輸電線路鳥害原因分析及防范措施探究

多俊龍，崇生生

(國網(wǎng)沈陽供電公司，遼寧 沈陽 110044)

架空輸電線路是電網(wǎng)的重要組成部分，其安全可靠性直接影響電網(wǎng)的安全。近年來隨著生態(tài)環(huán)境的改善和對野生鳥類加強(qiáng)保護(hù)，各種鳥類繁衍數(shù)量增多，活動(dòng)更加頻繁，輸電線路由鳥害引起的跳閘事故明顯增多，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。國內(nèi)外學(xué)者對鳥害事故進(jìn)行了廣泛研究，但現(xiàn)有研究普遍缺乏針對性，本文結(jié)合沈陽地區(qū)特有的季節(jié)性、地域性特點(diǎn)以及往年運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行有針對性的研究。

1 地理信息及線路情況

沈陽位于遼寧省中部，東經(jīng)122°25′09″北緯41°11′15″之間，地處遼河平原，屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年平均降水量776.6 mm，年平均氣溫6.8～8.1 ℃。按植被屬性劃分沈陽地區(qū)位于東北、華北、內(nèi)蒙古植物系交匯處，屬于北暖溫帶夏綠落葉林植系。

沈陽市所轄220 kV輸電線路共計(jì)119回，總長度2 273.81 km，桿塔總數(shù)4 890基，220 kV線路桿塔廣泛分布于市內(nèi)9區(qū)、新民市以及康平、法庫、遼中3個(gè)郊縣，具有分布范圍廣、運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜、運(yùn)行難度大等特點(diǎn)。

2 近年鳥害事故分析

沈陽市所轄220 kV輸電線路2008年至今共計(jì)發(fā)生鳥害事故11次，鳥害事故已經(jīng)嚴(yán)重威脅到電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此分析鳥害特征，掌握鳥類生活習(xí)性，研究鳥害事故發(fā)生過程對合理制定防鳥措施具有重要意義。表1詳細(xì)列舉了故障線路名稱、桿號、事故時(shí)間、桿塔類型、線路排列方式以及故障相別，結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)專家學(xué)者對輸電線路鳥害特征和防范措施的相關(guān)研究[1-7]，對沈陽地區(qū)鳥害事故歷史數(shù)據(jù)分析表明，沈陽地區(qū)鳥害事故在時(shí)間、地域以及線路運(yùn)行方式上有明顯規(guī)律性可循[8-9]。

2.1 鳥害事故的季節(jié)性及時(shí)間性特點(diǎn)

沈陽地區(qū)的鳥害事故有明顯的季節(jié)性和時(shí)間性特點(diǎn)，鳥害事故多發(fā)于每年的1—4月和9—12月兩個(gè)時(shí)間段，1—4月期間春暖花開、萬物復(fù)蘇，本地留守的鳥類(如烏鴉、喜鵲、貓頭鷹等)相繼在輸電線路桿塔上筑巢產(chǎn)卵，這一期間的鳥害事故多為鳥類在線路周邊活動(dòng)及排泄所造成；9—12月期間天氣轉(zhuǎn)涼、萬物凋零，沈陽地區(qū)一些體型較大的候鳥紛紛遷徙到氣候溫和的南方過冬，這一期間的鳥害事故多為候鳥遷徙過程中在線路桿塔上棲息和飛行過程中排泄所導(dǎo)致。

表1 歷年鳥害事故統(tǒng)計(jì)

從事故發(fā)生時(shí)間上來看，鳥害事故多發(fā)于清晨4—6時(shí)區(qū)間，棲息在桿塔上的鳥類白天覓食夜間休息，通常在清晨排泄糞便。鳥類在這段時(shí)間外出以及返回巢中時(shí)，站在桿塔上絕緣子上方排泄糞便，加上清晨霧氣較重、空氣濕度大，線路與桿塔之間的絕緣電阻相對減小，這些條件促成了鳥害事故發(fā)生。

2.2 鳥害事故的地域性特點(diǎn)

通過對沈陽地區(qū)近10年鳥害事故記錄進(jìn)行分析，可見鳥害事故具有明顯的地域性特點(diǎn)。鳥類普遍喜歡在人煙稀少的地區(qū)筑巢和棲息，統(tǒng)計(jì)中的11次跳閘事故大多分布在康平、法庫、新民、遼中等郊縣。此外，鳥類廣泛活動(dòng)于水源充足、食物豐富、自然環(huán)境較好的區(qū)域，事故桿塔一般位于河流、魚塘、地勢低洼的區(qū)域，鳥害事故具有相對的集中性、固定性和重復(fù)性。

近3年來僅220 kV高瓷2線就連續(xù)發(fā)生3次鳥害事故，事故桿塔66號、115號、122號均地處平原屬于旱田，線路周邊數(shù)公里范圍內(nèi)有秀水河流過，是鳥類生活繁衍的典型區(qū)域。

2.3 鳥害事故與運(yùn)行方式的關(guān)系

由表2統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可見，沈陽地區(qū)鳥害事故在桿塔類型上多發(fā)于直線型桿塔(酒杯塔、貓頭塔、干字型桿塔等)，耐張型桿塔發(fā)生的概率很小。同時(shí)鳥害事故與相別及線路排列方式有關(guān)，導(dǎo)線水平排列的中相、三角形排列的上相以及垂直排列的上相為事故多發(fā)區(qū)域。鳥類通常在桿塔頭部、地線支架、橫擔(dān)與主材連接處筑巢，清晨鳥兒由巢中跳到塔頭中部站立、棲息，起落過程和站立在絕緣子上方時(shí)排泄糞便引發(fā)鳥害事故。此外，通過統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和以往運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)分析，鳥害事故與絕緣子類型關(guān)系不大，事故多為沿絕緣子表面的沿面閃絡(luò)，合成絕緣子較普通絕緣子在防鳥害過程中優(yōu)勢并不明顯。

