CSG中國南方電網有限責任公司企業(yè)標準架空輸電線路山火隱患及跳閘風險評估技術導則(試行)2025-07-28發(fā)布中國南方電網有限責任公司發(fā)布 2規(guī)范性引用文件 4一般規(guī)定 5輸電線路山火風險評估 26輸電線路山火跳閘風險評估模型有效性評價 附錄A(資料性附件)架空輸電線路激光點云數據規(guī)范 6附錄B(資料性附件)架空輸電線路火焰參數計算方法 附錄C(資料性附件)典型植被火條件下空氣間隙擊穿特性曲線 1附錄D(資料性附件)輸電線路山火跳閘風險評估模型有效性評價方法 編制說明 本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定電網科學研究院有限責任公司，中國南方電網有限責任公司超高壓貴州電網有限責任公司，云南電網有限責任公司，海南電網有限責朱登杰、吳新橋、王璋、黃志都、吳建蓉、周仿榮、陳欽柱、陳浩本文件由中國南方電網有限責任公司輸配電部負責解釋(專業(yè)歸口部門)。本文件在執(zhí)行過程中的意見或建議反饋至中國南方電網有限責任公司輸配區(qū)科翔路11號南網科研基地，510663)。架空輸電線路山火隱患及跳閘風險評估技術導則(試行)1.1本標準規(guī)定了架空輸電線路山火隱患及跳閘風險評估技術，包括一般規(guī)定、基礎資料、評估流程和評估方法。1.2本標準適用于中國南方電網有限責任公司管轄范圍內35kV及以上電壓等級架空輸電線路長期山火隱患靜態(tài)風險評估以及短期山火跳閘動態(tài)風險評估。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本規(guī)定的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本標準。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本標準。GB/T2900.51架空線路術語GB/T17798地理空間數據交換格式GB/T50545110~750kV架空輸電線路設計技術規(guī)程GB/T50790±800kV直流架空輸電線路設計規(guī)范DL/T741-2019架空輸電線路運行規(guī)程DL/T1346-2014直升機激光掃描輸電線路作業(yè)技術規(guī)程DL/T1620-2016架空輸電線路山火風險預報技術導則CH/T9008.2-2010基礎地理信息數字成果1:5001:10001:2000數字高程模型CH/T9008.3-2010基礎地理信息數字成果1:5001:10001:2000數字正射影像圖3術語和定義以下術語和定義適用于本標準：是掃描點的集合數據。激光雷達系統(tǒng)對地面掃描獲得地面反射點的三維坐標，每個地面反射點按三維坐標以點的形式分布在三維空間中，稱為掃描點。是指輸電走廊植被燃燒的火焰蔓延速度、火線強度和火焰高度等參數?；鹁€強度Linearintensityoffireadvance是指單位時間內在單位面積上火焰燃燒釋放的能量。是指山火引起的絕緣下降對應的間隙擊穿電壓。是架空輸電線路按照山火高發(fā)期的極端山火條件進行計算的，可能發(fā)生相(極)間或相(極)地間隙短路擊穿，引起跳閘/閉鎖風險。山火跳閘/閉鎖風險區(qū)段分為相(極)地山火跳閘/閉鎖風險區(qū)段和相 (極)間山火跳閘/閉鎖風險區(qū)段，所有山火跳閘/閉鎖風險區(qū)段的集合構成本標準需要防控的隱患。架空輸電線路山火跳閘風險Tripriskofwildfire-inducedtrippingofoverheadtransmissionlines是架空輸電線路下方發(fā)生山火時，可能發(fā)生的相(極)間或相(極)地間隙短路擊穿，引起線路發(fā)2其數據規(guī)范詳見附錄A。