架空输电线路鸟害故障分析及防治对策.docx

架空输电线路鸟害故障分析及防治对策架空输电线路大多运行在荒郊野外，它覆盖面广， 生态环境又变化无常，无疑要受到鸟类活动对它的影响。鸟害已严重地威胁着电力系统及网络的安全运行，必须引起运行管理部门和电力线路工作人员的高度重视，线路的防鸟害工作刻不容缓。鸟类对架空电力线路的危害鸟类筑巢春季鸟类开始在输电线路杆塔上筑巢、孵化。经实地观察，多是乌鸦、青鹳、苍鹰等鸟类。这些鸟口叼树枝、铁丝、柴草等物，在线路上空或导线之间穿越飞行，当铁丝等物落在横担与导线之间，就会造成线路故障。刮风时，杆塔上的鸟巢被风吹散掉落在带电导线或悬瓶上，会造成短路接地故障。鸟类飞行体形较大的鸟类，如黑鹳，其体长1 米多，翅膀展开更大。体形较大的鸟类空中争斗时飞行在导线间可能造成相间短路或单相接地故障。鸟粪闪络鸟粪闪络是指由栖息在杆塔上的鸟类排泄物引起的闪络事故。鸟粪（特别是青鹳拉的稀屎）污染绝缘子串，在空气潮湿、大雾时易发生闪络。鸟站在瓷瓶串（或硅子）上部的横担上向下拉稀屎并沿瓶串下流时造成单相接地，或者鸟粪随风吹向带电体造成空气间隙击穿，引起闪络。河套地区鸟害情况地处河套平原的内蒙古巴彦淖尔电业局所辖的输电线路基本上都处于河套灌区，受自然环境及外力的影响较大，近几年连续不断发生多次鸟害故障，已严重威胁到输电线路的安全、稳定运行。经统计，1996 年2006 年，地区电网共计发生鸟害造成的线路跳闸35 次，占同期各类障碍跳闸总数51 次的 68.63。下面是近 10 年来发生的鸟害情况：表一： 220 千伏线路鸟害故障统计1 / 6年份1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 故障次数2 3 1 0 3 4 2 1 3 3 0表二： 110 千伏线路鸟害故障统计年份1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 故障次数1 0 0 1 2 3 0 0 1 3 2从以上统计数字可以看出，220 千伏线路较110 千伏线路鸟害故障率高，而且呈逐年上升趋势。受地区气候特点和地理环境影响，2001 年河套地区运行的21 条输电线路鸟害故障达到高峰期。鸟害故障原因分析地形地貌输电线路鸟害故障具有明显的地形地貌特征。经观察，鸟害引起故障的杆塔周围环境，多在靠近河流（排水渠）、稻田、鱼池、低洼潮湿地带，有较大树木和一些村庄少、僻静开阔的庄稼地带。加之，近年来河套地区养殖业不断扩大，再加上套区排灌，洼地积水多，引来大量的候鸟在此栖息、觅食。根据河套地区的资料统计，鸟害分布区域特征如表3 所示。季节特征鸟害造成线路故障时的气象条件大多是晴天、阴雨天。鸟害一年四季均有发生，但各季情况又有所不同，其季节特征见表4。表 3：鸟害分布区域特征分布区域河流农田森林开阔地平地沼泽地其他分布率（ %） 38 17 12 9 16 4 6季节一季二季三季四季发生率（ % ） 9 17 58 18表 4：鸟还故障的季节特征河套地区鸟害故障随着季节变化表现出一定的规律性。每年6 月初 11 月，大批的候鸟返回套区，这段时间在套区生活的候鸟食物主要来源于鱼虾、虫类等。进入冬季，又全部返回南方，留在套区的候鸟也只有鹰类，老鹰的身材较大型候鸟身材小，绝缘子上方有空隙就可栖息，加之食量大、粪便多，当它站在绝缘子串上方排泄时就会引起接地短路故障。2 / 6时间特征据笔者统计分析，每年的5 月底到 12月初是鸟害发生的主要月份。