接觸網(wǎng)鳥害防治方案研究

趙紅玉，魏 博

(鐵道第三勘察設計院集團有限公司，天津 300251)

1 概述

由于人類對自然生態(tài)環(huán)境保護意識的加強，鳥類的繁衍數(shù)量也逐漸增多，活動范圍日趨擴大，鳥類對于人類的益處是眾所周知的，但在我國電氣化鐵路線路中，鳥類活動引起的線路故障緊次于雷擊、外力破壞，居于線路故障總數(shù)第3。

電氣化鐵路接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)是鐵路運輸中機車、信號、控制等系統(tǒng)供電的重要組成部分，隨著電氣化鐵路的快速發(fā)展，速度不斷提高，高鐵的供電安全性就更加重要。鳥類活動引起的輸電線路短路，電氣控制部件損壞、跳閘、機械補償裝置卡滯失靈等問題，嚴重影響了鐵路運輸安全，鳥害是影響接觸網(wǎng)正常運行的一種自然災害。因此采取有效的措施，進行防鳥、驅鳥是非常重要和必要的，針對高鐵接觸網(wǎng)線路長、桿柱型號多、現(xiàn)場環(huán)境不一致的情況，采取通用性強的、安裝維護方便的主動驅鳥措施(如驅鳥器)更方便有效，在有鳥類棲息的地區(qū)安裝鳥類保護裝置會大大降低一些潛在的危險。［1-5]

2 接觸網(wǎng)上鳥類活動對供電線路的主要危害原因

2.1 鳥類筑巢

春季鳥類開始在輸電線路桿塔上筑巢產(chǎn)卵、孵化。經(jīng)實地觀察，多是喜鵲、烏鴉、蒼鷹等鳥類。用樹枝造成的鳥窩，在干燥的天氣里雖未造成事故，但遇陰雨天氣，桿塔上的鳥巢被風吹散掉落在帶電導線或懸瓶上，樹枝接觸導線(或靠近導線)將發(fā)生短路、接地事故。

2.2 鳥類飛行

鳥兒喜歡飛行，而且鳥兒喜歡口叼樹枝、鐵絲、柴草等物飛行，當它們在線路上空往返飛行時，鐵絲、雜草等物落在桿塔橫擔、懸垂絕緣子均壓環(huán)上時或穿越靠近桿塔構件與導線絕緣間隙時，會造成線路故障;鳥在橫擔上刁食小動物時，小動物短接線路引起線路接地跳閘;體型較大的鳥類或鳥類爭斗時飛行在導線間可能造成相間短路或單相接地故障。

2.3 鳥糞閃絡

一些鳥類雖不在桿塔上筑窩，但棲息在桿塔橫擔上，由于排糞會使絕緣子污染，在空氣潮濕、大霧時易發(fā)生閃絡事故。原因有三:第一，鳥糞是一種導電混合液體，含水量和電解質較高，在帶電導體之間造成閃絡;第二，糞便污染了直線懸垂絕緣子串，若積糞太多，會使絕緣子發(fā)生污閃事故;第三，當鳥類處在絕緣子串的正上方拉稀屎時，長長的稀屎會沿著瓷裙表面下滑，使絕緣子串上形成一條稀屎短路帶，造成絕緣子傘裙短接而使爬距減小，當稀屎短路4片以上絕緣子串時，即可引發(fā)一次單相接地故障事故。［6-10]

鳥類對接觸網(wǎng)最致命的影響是通過自身身體或鳥巢樹枝將帶電體與接地體之間的絕緣距離縮小或短接，造成接地跳閘甚至斷線，擊穿絕緣子等事故。主要表現(xiàn)為鳥窩材料(樹枝、鐵絲等)對接觸網(wǎng)形成短路，導致接觸網(wǎng)跳閘停電，影響正常的運輸秩序，嚴重時還可能導致接觸網(wǎng)斷線或設備燒損。如圖1，圖2所示。

圖1 筑巢用的樹枝

圖2 設備燒損

3 鳥害發(fā)生的常見位置

鳥害是“不明原因閃絡”不容忽視的主要原因之一。鳥類有一種相對固定的遷棲習慣，往往一些電氣化鐵路線多年來接連發(fā)生閃絡的地區(qū)就是鳥類活動較多的地區(qū)。這種閃絡發(fā)生的時間與季節(jié)有關，基本與候鳥遷移的季節(jié)符合。

發(fā)生閃絡還與桿塔的結構有關，多發(fā)生在門形塔架等結構比較隱蔽處，鳥類常常在此筑巢。有鷹類活動的地方，鷹最喜歡停留的桿塔的頂端或者位置較高的一相上面，居高臨下，便于觀察和捕捉地面上的小動物。在很多發(fā)生鳥害閃絡的地方，當?shù)厝罕姾途€路維護人員都說有鷹在此活動。