采樣框的設定為以采樣點為中心，選擇長度為100m、寬度為線路走廊及保護區(qū)范圍的矩形區(qū)域。在開展隱患評估時，目標地區(qū)的氣象資料可從國家衛(wèi)星氣象中心獲取，主要包括山火高發(fā)期內的月平均最高溫度、最小相對濕度以及歷史極大風速。而在進行跳閘風險評估時，則直接采用評估位置地區(qū)可燃物類型資料來源于運維信息或《1:1000000中國植被圖集》;地區(qū)可燃物載量資料可從輸電走廊信息由本地區(qū)電網公司根據激光點云數據提取。所需要的輸電走廊信息如表1所示。其中，桿塔區(qū)段指的是采樣點所在的兩基桿塔之間的區(qū)間，記錄經(緯)度指的是采樣中心點的經(緯)類別桿塔信息電壓等級線路信息導線對地線最短距離導線對樹冠最短距離導線對導線相間最短距離3山火條件下導線-地的山火耐受強度的評估按照式(5.1)進行計算。d?-t——導線對樹冠距離，m;Ef——標準火焰連續(xù)區(qū)單位長度的山火耐受強度，取60kV/m;Ex——標準火焰非連續(xù)區(qū)單位長度的山火耐受強度，取173.7kV/m;E?——標準空氣間隙單位長度的耐受強度，取359.2kV/m;山火條件下導線-導線的山火耐受強度的評估按照式(5.2)進行計算。E,——標準火焰連續(xù)區(qū)單位長度的山火耐受強度，取60kV/m;Ex——標準火焰非連續(xù)區(qū)單位長度的山火耐受強度，取173.7kV/m;Es——標準空氣間隙單位長度的耐受強度，取359.2kV/m;Ca—植被密度修正系數，按式(5.3)進行計算；Ca——海拔修正系數，按式(5.4)進行計算；Ce——火焰溫度修正系數，按式(5.5)計算。4T——山火高發(fā)期內月平均最高溫度，℃;T?——植被火焰頂部最高溫度，℃,其計算詳見附錄B.1.4;T?——火焰在導線處的溫度，℃,其計算詳見附錄B.1.4。交流輸電線路的對地跳閘風險系數按照公式(5.6)計算，相間跳閘風險系數按照公式(5.7)計算。Kp——最大偏移系數，當線路額定電壓等級大于330kV時取1.1,當線路額定電壓等級小于330kV直流輸電線路的對地閉鎖風險系數按照公式(5.8)計算，極間閉鎖風險系數按照公式(5.9)計算。Up——導線-導線間隙的山火耐受強度，kV;Cdc——電壓波形修正系數，當直流輸電線路工作在正極性運行狀態(tài)時取1.19,否則取1;火高發(fā)期的月平均最高溫度、最小相對濕度和歷史極大風速。按照5.1-5.3中的方法，逐區(qū)段計算架空輸電線路的山火風險系數，并根據表2確定該線路區(qū)段的隱患等級。運維部門可根據隱患等級的高低，取值范圍隱患等級5極高風險高風險中風險料采用山火發(fā)生后實際發(fā)生地點的實時溫度、相對濕度、風速和坡度等氣象和地理參數。按照5.1-5.3中的方法，計算架空輸電線路的山火風險系數，并根據表3確定該線路的山火跳閘風險等級，調取值范圍風險等級極高風險高風險中風險6坐標系要求統(tǒng)一為WGS84UTM投影。A.3點云分類與賦色表格中點云分類項為關鍵必須的分類內容，分類成果可以包含大編號中文名稱1其他點2地面點34中植被5高植被6建筑物7噪點89交叉跨越1(上)交叉跨越2(下)導線eg1:廣東某線路1-45號地面點數據：XB_1-45_Ground.laseg2:廣東某線路1-45號導線數據：XB_1-45_Structures.las的點云數據和桿塔坐標文件。桿塔坐標文件以excel文件為主7las線路字母簡稱_起始桿塔號-終止桿塔號_英文名.las桿塔坐標桿塔坐標文件A.6點云切割輸電線路通道內的單個分類后的點云數據要求完整，避免出現(xiàn)切割多段和回路拆分存儲的情況。