从时段上看，多为夜间21： 00 06：00点左右。结合历年线路鸟害故障情况分析，鸟害频发大多集中在每年的8、 9、10 三个月及每日的 22：00点至次日凌晨 04：00点之间。全年12 个月份中， 每年的 8、9、10 月份发生的鸟害故障占全年的78.8。电压等级从鸟害造成故障的电压等级看，80%发生在 220 千伏线路上 ,20% 发生在 110 千伏线路上。运行实践表明，鸟类故障多数发生在110 千伏和 220 千伏电压等级的线路中，35 千伏及以下电压等级的线路故障较少。河套地区运行的输电线路，220 千伏电压等级的线路鸟害造成的故障跳闸就占66.67%。导线排列方式对于导线的排列方式，无论是水平排列、三角排列或垂直排列，都有鸟害故障发生，无规律可循。但据统计资料显示，无论三角排列或垂直排列其上边相以及上边相的引流线绝缘子串较容易发生鸟害闪络。杆塔类型统计资料显示，直线杆塔上发生鸟害的机率较大，耐张杆塔引流线上发生鸟害的机率较小。鸟粪闪络的特征鸟一般在凌晨觅食前排出大量的粪便，因此鸟粪闪络事故多出现在这段时间，这也是鸟粪闪络故障的一个显著特征。鸟粪是一种极具导电性能的混合液体，当鸟起飞的一刹那，长长的稀屎会沿着瓶串瓷裙表面下滑，使绝缘子串上形成一条粘稠状稀屎短路带，当稀屎短路4 片以上绝缘子串时，即可引发一次单相接地故障。鸟落在杆塔横担上或在杆塔附近飞翔时，其排泄物呈流体状并且部分桥接了导体与杆塔之间的绝缘子而导致闪络。鸟粪造成闪络多数沿瓷瓶串，约占70，沿空气间隙闪络约占30。沿瓷瓶闪络是由于鸟类粪便顺着瓶串下滑造成单相接地，沿空气闪络多数是由于风吹鸟粪，使鸟粪对过引线或对横担与带电体放电闪络。另外，当鸟粪积累到一定数量后，在潮湿的情况下也会发生闪络。鸟害故障具有继发性，某处故障会在同一天（恰好赶上适宜的气象条件）或相隔几天再次甚至多次发生。3 / 6值得注意的是， 鸟粪闪络是一种突发性事件，闪络前没有任何征兆，闪络时也极少为人所见，只能事后（巡线、登杆塔检查）进行判断。因此，鸟粪痕迹的存在一直作为判断是否为鸟粪闪络的重要依据。鸟害的其它成因基建安装遗留问题。线路施工完毕移交生产运行时，由于基建工程安装的防鸟针较小，不但防不住鸟，反而给鸟提供了良好的栖息之地，从而导致鸟害故障的发生。原始防鸟设施陈旧。 原有的防鸟设施陈旧， 在鸟害发生的线路上加装了大型防鸟针（直径约 500 600 毫米），在一定的程度上起到了防鸟的作用，取得了明显的效果，但经过几年运行，又再次发生鸟害。环境的改变使鸟害增多。近几年，水产养殖业的扩大，致使多种候鸟活动、栖息在整个河套地区。前几年没有候鸟出现的地方也出现了候鸟，从而导致输电线路鸟害的范围区域不断扩大，各种形式的鸟害故障不断增加。鸟害故障的防治对策安装惊鸟器， 阻止鸟类在杆塔上活动。在杆塔上装设了能产生声光信息及能发出声响的风车、挡板和反光镜片等，惊吓驱逐鸟类不敢靠近而远离杆塔，在最初的220 千伏线路上起到了作用；在杆塔上捆绑红布条或惊鸟彩旗，对鸟起到一定的惊吓作用；安装大型防鸟针， 阻止鸟类在杆塔上的关键部位活动。采用 GJ-120 型钢绞线（ 19 股）装于瓷瓶串上方 （针体高度： 220 千伏600900 毫米，个别地段加大至800-1000 毫米； 110 千伏400600 毫米）并用并沟线夹把钢绞线与横担夹紧，将钢绞线散成球状，覆盖范围增大到整个横担，使鸟不能在此停留，没有落脚点。大大降低了鸟害故障造成的线路跳闸，至今取得了理想的防鸟效果；研制新型防鸟针。