輸電架空線路鳥害分析及防范措施

李澤權(quán)

【摘 要】針對輸電架空線路鳥害產(chǎn)生的原因及其特點、鳥類活動的規(guī)律及其生活習(xí)慣的解析，分析輸電架空線路鳥害故障防范措施，總結(jié)優(yōu)秀經(jīng)驗及方法，并提出和諧的人鳥共處的建議，為探索創(chuàng)新鳥害防治的方法、措施提供參考。

【關(guān)鍵詞】輸電；架空線路；鳥害；措施

1.概述

鳥類在高壓輸電線路桿塔活動造成的事故，正逐年上升，影響了架空輸電線路的安全運行。由于人類活動的影響，致使高大樹木日漸匱乏，一些樹棲鳥類無法尋找到適合的環(huán)境筑巢，轉(zhuǎn)而選擇在穩(wěn)固、高大的輸電線路鐵塔架構(gòu)上、水泥桿塔橫擔(dān)上棲息，搭建鳥巢，頻繁活動，因而有大量鳥糞排泄在絕緣子串上極易造成絕緣子閃絡(luò)，對輸電線路安全運行帶來隱患。鳥害引起線路故障的形式有線路跳閘和零部件損壞。其中造成線路跳閘的主要原因有鳥糞引起絕緣子閃絡(luò)、鳥巢材料引起短路和鳥類身體造成的短路；鳥類損壞線路零部件的主要形式為鳥啄損復(fù)合絕緣子的傘裙、護套。據(jù)統(tǒng)計，2008年至2013年期間，潮州電網(wǎng)輸電線路發(fā)生因鳥害導(dǎo)致的故障跳閘情況約占全部線路外力破壞故障跳閘總數(shù)的76%。而這其中，根據(jù)鳥害故障原因分類，鳥巢異物墜落是造成線路跳閘比例最大的故障原因，約占各電壓等級鳥害故障總數(shù)的80%， 其它原因引起跳閘所占比例較小，分別為20%。

2.線路鳥害故障的特點

2.1季節(jié)性

鳥害故障是季節(jié)性線路故障，其中，春末至秋初兩季是鳥害發(fā)生最為嚴(yán)重的時段。每年的2-3月份是鳥類筑巢繁殖的季節(jié)，鳥在鳥巢附近活動頻繁增加了鳥害事故發(fā)生的幾率。另外2-3月份和8-10月份候鳥遷徙過程中，鳥類大部分愿意棲息在附近有水、有森林的輸電線路桿塔上，所以其筑巢、起降、排糞等行為都可能導(dǎo)致鳥害故障的發(fā)生。

2.2時間性

鳥害故障多發(fā)生在夜間18：00至次日8：00，尤其集中在凌晨3：00到6：00這一時段。因為一天中這個時段的系統(tǒng)電壓最高，溫度最低，濕度最大，風(fēng)速最小，所以絕緣子表面易凝露，表面污層完全濕潤，線路的絕緣水平最低，一旦鳥巢上的垂草異物受風(fēng)吹飄落，或有鳥在橫擔(dān)位置排便、或在桿塔附近活動就極有可能造成絕緣子串閃絡(luò)故障的發(fā)生。

2.3地域性

據(jù)了解，鳥的種類不同，遷徙時間和地點也不同，有的鳥沿山林和小溪遷徙、有的則沿水庫遷徙、有的選擇村莊附近有果園或莊稼的地方。鳥類選擇路徑的原因是，候鳥需要有隱藏和恢復(fù)體力的地方，并且還能在附近找到食物和水源。