A.7正射影像要求(樹種分類)每條輸電通道要求同步提供采集的正射影像數據，正射影像數據格式為*.tif,分辨率要求滿足1:1000的測繪規(guī)范。A.8數字高程模型要求每條輸電通道要求利用地面點云分類成果生成數字高程模型，數字高程模型格式為*.tif,分辨率滿足1:1000測繪規(guī)范。A.9數據內容輸電線路名稱采樣點編號沿線路首個采樣點距)等桿塔區(qū)段經度緯度附近導線對地最短距離導線對樹冠最短距離相問距離相對地線距離草地草地比例灌木灌木比例林地比例#植被凈載量W#坡度坡，向靠近耕地靠近墳地種類主要樹種平均胸徑平均間距8(資料性附件)架空輸電線路火焰參數計算方法B.1火焰行為參數計算B.1.1火焰蔓延速度評估輸電走廊植被燃燒時，火蔓延速度需要根據氣象條件以及地形條件進行計算，按式(B.1)計算：R=K?K?KR?Ks——植被種類修正系數；Kg——坡度修正系數；K,——風速修正系數；Ro——無風平坦條件下火蔓延速度，m/min。實際應用過程中部分植被的植被種類修正系數K?取值己被計算取得，可通過查表獲得，見表B.1。植被類型次生林莎草、矮樺牧場草原2紅松、華山松、云南松等林地1坡度修正系數和風速修正系數按式(B.2)Kg=e3.533(tane)1-2(B.2)1——地面上空10m處極大風速，m/s。初始火蔓延速度僅考慮氣象條件，按式(B.4)計算：R?=0.03T+0.05F-0.01H+0.7T——環(huán)境溫度，℃,隱患風險評估時取山火高發(fā)期內月最高氣溫，跳閘風險評估時取火災位置的實時氣溫；F——風級。隱患風險評估時取山火高發(fā)期內極大風級，跳閘風險評估時取火災位置的實時風級。地面上空10m處風速與風級的對應關系可參考表B.2; 相對濕度，%。隱患風險評估時取山火高發(fā)期內最小相對濕度，跳閘風險評估時取火災位置9的相對濕度。風力(級)風速(m/s)風力(級)風速(m/s)00718293456B.1.2火線強度評估火線強度表示單位火線長度在單位時間內釋放的熱量，可表征火焰燃燒強度，按式(B.5)計算：I=qWR/60(B.5)W——可燃物載量，kg/m2;q——可燃物燃燒熱值，表示單位質量可燃物的發(fā)熱量，kJ/kg?？扇嘉镱愋团c可燃物燃燒熱值的對應關系可參考表B.3?？扇嘉镱愋蛁值(kJ/kg)闊葉林(1)當植被類型主要為草本時，若草的高度小于等于1m時，則可燃物載量約為0.4025kg/m2,若草的高度大于1m,則可燃物載量約為0.805kg/m2。當植被類型主要為灌木時，則可燃物載量可根據式(B.6)H——(2)當植被類型主要為林木時，則可燃物載量可根據式(B.7)-(B.9)計算，其中當植被種類為松樹時：Yb—郁閉度，茂密時為0.85,中等時0.55,稀疏時為0.30,下同。(3)當植被種類為杉樹時：W=0.1(-194.567(1.2-Yba)?-355.336(1.2-Yba)3+1335.99(1.2-1086.443(1.2-Ybd)+289.208)(4)當植被種類為桉樹時：火焰高度表示輸電走廊植被燃燒時，火焰的最大燃燒高火焰溫度表示輸電走廊植被燃燒時，火焰在導線處的溫T?——導線高度處的溫度，℃;T——山火高發(fā)期內月平均最高溫度，℃;當火焰高度為1m以下，認為火焰溫度對導線影響較小，因此1m以下的火焰在導線處的溫度均采(資料性附件)C.2植被種類4m及以上交流長間隙下云南松、水杉、速生桉、灌木和茅草5種植被火焰間隙的擊穿特性和各個數據點的誤差棒如圖C.1所示。其中平均擊穿電水杉速生桉灌木茅草—▲—火焰橋接比例/%圖C.1長間隙下5種植被火焰間隙的擊穿特性15層-25層杉木植被垛下，不同燃燒強度的交流間隙擊穿特性如圖C.2所示。