架空輸電線路防外力破壞系統的應用研究

陳功 白健 鄭博

摘要：通道外力破壞作為輸電線路運行過程中的常見問題，一直以來都是困擾輸電線路安全運行的難點問題，新時代的發展背景下，人民日益增長的生活水平與安全意識對現代電力事業的發展提出了更高的要求，如何加強現代電力輸電線路通道外力破壞及其防治策略研究，使其更好的服務于現代電力事業的發展，對于我國可持續發展戰略的實現具有十分重要的促進作用。

關鍵詞：架空輸電線路；外力破壞系統；應用

1.外力破壞故障類型

1.1異物短路

異線上有時刮上了導電性物體，或者天空中漂浮著導電性物體，容易導致相地短路或者相間短路，放風箏容易刮到輸電線上，氣球放入空中，以及向天空中扔東西玩，都容易造成異物短路。

1.2吊車碰線

在輸電線路周邊，吊車吊起重物時，吊臂聞離線路的距離太近，線路與地空易產生短接的現象，很容易導致大面積停電的事故，嚴重時甚至造成人員的傷亡。

1.3違章施工

人們放炮喜歡選擇輸電桿塔的下面，還有用土也喜歡在輸電桿下面取，容易導致輸電桿塔倒塔，或者不穩定，還有在線路的下面施工不規范，導致線間與地之間的距離太短，線路因而跳閘。違章施工多種多樣，最近幾年線路跳閘現象非常頻繁。

1.4易燃物短路

輸電線路下方堆有易燃物時，如果人們通過放鞭炮等行為引燃，燃燒時的煙霧會就飄浮在天空中，導致輸電線路導線下方空氣絕緣的性能降低，造成相地或者相間的絕緣因擊穿而閃絡，同時，如有有錫紙彩帶產生，也能夠導致相地或者相間短路和閃絡。

1.5山火

人為的在山上放火，還有的自然因素也導致山林起火，會使線路周圍空氣產生電離，還會使空氣充滿帶電的介質，降低了空氣絕緣的性能，輸電線路跨越林區的部分就會出現閃絡或者短路的現象，引起線路跳閘。

1.6盜竊

在電力線路中，大多的設備都沒有包裝，露在外面，沒有專人看護，變壓器銅芯和接地極以及鋼角螺帽和線路接地線被盜，甚至變壓器被盜，在很多地方都會發生，從而導致大部的地方停電現象，無論對人們的生活，還是國民經濟，都帶來了很大地影響。

2.輸電線路通道外力破壞的形式及原因分析

2.1保護區內違章建筑和植樹

近年來，一些單位和個人在違反電力法律法規的情況下，未經授權在輸電線路保護區域內進行房屋建設，且該現象屢禁不止，非法建筑和輸電線路保護區的矛盾非常突出，線下障礙難以清除。輸電線路的外力破壞，由于其隨意性特征，致使線路運行與維護工作量大大增加，這樣不僅電力部門遭受了巨大的經濟損失，更重要的是，因電網的穩定性破壞而導致社會無法正常運行，影響了工業和農業生產發展與人民的正常生活。如新、改建工程由于早期協調工作力度不夠，導致與當地人矛盾未能及時解決，致使線路下方的建筑物與樹木在線路投運前無法及時處理，與此同時新的違章建筑與違栽樹木又在不停的出現，新老矛盾的交織使得我們在處理過程中處于十分被動的地位。進行樹木修剪時，經常遭受惡意阻礙，扣留工具，漫天要價，強行索賠，甚至謾罵毆打，致使維護工作無法正常進行，從而降低了線路運行的安全性。

2.2保護區內開展公共活動

線路附近企業舉行慶典的氫氣球、人民娛樂放風箏、商業性廣告條幅等在空中與導、地線、橫擔等纏繞在一起，使得線路發生相間短路或單相接地。隨著商業活動頻率的不斷增加，為烘托現場氣氛，經常會采用氣球、彩條來進行裝飾，等到活動結束后，又往往無人進行拆除，致使彩條與氣球任意飄向天空，隨著氣壓的增大，使其破壞后自由降落，在此過程中，輸電線路猶如籬笆般阻擋了氣球與彩條的下落，一旦掛在線路上，勢必會造成線路短路。

