火灾害风险综合应用。
规则A：杆塔对地距离低，对砍伐清理困难、达不到防山火要求的线路区段，可采取林地转租、植被置换、降基、地面硬化、杆塔升高等措施。
规则B：在山火定量风险大于Ⅲ级的防山火线路区段，选择地势相对较高、视野开阔的杆塔安装山火在线监测装置。
规则C：在山火定量风险大于Ⅲ级、地势高度低于100m、附近取水方便、野外行走便捷的线路区段，承担区段运行维护的班组配置高压细水雾灭火机。
规则D：在山火定量风险大于Ⅳ级、地势高度高于100m或取水不便的线路区段，承担线路区段运行维护的班组应配置高扬程带电灭火平台。
结论
1）山火对各电压等级的架空输电线路均造成威胁。提出了差异化防山火的整体思路，重点分析了输电线路走廊植被、用火习俗、地形地貌、气象条件等多因素的差异性决定了输电线路山火密度分布的差异性。
2）提出了输电线路山火灾害脆弱性和跳闸恢复时间计算方法，建立了输电线路山火跳闸风险分析指标。结合输电线路山火灾害防治措施的特征，提出了输电线路差异化防山火措施配置方法。
3）综合考虑山火密度、地形地貌、线路本体参数、历史山火跳闸信息等因素，针对典型山火高发省份的±500kV电压等级直流线路开展逐基杆塔段山火跳闸风险评估，根据具体线路区段风险等级提出具有针对性的山火防护措施配置策略，提升了山火防治精细化水平。
参考文献
[1] 陆佳政，周特军，吴传平，等.某省级电网220kV及以上输电线路故障统计与分析[J].高电压技术，2016，42（1）：200-207.
[2] 黄乐，舒双焰.南方电网2010年第一季度线路山火跳闸情况分析[J].广东电力，2011，24（3）：95-97.
[3] 席崇羽，王海跃，段非非，等.±800kV特高压直流输电线路典型故障分析[J].湖南电力，2016，36（1）：55-59.
[4] 吴斌.一起直流线路山火导致楚穗特高压直流线路事故的处理及分析[J].广东科技，2013，22（22）：79-80.