在相同火焰橋接占比而對火焰區(qū)的絕緣特性影響較小；在不同火焰橋接比例下，20層和25層杉木火焰間隙的擊穿特性相差圖C.2不同燃燒強度下的間隙擊穿特性C.4間隙長度干燥杉樹木垛、杉樹枝、茅草以及秸稈火焰條件下，交流情況下0.4m-0.8m以內導線—板短間隙的平均擊穿電壓梯度范圍為24~92kV/m,但在3-9m長間隙火焰全橋接情況下的擊穿電壓梯度約為60kV/m;負極性直流條件下4m-12m導線—板短間隙的平均擊穿電壓梯度范圍為74~106kV/m,高于交流擊穿電壓?；鹧嫒珮蚪訒r間隙擊穿電壓與間隙距離之間存在良好的線性關系，且短間隙下的試驗結論不能簡單外推到長間隙。0■——擬合曲線間隙距離/m圖C.3不同間隙長度植被火中導線—板間隙的交直流擊穿特性C.5植被濕度4m間隙長度，2013m海拔條件下，15%、25%、57%、81%濕度杉木垛在最大火勢階段間隙平均擊穿電壓梯度(取多次擊穿時的平均值)的變化如圖C.4所示。最大火勢階段間隙平均擊穿電壓梯度隨著濕度的增加呈現(xiàn)下降趨勢，間隙平均擊穿電壓梯度與木垛濕度存在較好的線性相關性。植被濕度/%圖C.4杉木垛不同濕度條件下的擊穿特性C.6地形坡度當間隙距離為45cm時，不同坡度下，茅草火焰間隙的擊穿電壓如圖C.5所示。隨著坡度的增加，間隙的擊穿電壓逐漸增大。當板電極水平放置時(坡度為0°),全火焰下間隙的擊穿電壓為32.05kV,而當坡度為19°時，擊穿電壓達到42.35kV,增加幅度達到32%。通過試驗發(fā)現(xiàn)，隨著坡度的增加，植被燃燒速率明顯加快，燃燒時間大幅度減小，火焰高度也有所增加，而擊穿電壓的增加主要與擊穿位置的變化有關。坡度/(°)圖C.5茅草火焰在不同坡度條件下的擊穿特性C.7相間間隙相地距離4m,1m與1.5m相間間隙在杉木植被火條件下的擊穿電壓如圖C.6所示。在相間距為1m時間隙擊穿電壓隨火焰高度的降低程度并不明顯。相間距為1.5m時，間隙擊穿電壓隨著火焰高度有著較為明顯的線性關系。當相間距大于1.75m時，相間擊穿大部分發(fā)生在火焰能部分橋接間隙時，在相間距低于50%相地距離時，主要的跳閘風險為相地跳閘，相間跳閘需要火焰能夠橋接部分間隙才能引起相間跳閘?；鹧娓叨?m圖C.6火焰未橋接間隙時的相間擊穿電壓特性3-5m間隙長度下，杉木火焰交流和正極性直流條件下的間隙擊穿特性曲線如圖C.7所示。在火焰橋接比例較低時，正極性直流平均擊穿電壓梯度大于交流，當火焰橋接比例到達一定程度時，直流擊穿電壓梯度更低。米直流數據---擬合曲線+交流數據有效值米---擬合曲線米米十間隙橋接占比圖C.7杉木火焰3-5m間隙交直流條件下的間隙擊穿特性(資料性附件)輸電線路山火跳閘風險評估模型有效性評價方法利用輸電走廊山火告警以及線路山火跳閘事故調查數據，結合事故所在地采集的現(xiàn)場準確地形和植被等山火風險評估關鍵參數，計算輸電線路山火跳閘風險，并與實際線路跳閘事故結果相比較，以評價輸電線路山火隱患及跳閘風險評估方法的性能，修正跳閘風險評估模型。D.2輸電線路山火跳閘風險評估的混淆矩陣所述的方法計算輸電線路山火跳閘風險。輸電走廊的山火告警事件指的是通過衛(wèi)星或地面在線監(jiān)測設備排除其他非山火因素引起的事件。輸電走廊的山火告警事件需要與山火跳閘事件進行關聯(lián)分析。最終的樣本庫分為“山火告警但非山火跳閘事件”和“山火跳閘事件”兩類?！吧交鸶婢巧交鹛l事件”指的是在輸電走廊發(fā)生的山火告警事件中，未引起線路跳閘的事件。但是若根據現(xiàn)場事故調查，由于主動降壓或停運等措施，雖然山火發(fā)生但未導致實際跳閘的情況，將不計入統(tǒng)計?！