3.鳥害故障的原因

目前鳥害造成輸電線路跳閘的主要原因有鳥巢材料短路、鳥糞閃絡(luò)、鳥類身體短路、鳥啄壞復(fù)合絕緣子4種。

3.1鳥巢材料短路

一些鳥類喜歡在農(nóng)田、果林等附近方便覓食的桿塔上造窩筑巢，造窩所用材料大多為樹枝或雜草，往往會有部分材料垂落在絕緣子上或接觸、靠近帶電導(dǎo)線，遇陰雨、濃霧天氣，樹枝、雜草接觸導(dǎo)線（或靠近導(dǎo)線），易引起線路接地故障；或遇大風(fēng)天氣時，鳥窩可能被大風(fēng)吹散，會使樹枝或鳥窩里的金屬絲等具有導(dǎo)電性的雜物落在導(dǎo)線上，造成線路接地跳閘故障。

另一些鳥類（如烏鴉、喜鵲等）習(xí)慣嘴里銜著樹枝、雜草等異物，當(dāng)它們叼著濕潤的長草、藤蔓植物或金屬絲等導(dǎo)電性異物停留在桿塔橫擔(dān)、懸垂絕緣子均壓環(huán)上，或穿越靠近桿塔構(gòu)件與導(dǎo)線的絕緣間隙時，導(dǎo)線通過異物對桿塔放電，造成線路接地短路跳閘故障。

3.2鳥糞閃絡(luò)

鳥糞是一種導(dǎo)電混合液體，含水量和電解質(zhì)較高，在帶電導(dǎo)體之間易造成閃絡(luò)；當(dāng)鳥糞污染了直線懸垂絕緣子串，積糞至一定程度后，使絕緣子絕緣水平降低容易發(fā)生閃絡(luò)。鳥糞閃絡(luò)的過程可分為3個階段：a.鳥糞通道的形成和伸長。鳥糞排出后，以自由落體的方式下落，形成一段細長的下落體。b.絕緣子周圍電場發(fā)生畸變。由于具有一定導(dǎo)電性的鳥糞通道的介入，鳥糞通道前端與絕緣子串高壓端之間的空氣間隙的電場強度大大增加，原先絕緣子串承受的大部分電壓都加在了這一段空氣間隙上，使絕緣子串周圍的電場分布發(fā)生嚴(yán)重畸變。c.空氣間隙擊穿，完成閃絡(luò)。鳥糞通道的前端與絕緣子高壓端之間的空氣間隙被擊穿，形成局部電弧。

3.3鳥類身體造成短路

鳥類身體短路引起的線路跳閘在南方地區(qū)較為少見，主要發(fā)生在體型較大的鳥類中。

3.4鳥啄食復(fù)合絕緣子

鳥啄食復(fù)合絕緣子可能與制作復(fù)合絕緣子傘盤材料的硅橡膠配方中添加有某種芳香烴有關(guān)。一些鳥類喜好叨啄復(fù)合絕緣子的硅橡膠傘裙護套，使耐老化性能相對較弱的芯棒直接暴露于大氣環(huán)境中，若未及時發(fā)現(xiàn)并處理，可能造成脆斷等惡性事故。

4.防范鳥害故障措施的優(yōu)缺點

因鳥巢材料短路是造成線路跳閘最主要的原因，故主要針對鳥類筑巢采取防鳥措施。輸電線路的主要防鳥害措施是通過驅(qū)逐、驚嚇和遮擋等方式，主要措施及其有效性分析如下。

4.1.加裝大盤徑絕緣子傘罩

在懸垂絕緣子串的頂部安裝直徑50～60cm的防鳥罩，當(dāng)鳥類在絕緣子的上方活動排便時，能起到傘的阻擋、遮蔽的作用，將鳥糞隔離在絕緣子串外側(cè)的一定距離以外，安裝這種防鳥罩在110kV及以下電壓等級的輸電線路中效果比較明顯。隨著電壓等級升高，絕緣子串增長，需要加大傘罩的直徑才能起到相應(yīng)的防護效果。當(dāng)有風(fēng)的影響時，鳥糞從防鳥罩邊緣下落時可能偏向下導(dǎo)線，防鳥罩并不能有效防護下導(dǎo)線。防鳥罩對絕緣子清掃或更換工作也帶來一些不便。