3.防外力破壞技術

（1）紅外探測裝置，主要是對人體所發射的紅外線進行探測，根據紅外探頭來進行探測工作，探頭裝置著紅外感應源，遇到外界的紅外輻射，可以起到收集的作用，如果紅外輻射的溫度產生了變化，探頭上的紅外感應源就會將電荷釋放出來，紅外控測裝置就會將監測所得到的信號傳輸出去。聲控探測系統在進行報警工作時，在對信號的收集上，主要是運用防護區域所安裝的聲控探頭，對聲音信號進行收集。紅外探測裝置和聲控探測系統都有一個共同的缺點，就是很容易被外界的因素影響而出現誤報的現象，甚至發生短路失靈的現象，已經漸漸地被淘汰掉。

（2）微波感應式探測器。輸電線路在防盜上，根據微波感應式的在線監測系統，將輸電線四周10米以內，運用微波感應的原理對移動的物體進行探測，并且將信號得到，致使監控現場的效果得以有效地實現。如遇到有偷盜電力設施，或是破壞電力設施的行為，裝置都會發出非常大的噪音，或者振動。然而，加速度傳感器對被偷盜的桿塔進行信號收集時，有時會產生信號割據和敲打的現象，若想監控好桿塔被偷盜的現象，就應該用相應的技術將雜音除掉。

（3）雷達探測器。雷達探測器不但具有非常廣的探測范圍，靈敏度也非常高，是一種非常優質的監測系統，是利用多普勒理論進行研究而開發成功的一種預警系統，主要是通過雷達波對高壓線路的防外力破壞進行檢測，雷達波在傳輸中所用的時間，以及高壓線磁聲的強度變化值，都可以運用傳感器進行檢測，然后用來對高壓線和物體之間的距離的確定，如果警戒值及其他的預設值超出了，就會由于現場報警器自動進行警報提示，或者遠程警示喊話和報警等。對于高壓線受到物體破壞，能夠在現場直接進行阻止，調度監控中心也可以在后臺操作進行處置。

4.輸電線路通道外力破壞防治策略

4.1實施線路通道內危險源、危險點監控

輸電線路安全隱患的消除，一方面派專人值守，以防隱患繼續發展；另一方面積極發放違章隱患通知書，對違章單位或個人進行法律法規宣傳與教育，并簽訂安全協議，同時監護和指導施工現場設立警示牌，將電力危害、禁止施工事項、安全距離及相關聯系電話注明清楚。對于施工便道，協助施工單位設立車輛限高牌，同時對施工單位（大型機械操作手、安全負責、現場監護）進行現場授課，結合事故案例的講解，使其對電力安全防護知識、注意事項及事故危害做到直觀認識，從而加強其對輸電線路的防護意識與行為。

4.2雷達觸警聯動警示

當使用常規雷達預警裝置時，由于雷達裝置在現場部署時正對地面，其監控區域屬于扇形區域，在兩級桿塔之間可以涉及的范圍幾乎全部涵蓋。以現場情況分析，如果監測區域僅限于兩級塔之間的垂直范圍，造成的結果將是，即使發現異常狀況，事故也已經發生，如塔吊機械掛到線路后，雷達觸發報警為時已晚。所以基于此類狀況，要起到預防作用，必須物體在未到達垂直范圍時就要監測并產生喊話和警燈警示。系統在前端設計時采用了三塊雷達，三者分工明確，組成監測前中后三個范圍，其中前后為斜面監測，三塊雷達之間的夾角預示其監控視角，可根據現場實際情況進行自由設置達到最佳監視。當物體移動至前后雷達監視區域時，裝置捕獲到斜面測量距離，通過斜面與垂直夾角，迅速計算出物體的垂直高度，通過預警判定模型得出即將出現的危險，如果超過安全距離，判定模塊會迅速將預警信息發送至集中控制單元，單元將信號快速聯動發送至前端喊話與警燈裝置，警示裝置以聲音和燈光震懾現場，起到預防作用，如果入侵物體仍舊堅持通過垂直區域，標志事故已發生。

5.結論

綜上所述，防外力破壞裝置的成功研發及廣泛應用，使外力輸電線路事故的發生大大地減少，從而使輸電線路設備的可靠性和安全性得到了保證，具有很好的經濟效益和社會效益。

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