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摘要：雷州半岛地区常年高温多雨，非常适合各类桉树、风景树和竹林的生长，但在输电线路走廊内种植的易生树木却对电网安全造成了极大威胁，为此研究出一种准确、快速的输电线路走廊树障高度预测及告警方法对于降低巡视强度、实现精准清障有极大的现实意义。本文基于统计学分析原理，利用输电RTK无人机、历史树障数据及人工巡视结合方式进行数据收集，在大量线路走廊桉树、风景树和竹林生长密度等基础上，通过数据处理获得桉树、风景树及竹林的生长高度预测模型，经过实测验证和纠偏最终获得了雷州半岛输电线路走廊树障高度快速预测模型，与实际相似度最高为94%，利用模型预测4条输电线路5个隐患点并发现3个树障隐患，具有较大的应用价值。

关键词：统计学分析;雷州半岛;输电线路;树障;高度预测;告警

随着雷州半岛农村地区弃耕种林现象逐渐加剧，一些具有经济价值的速生高杆树木诸如各类桉树、风景树（发财树、橡胶树、松树等）竹林等被大量种植。湛江雷州半岛地区用电量快速提高使得输电线路逐年增加，但经济速生高杆植物种植在输电线路线底极易造成树障跳闸，对输电线路的运行构成了极大的安全威胁[1]。雷州半岛地区常年高温多雨，土地湿润，降雨量充足，非常适合桉树、风景树及竹林的生长，桉树生长期较短，若不加控制可长至30米甚至更高，但雷州半岛地区输电线路弧垂较低，很多线路弧垂低点距地不足10米[2]。因此，若树障生长高度与输电线路安全距离不足的情况下，则导线会对树放电造成树障跳闸。

针对桉树生长高度预测，现有研究方法主要有两种，一种是基于冠幅与胸径、冠幅及密度的相关关系建立数学模型[3]，缺点是模型构建过程复杂且难以对高度进行预测，另一种是基于BP神经网络的智能预测方法，缺点是没有结合地区降雨量、土地肥沃等因素，模型较为单一，局限性较强，且需要编程计算。本文以雷州半岛常见树障为研究对象，包括桉树、风景树和竹林，基于统计学分析的方法建立输电线路走廊树障高度快速预测模型，综合了不同土地情况和种植密度等，全面地对所有常见树障类型进行分析预测，模型建立简单，告警计算简便。

1 实验数据

实验数据来源于中国南方电网广东湛江供电局输电管理所树障管理台账，现阶段湛江供电局下辖管理35kV、110kV、220kV、500kV共200余条线路高压输电线路，树障点主要分布在雷州半岛雷州市、徐闻县、廉江市、遂溪县、麻章区、霞山区、东海岛等地区。分别对不同地区输电线路走廊树障进行取样，按林业常规调查方法，每个地区桉树林取30个样地，每个样地实测30株样木（取3行、每行10株）的东西、南北向冠幅，树龄2-3年（生长较为迅速，升级为树障概率大）。风景树以发财树和鸭脚木为例，每个地区取10个样地，每个样地取10棵样木，树龄3-4年。竹林以野外篾竹子为例，每个地区取5个样地，每个样地竹林取每片竹群中心最高的5棵植株，利用RTK无人机自动巡检、人工日常巡视、通道巡视方法获取其高度并计算平均值，共设置样地315块。如下所示：

2 数据分析过程

2.1 雷州半岛不同地区树障生长高度情况分析

利用数据处理软件对雷州半岛不同地区树障（桉树林、风景树和竹林）生长周期与高度关系进行分析，如下图所示：

从上图1、2、3可见，雷州半岛不同地区树障的生长高度曲线基本呈现“S”型向上，与现阶段研究完全一致。树障生长速度，2-4月和6-8月生长速度较快，可能与这阶段降雨量增加、太阳光合作用较强有关，10-12月生长速率较慢，增幅较小，树障对线路的影响基本稳定。地区方面，东海岛和麻章区的桉树林生长较快，对于直接管辖该线路的线路运维班组而言需要在日常巡视期间加强树障管理。霞山区的风景树生长速率较快，背后原因是霞山区及周边范围对风景树需求量较大，种植大户种植了大量的风景树，此外由于园林管理得当，因此生长情况较好。廉江市、徐闻县和东海岛的竹林生长情况较快，可能是由于地广人稀，竹林砍伐较少，加之气温较高，风力影响较大，因此竹林生长较好。

2.2 雷州半岛不同地区树障生长周期与生长高度预测分析

根据上述统计数据和树障生长高度所反映出来的曲线趋势，利用数据统计软件分别对雷州半岛不同地区的树障曲线进行拟合，获得不同地区树障（桉树林）生长模型，如下所示：

2.3 模型实测验证分析与树障告警方法

利用RTK无人机和人工确认的方法，结合模型随机抽取4条输电线路5个树障隐患点，预测树障高度并实测验证结果相似性，如下所示：

可见，树障生长预测高度与实际结果较为相似，最高相似度可达94%，满足日常推测要求，但缺点是预测高度可能会低于实际高度也可能低于实际高度。

在实际树障巡视中，树障告警方法为：根据上一次现场测得的树障高度（D）和导线对地距离（H），然后隔一段时间后，将月份输入到相应地区相应树障种类的计算模型中，即可获得树障的预测生长高度（h），再用导线对地距离（H）减去树障预测生长高度（h）即为树障对导线距离（ H）。若 H<安全距离fD，则需要安排班组人员进行树障巡视，实测实际树障高度并研判树障隐患。

3 结论

雷州半岛不同地区的树障类型不同，生长高度情况也不同，需要根据不同地区和不同树障种类进行计算。本树障高度预测模型预测的高度可能会低于实际高度但也可能高于实际高度，在预测后需要以实测结果为准。

参考文献

[1] 曾忱， 邹俊， 林月峰. 基于无人机可见光点云的输电线路树障隐患智能分析研究[J]. 电力设备管理， 2020（3）：4.

[2] 樊莹， 黄应年， 高举，等. 输电线路走廊树障存在问题及对策[J]. 科技创新与应用， 2020（2）：2.

[3] 于文滔， 杨芳. 基于BP神经网络的架空输电线路树障隐患预测技术研究[J]. 通信电源技术， 2020， 37（2）：4.