4 現(xiàn)有的接觸網(wǎng)鳥害防治措施

單純依靠人工處置鳥窩只是權宜之計，一方面加大了運營維護的工作量，同時也有可能處置不及時而導致接觸網(wǎng)故障，故不是長治久安之策。因此，在接觸網(wǎng)上采取有效的鳥害防治措施是非常必要的。

現(xiàn)在國內主要的幾種驅鳥方式為:驅鳥劑、圖片、聲音、光、驅鳥刺、超聲波驅鳥。主要驅鳥產(chǎn)品性能對比見表1。

表1 主要驅鳥產(chǎn)品性能對比

4.1 驅鳥劑

涂刷可降解制劑。

4.2 圖片驅鳥和聲音驅鳥

主要是在現(xiàn)場懸掛模擬鳥類天敵的圖片和播放鳥類天敵的聲音，使鳥類恐懼，遠離該區(qū)域。主要在機場、糧庫等單一固定場所使用。

4.3 光驅鳥

光驅鳥的產(chǎn)品主要是旋轉反光鏡，在風的吹動下產(chǎn)生旋轉，反射陽光，驚嚇鳥類，達到驅鳥目的。

4.4 驅鳥刺

采用散開的尖狀金屬絲束結構，使鳥類無法在安裝有驅鳥刺的部位停留或筑巢，防止鳥類活動。

4.5 超聲波驅鳥

發(fā)射超聲波，惡化鳥類生存環(huán)境，使鳥類遠離該區(qū)域。

5 目前電氣化鐵路中主要采取的幾種措施

通過對電氣化鐵路防鳥害情況的調查，目前驅鳥劑、超聲波驅鳥器、螢火蟲驅鳥器、風車式驅鳥器、驅鳥刺在預防鳥害整治過程中都有應用。由于圖像、聲音驅鳥及超聲波驅鳥維護工作量大、維護困難，采用的相對較少。對于硬橫梁、供電桿塔等這些鳥巢集中地方的鋼支柱還可用鐵絲捆綁纏繞，筑成防鳥保安全的堅固鐵絲防線。主要采取的接觸網(wǎng)鳥害防治措施性能分析如下。

5.1 驅鳥劑

驅鳥劑是一種安全、無毒、無害，具有可降解性的粘性趨避劑，它主要是通過其粘性刺激鳥類的感覺器官(如足部，羽毛等)，使其感覺不適而飛離，同時鳥類在啄去粘在身體部位的殘留物時，會刺激鳥類的中樞神經(jīng)，使其產(chǎn)生惡心，嘔吐，從而使鳥類產(chǎn)生記憶效應，遠離此區(qū)域。驅鳥劑的特點是:安全性好，不影響接觸網(wǎng)設備外觀;使用方便，用玻璃膠槍涂抹即可;效果持久，一般環(huán)境下可持續(xù)1年以上;不傷害鳥類，環(huán)保，無毒;對設施無腐蝕性，可直接涂抹于設施表面。

5.2 風車式驅鳥器［6，8，9]

風車式驅鳥器一般是以風力為動力源，同時采用獨特的軸承，并在風輪上加裝貼片或反光鏡，使風輪在做反復運動時利用光學反射原理在驅鳥器區(qū)域內形成一個散光區(qū)，360°反射角，無驅趕盲點，使鳥類懼光不敢靠近筑巢、棲息，從而實現(xiàn)驅鳥功能。見圖3、圖4。

圖3 反光貼片式

圖4 反光鏡式

5.3 螢火蟲驅鳥器(圖5)

FireFly型驅鳥器是一種能夠旋轉發(fā)光、反光的驅鳥器，能實現(xiàn)24 h驅鳥功能，其主要的驅鳥原理是采用鳥類敏感的光線理論，鳥類對特定波長的光線尤其敏感，試驗證明在特定波長光線的環(huán)境中，鳥類主要生理系統(tǒng)會受到嚴重影響，甚至包括生殖系統(tǒng)紊亂，鳥類在生存中會敏感規(guī)避有該類光線的區(qū)域或物體，以免對身體造成傷害。因鳥類一般在傍晚甚至夜間才棲息，這是對輸電線路最危險的時間段，在光線不足的情況下，F(xiàn)ireFly型驅鳥器有夜間發(fā)光功能(moonshine技術)，能發(fā)出鳥類警覺的光線，遠離該區(qū)域。

圖5 TireFly型驅鳥器晝夜發(fā)光對比

5.4 驅鳥刺［6－9](圖6、圖7)