4.2安裝防鳥刺

安裝防鳥刺是常用的防鳥害措施。防鳥刺的優(yōu)點是價格低、安裝方便，并且在220kV及以下電壓等級線路的效果明顯

在桿塔絕緣子的正上方安裝防鳥刺，目的是阻止鳥類在桿塔絕緣子的正上方筑巢、休息等活動，從而防止鳥害的發(fā)生，但是，當(dāng)風(fēng)速過大時，單獨的防鳥刺不能發(fā)揮作用（鳥刺的水平防護半徑約為20cm）。當(dāng)鳥巢垂草從桿塔墜落時，受到風(fēng)力和重力的雙重作用，可能會沿軌跡飄落，因此，防鳥刺安裝的位置及數(shù)量對防護效果影響很大。

針對這種情況，在電壓等級較高且掛點橫擔(dān)較寬的地方至少要安裝3個防鳥刺（半徑約為60cm）才能有效地防止垂草異物短路故障的發(fā)生。缺點是直接影響線路人員在桿塔上的檢修工作，另外防鳥刺安裝使用一段時間后必須檢查鳥刺張開角度是否下垂，必要時進行調(diào)整，以防止鳥類在鳥刺中間筑巢。

4.3采用轉(zhuǎn)動裝置

采用轉(zhuǎn)動裝置如轉(zhuǎn)動風(fēng)車、防鳥滾輪等防鳥害。轉(zhuǎn)動風(fēng)車是通過支架將一個三葉紅色螺旋槳安裝在橫擔(dān)上，當(dāng)受到外界風(fēng)力作用時，螺旋槳風(fēng)葉轉(zhuǎn)動，能夠起到驚鳥的作用。當(dāng)螺旋槳的風(fēng)葉受外界的風(fēng)力作用轉(zhuǎn)動時，所形成的風(fēng)力渦流使鳥較難在桿塔上站穩(wěn)。此類驅(qū)鳥器的優(yōu)點是成本低廉、使用方便，但存在易老化、自然損壞嚴(yán)重、壽命短、無風(fēng)天氣不能發(fā)揮作用等缺陷，而且鳥類的適應(yīng)性會導(dǎo)致轉(zhuǎn)動裝置失去效用。

4.4安裝電子驅(qū)鳥器

安裝電子驅(qū)鳥器，如具有聲、光的電子驅(qū)鳥裝置等防鳥害。其基本原理是在裝置中存儲鳥類天敵或其他刺耳的聲音片段，當(dāng)鳥類進入該裝置的紅外線探測區(qū)域內(nèi)時，就自動接通電源發(fā)出的鳥類慘叫和亮光，從而起到驅(qū)鳥的作用。此類驅(qū)鳥器科技含量高、技術(shù)先進、效果好，具有安裝簡單、節(jié)能、免維護等特點，但價格較高，電池容易老化，并且影響附近居民的正常生活。

4.5安裝高分子復(fù)合氣味驅(qū)鳥器

復(fù)合氣味驅(qū)鳥高分子材料的工作原理是在不傷害鳥類的前提下，能在室外不同氣候條件，緩慢持久地釋放出一種影響禽鳥神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)的特殊清香氣味對鳥類進行驅(qū)逐，并使其在其記憶期內(nèi)不會再飛回來，從而有效保護整個輸電線路。

該型材料現(xiàn)已研發(fā)完成，并已于2012年初在潮州電網(wǎng)輸電線路開始掛網(wǎng)運行。復(fù)合氣味驅(qū)鳥器體積小、安裝方便，目前驅(qū)鳥效果情況較好。研究成果已獲得國家發(fā)明專利，并在核心期刊上發(fā)表了相關(guān)論文兩篇。缺點是：當(dāng)戶外天氣較惡劣時高分子復(fù)合氣味材料釋放的效果有一定的影響，且成本較高。