在防鸟针座的制作和转动上下功夫，自行加工研制出了万向节型、推拉型、折叠转动型等新型防鸟针。通过现场的试用，推拉型和折叠转动型两种加工简单，便于安装和检修，防鸟效果明显。在杆塔上安装引鸟箱。这样既减少了鸟类对线路运行的影响，也使鸟类的繁衍生息受到保护。现有防鸟害措施的利弊分析4 / 6在杆塔顶部涂刷红油漆、挂小红旗、安装风铃等。该方法简单易行，在安装初期确实起到惊吓鸟的作用。但鸟类容易适应，长期防鸟性能差。安装转动风轮、塑料风车。在风力作用下转动，对鸟有一定的惊吓作用。由于材质老化，持久性差，仍不能防止鸟类筑巢。横担绝缘子正上方安装防鸟刺，控制鸟栖息位置。一种是用多股钢绞线，一端固定， 一端散开， 成蘑菇状。优点：制作安装方便；缺点：时间长钢针易变形，变形到一定程度，大鸟仍能在此栖落。另一种是用冷拔钢丝焊接成云杉树状，安装方便，不易变形。在杆塔顶部显眼位置安装惊鸟牌。选择鸟的敏感色彩，喷涂制作反光图案铝牌，支撑架可轻微转动，具有不锈蚀、不褪色等特点。惊鸟牌参照了民航系统驱鸟经验，效果比较明显。安装大盘径绝缘子。在悬垂绝缘子串上方加装一片大盘径绝缘子或玻璃绝缘子，直径在380 470 毫米之间，缺点是增加了检修工作难度。加装大硅橡胶伞群。安装在第一片绝缘子上方，受材质限制，直径一般在100 600 毫米。优点：与合成绝缘子同一材料，不增加检修工作难度，直径较大，防鸟效果较上种方法明显，不但有防污作用还能提高线路耐雷击水平。缺点：直径不宜超过700 毫米，否则在重力作用下会产生变形。加装防鸟挡板。安装复杂，成本高，装绝缘防鸟挡板110 千伏每基材料费在2200 元左右， 220 千伏每基材料费在 3100 元左右，而且容易被风吹翻掉，影响检修，加上寿命短，一直没有真正推广。地区不同，情况不同，预防鸟害故障也应根据当地气象及鸟类活动的规律，结合行之有效的防鸟害经验，科学防范才能最终取得理想效果。防鸟害措施新思路综合各种防鸟装置的优缺点，结合 10 多年来的运行经验及与鸟害研究的经历，笔者认为有以下4 种防鸟害方法可供参考：安装电子驱鸟装置。电子驱鸟装置以太阳能为动力，每隔数分钟便自动发出驱鸟鸣叫，并伴有频闪灯，起到驱鸟的作用。这种驱鸟装置每基铁塔需安装一个，价格昂贵，大约3000 元左右。5 / 6安装防鸟刺。成本低廉，制作简单。原材料采用多股钢绞线，为了防止变形，每股钢绞线绕成弹簧，底座只需一个紧固螺丝，便于安装和拆卸。合成绝缘子第一片伞裙上方加装一片大硅橡胶伞裙。考虑到直径过大，可与厂家协商生产时在硅橡胶内部增加多层绝缘内衬，以提高它的刚度。安装简单，且不需对外停电，价格在每只150 元左右，值得推广。与厂家协商改变合成绝缘子结构设计。在原合成绝缘子大小伞的基础上，中间间隔添加12 片大伞裙， 当有鸟粪滴落时，可起到隔断作用。由于增大伞裙，干弧距离也略有增大，耐雷击水平也相应提高。此外，在冬季还可以有效防止冰雪积聚，提高合成绝缘子抗露闪、冰闪能力。这种设计更适合220 千伏及以上线路，在河套地区有非常好的应用效果。编后语随着人类对自然生态环境保护意识的加强，鸟类的繁衍数量逐渐增多，活动范围也日趋扩大。而随着电网建设的快速发展，必然会破坏鸟类的自然栖息环境，如何因势利导，达到人类和鸟类的和谐相处，是我们目前应该研究的一个新课题。因此，对于输电线路的防鸟害，应该从研究鸟的种群分布、生活习性及规律、迁徙特点等入手， 有意识地去引导鸟类适应新的环境，这样才能使得鸟类有了新的栖息地而不去危害线路。同时，随着鸟类适应能力的增强，各种防鸟害措施需不断更新使用，才能收到好的效果。6 / 6