一些桿塔、肩架的結構復雜，在該處易被鳥搭窩，可在此處及附近采用加裝驅鳥刺的措施。這個措施的缺點是安裝的范圍要比較大，但是安裝、維護方便。

圖6 防鳥刺

圖7 國外鐵路防鳥措施

6 不同位置的鳥害特點及防治建議方案分析

結合以上分析，對于不同位置的鳥害特點及防治建議方案如下。

(1)搭建在格構式鋼柱2節(jié)鐵塔的法蘭連接處。

特點:對供電安全的危害較小，但影響供電設備的整體美觀。

防治方案:安裝風車式驅鳥器或驅鳥刺。

(2)搭建在硬橫梁鋼柱上方、硬橫梁吊柱底座上方、硬橫梁法蘭連接處。

特點:情況較為普遍，對接觸網(wǎng)的危害較小，影響供電設備的整體美觀，位置比較隱蔽，人工巡視時不易發(fā)現(xiàn)，處理用時及難度相對較大，需要停電后人工爬上硬橫梁進行處理。。

防治方案:采用質量可靠的金屬絲網(wǎng)對鋼柱上部和硬橫梁進行四面防護。

(3)搭建在硬橫梁接觸懸掛上方。

特點:對接觸網(wǎng)的危害最大，極易造成因樹枝下垂短接承力索導致跳閘停電甚至發(fā)生斷線事故，發(fā)現(xiàn)后需要立即申請停電天窗進行處理。

防治方案:采用質量可靠的金屬絲網(wǎng)對硬橫梁進行四面防護。

(4)搭建在接地跳線肩架或斜腕臂跳線回頭處、附加導線下錨角鋼與接地跳線肩架之間、在腕臂上底座與跳線肩架處。

特點:對接觸網(wǎng)的危害較大，易發(fā)生樹枝下垂短接絕緣子造成跳閘。

防治方案:根據(jù)現(xiàn)場實際調整肩架位置，改變跳線肩架的結構偏轉方向，使其不具備搭建鳥巢的條件，同時，安裝風車式驅鳥器進行預防。

(5)搭建在隔離開關底座處。

特點:對供電安全危害極大，且隱蔽性強，搭建初期不易發(fā)現(xiàn)，極易造成重復跳閘，燒壞設備。

防治方案:采取驅鳥劑的方法進行預防，在每年春季完成驅鳥劑的涂抹工作，下雨后要及時進行補涂。

(6)搭建在鋼柱大限界框架處。

特點:由于采用大限界框架處所很少，這種搭建位置較少，但樹枝過長會短接絕緣子造成跳閘。

防治方案:采用質量可靠的金屬絲網(wǎng)對硬橫梁進行四面防護。

(7)搭建在棘輪補償裝置的框架內。

特點:主要在高速鐵路棘輪補償處，數(shù)量較多。由于鳥巢搭建在幾輪補償裝置的棘輪底座的機構內，距離接觸網(wǎng)帶電設備距離較遠，對供電安全基本沒有影響，但可能影響棘輪補償繩的伸縮或出現(xiàn)卡槽現(xiàn)象。

防治方案:安裝風車式驅鳥器或鳥刺進行預防。同時，加強巡視檢查，發(fā)現(xiàn)后利用正常天窗進行處理。

(8)搭建在AF線或供電線肩架處。

特點:鳥巢的樹枝距AF線或供電線距離較近，易搭接在AF線或供電線上，造成短路跳閘，危害很大。

防治方案:安裝風車式驅鳥器進行預防。

鳥害防治建議方案中涉及到的風車式驅鳥器需在接觸網(wǎng)線索或結構物上固定，具體固定方式還需結合安裝處所具體考慮。一般情況下，驅鳥器必須被安裝在鳥類上方或與鳥類視線平齊的位置，才能夠有效起到阻止鳥類棲息或筑巢的目的。以鳥類的視線來看這個驅趕半徑是一個水平的效果。如果將驅鳥器安裝超出鳥類的直視范圍，或者被植物、障礙物擋住，驅鳥器就不會起到驅鳥的作用。

驅鳥器的幾種安裝方式如下。

直立式:適合在桿塔頂部安裝，位置合適，驅鳥范圍大。

預絞式:可方便安裝在圓柱結構。

卡夾式:可安裝到線索及圓環(huán)形的設備上。

只要驅鳥器在設備周圍的安裝位置合適，驅鳥器就可有效地工作。

7 結論

以上根據(jù)現(xiàn)有電氣化鐵路經(jīng)驗，總結出的幾種典型危害及防治措施，安裝的金屬絲網(wǎng)、驅鳥器等設施需納入正常的設備管理，要安裝牢固可靠，出現(xiàn)銹蝕、斷裂、失效等情況要及時更換。對于行車、供電安全危害極大、較大的要及時處理;危害較小的加強巡查，利用正常天窗點集中處理。還可借鑒架空高壓輸電線路中采用的防鳥害措施，進一步研究防鳥籃、激光驅鳥器、超聲波驅鳥器等防鳥設施在電氣化鐵路中的應用。在鳥害防治過程中，要結合實際情況采取針對性措施，靈活地將各種防鳥措施配合使用，以達到綜合治理鳥害的目的。

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