4.6安裝防鳥網(wǎng)

在絕緣子掛點頂部的橫擔(dān)上面安裝聚乙烯材料的防鳥網(wǎng)，目的是將絕緣子掛點位置圍封起來，鳥類無法在絕緣子掛點頂部筑巢，起到防止鳥類在懸垂絕緣子串的頂部筑巢的占位作用。其成本低廉、安裝簡易，但給檢修工作也帶來一些不便。

4.7裝設(shè)人工鳥窩

在靠桿塔塔心位置安裝鍍鋅網(wǎng)或竹條編織制成的人工鳥籠，并在人工鳥窩籮底放少許的雜草，把鳥遷移到不影響線路安全的區(qū)域筑巢，達到人鳥和諧共處。其價格低、安裝較為方便。新鍍鋅材料雖然使用壽命較長，但有較強的光反射，鳥類不大適應(yīng)；竹條編織制成的鳥籠材料接近鳥類生活習(xí)性，倆者之間鳥類較喜歡選擇竹條編織制成的鳥籠，但其使用壽命較短。

5.防鳥害方法的建議

5.1防鳥害技術(shù)措施的改進

應(yīng)總結(jié)各種防鳥裝置的運行經(jīng)驗，除弊取利，綜合使用，形成一套更有效的防鳥系統(tǒng)。目前，安裝防鳥刺、人工鳥窩、防鳥網(wǎng)是比較經(jīng)濟有效、安裝簡便、維護量小且對日常檢修工作影響較小的防鳥害措施，因此，應(yīng)在鳥害異常嚴(yán)重的區(qū)段研究加裝鳥刺、人工鳥窩、防鳥網(wǎng)等措施，提高鳥害設(shè)防水平。如：110kV及以下架空線路桿塔以防鳥刺結(jié)合人工鳥窩為主；220kV及以上架空線路桿塔以防鳥網(wǎng)結(jié)合人工鳥窩為主。

5.2防鳥害組織措施的改進

建立完善的防鳥害臺帳資料，詳細劃分每條線路的鳥害區(qū)域，根據(jù)歷年的防鳥害工作進行統(tǒng)計、分析、總結(jié)。制訂出每條線路的防鳥害工作計劃并落實執(zhí)行。

加強線路運行維護，檢查防鳥裝置運行情況，在春秋季節(jié)對鳥害多發(fā)區(qū)段的線路加強巡視力度，縮短巡視周期，及時維修、更換損壞的防鳥裝置，清除桿塔上的鳥巢，特別是位于絕緣子上方的鳥巢應(yīng)盡快拆除，有效控制鳥害故障的發(fā)生。

系統(tǒng)分析鳥害故障原因及地域、時間分布特點，結(jié)合運行經(jīng)驗及鳥類活動規(guī)律統(tǒng)計資料。開展各類防鳥害裝置的有效性綜合評價，研究制定符合實際的鳥害治理措施，并依據(jù)鳥害分布圖逐步更新完善防鳥害技術(shù)措施。

6.結(jié)束語

要做好輸電線路的維護工作，提高電網(wǎng)的可靠性，必須對鳥害做好有效的防范，依據(jù)鳥類活動規(guī)律制定可行的防治計劃，清理線路桿塔上具有威脅性的鳥窩，消除對線路安全運行造成的隱患，減少線路因鳥類活動引起的故障次數(shù)，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。同時，要做到只防鳥害而不殺傷鳥，保護鳥類，愛護生態(tài)環(huán)境，力爭達到人類和鳥類的和諧相處，是我們目前應(yīng)研究的一個新課題。當(dāng)然，要想做好這一系列的工作，更需要得到廣大市民的理解與支持，需要廣大群眾的參與，共同做好電網(wǎng)的維護工作，構(gòu)造堅強的輸電電網(wǎng)，為生產(chǎn)、生活提供更大的便利與保障。

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