吧交鹛l事件”則包括發(fā)布山火告警并最終引發(fā)跳閘的事件，以及未發(fā)布山火告警但通過線路運維信息判斷為山火引起的跳閘事件，后者主要指漏告警導致的山火跳閘。比較模型評估結果與歷史山火實際跳閘情況，構建輸電線路山火跳閘風險評估的混淆矩陣。山火告警，但是非山火跳閘事件山火跳閘事件山火跳閘高風險和極高風險山火跳閘中風險和低風險D.3輸電線路山火跳閘風險評估性能指標精確率：又被稱為“查準率”,指的是所有評估為高風險和極高風險的事件中，實際真實發(fā)生山火召回率：又被稱為“查全率”,實際發(fā)生了山火跳閘的事件中，被模型評估為高風險和極高風險的事件數占比。在實際生產指揮過程中，往往精確率和召回率并不能同時達到最優(yōu)狀態(tài)，過分追求精確率可能導致是精確率與召回率的調和平均數，在一定程度上解決精確率和召回率之間的權衡問題。架空輸電線路山火隱患及跳閘風險評估(試行)編制說明I1任務來源與工作簡要過程 2編制原則及主要內容 3標準編制目的 4借鑒國內、外先進標準的情況 5與現(xiàn)行法律、法規(guī)、政策及相關標準的協(xié)調性 6貫徹標準的要求和措施建議 7代替或廢止現(xiàn)行企業(yè)標準的建議 8重要內容的解釋和其它應予說明的事項 9標準中強制性和影響面較大的內容說明 10標準名稱與計劃項目名稱發(fā)生變化的主要原因 1任務來源與工作簡要過程本項目是根據2022年南方電網公司技術標準制修訂計劃(辦生技〔2021〕26號),計劃編號為“技標2022-X3-058”,項目名稱“架空輸電線路山火隱患及跳閘風險評估”進行制定，主要起草單位：廣東電網有限責任公司電力科學研究院，南方電網有限責任公司輸配電部，南方電網科學研究院有限責任公司，中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司，廣西電網有限責任公司，貴州電網有限責任公司，云南電網有限責任公司，海南電網有限責任公司，深圳供電局有限責任公司等。計劃應完成時間2023年。1.2標準編制工作的簡要過程1.2.1本標準計劃于2024年12月完成，編制工作如期完成。2022年6月，由廣東電科院、南方電網公司輸配電部、南網科研院、超高壓、廣西電網公司、貴州電網公司、云南電網公司、海南電網公司、深圳供電局等單位參加成立編寫組，對該標準的編寫原則和主要內容等問題進行研討。2022年7月-8月，調研超高壓，廣西電網公司，貴州電網公司，云南電網公司等單位山火跳閘情況，并研究山火隱患精準評估方法。2022年9月，編制完成《架空輸電線路山火隱患評估技術導則》初稿。2022年10月，由公司輸配電部、南網科研院，超高壓，廣西電網公司，貴州電網公司，云南電網公司等單位專家開展內部評審。2022年10-12月，完成標準征求意見稿和編制說明，經起草工作組商議確認后，提交至公司輸配2023年1-2月，公司輸配電部組織全網范圍內征求意見，根據征求意見修改完善形成標準送審稿。2023年2月，通過公司輸配電部組織的標準專家組評審，并按評審意見修改。2024年12月，開展第二次評審，根據專家意見，完成修改，形成報批稿1.3參編單位及工作組成員本標準主編單位：廣東電科院，南方電網公司輸配電部、南網科研院，超高壓，廣西電網公司，貴州電網公司，云南電網公司，海南電網公司，深圳供電局。本標準主要起草人：樊靈孟、周恩澤、鐘連宏、龔博、李成、王磊、張云、魏瑞增、羅兵、朱登杰、黃志都、吳建蓉、周仿榮、文剛、陳欽柱、陳浩、肖微、羅穎婷、劉淑琴、何浣、鄂盛龍。部分主要成員履歷如下：a)樊靈孟。工作單位：公司輸配電部；職稱：教授級高級工程師；學歷：碩士；畢業(yè)時間：1995年；專業(yè)、專長：輸電線路。b)周恩澤。工作單位：廣東電科院；職稱：中級工程師；學歷：碩士；畢業(yè)時