表2 鳥害事故與運(yùn)行方式統(tǒng)計(jì)

3 鳥害過程分析

鳥害事故類型主要分為鳥類展翅飛翔過程中身體短接空氣間隙造成不同相別線路的相間短路，鳥巢等異物散落在導(dǎo)線與桿塔之間造成的異物短路以及鳥類糞便沿絕緣子表面構(gòu)成放電通道產(chǎn)生沿面閃絡(luò)3種。根據(jù)以往運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，沈陽地區(qū)鳥害事故多為鳥類糞便造成沿絕緣子表面的閃絡(luò)，下面僅就這一現(xiàn)象進(jìn)行分析。

沈陽地區(qū)較為常見的蒼鷹為例，成年蒼鷹其體型碩大，體長可達(dá)60 cm，翼展可達(dá)1.3 m，其通常以鼠類、斑鳩、麻雀等小型動(dòng)物為食，食量大、排泄物多。蒼鷹屬于冬候鳥，冬季頻繁活動(dòng)于沈陽郊縣區(qū)域，活動(dòng)半徑大，飛行高度通常在30～40 m，常在線路桿塔橫擔(dān)中部棲息，與線路跳閘高度吻合。

鳥類糞便是一種粘稠狀導(dǎo)電液體，含水量和電解質(zhì)成分相當(dāng)高，成年蒼鷹的新鮮糞便沿絕緣子表面下滴能夠形成長達(dá)1 m以上的時(shí)斷時(shí)續(xù)的線條。在強(qiáng)電場作用下導(dǎo)電性能較好。當(dāng)鳥類站在桿塔橫擔(dān)上或起落過程中排泄時(shí)，一旦糞便落于絕緣子表面將會沿絕緣子坡度下滑，緩慢地沿絕緣子邊緣滴落，下落過程中拉成時(shí)斷時(shí)續(xù)的細(xì)條，向?qū)Ь€方向延伸。當(dāng)糞便通道取代原有空氣絕緣通道時(shí)，導(dǎo)線與桿塔之間的強(qiáng)電場將糞便通道擊穿，導(dǎo)線對桿塔放電。線路電流由正常工作電流迅速升高為短路電流，線路兩端變電站保護(hù)動(dòng)作，開關(guān)跳閘并啟動(dòng)自動(dòng)重合閘裝置。糞便通道瞬時(shí)流過短路電流，電流的熱效應(yīng)將糞便中的水分蒸干并使電解質(zhì)迅速碳化失去導(dǎo)電性，空氣通道絕緣性能恢復(fù)，線路恢復(fù)正常運(yùn)行狀態(tài)。

4 現(xiàn)階段防鳥害工作存在的問題

鳥害事故連年出現(xiàn)，暴露出在防鳥害工作上存在不足之處。在管理層面，由于鳥害事故重合閘成功并不損失電量不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，對鳥害事故不夠重視，未能及時(shí)總結(jié)分析歷年鳥害事故的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，未建立防鳥害專項(xiàng)檔案，鳥害區(qū)域圖未能及時(shí)繪制、更新。防鳥設(shè)備投放力度不足，未能充分利用群眾護(hù)線隊(duì)伍做好防鳥工作。

在運(yùn)行層面，運(yùn)行人員對沈陽地區(qū)鳥類活動(dòng)區(qū)域和生活習(xí)性了解不透徹，線路巡檢過程中發(fā)現(xiàn)的鳥巢清除不夠及時(shí)，對已污染的絕緣子未能及時(shí)進(jìn)行清掃。對鳥害頻發(fā)的區(qū)域防鳥設(shè)備安裝不到位，重點(diǎn)區(qū)域、重要時(shí)間段巡視力度不夠。

在防鳥設(shè)備技術(shù)層面，現(xiàn)階段采取的防鳥設(shè)備多為普通型防鳥刺，在鳥害頻發(fā)區(qū)域多采取加密安裝普通型防鳥刺的方式，防鳥手段較為單一。新型防鳥設(shè)備投放力度不夠，欠缺自主研發(fā)適用型防鳥設(shè)備。

5 下一步防鳥害工作方向

提高對防鳥害工作的重視，全面排查線路通道、桿塔周邊地理環(huán)境，結(jié)合歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)繪制、更新鳥害區(qū)域圖，建立防鳥害專項(xiàng)技術(shù)檔案。加大防鳥設(shè)備投入力度，重點(diǎn)時(shí)間段、重點(diǎn)區(qū)域安排巡視人員加密巡視，充分調(diào)動(dòng)群眾護(hù)線員屬地化監(jiān)控防鳥重點(diǎn)區(qū)。

運(yùn)行人員深入線路實(shí)地，掌握沈陽地區(qū)鳥類活動(dòng)區(qū)域和習(xí)性，對線路周邊河流、魚塘等鳥類活動(dòng)頻繁區(qū)域做重點(diǎn)防控。在鳥害高發(fā)季節(jié)，對重點(diǎn)區(qū)段增加巡視頻率，發(fā)現(xiàn)塔上鳥巢及絕緣子臟污第一時(shí)間予以清除。分析往年運(yùn)行資料，以直線型桿塔、導(dǎo)線水平排列、中間相位為重點(diǎn)部位，加密安裝各類防鳥設(shè)備。

積極開展防鳥新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，對現(xiàn)有防鳥刺進(jìn)行改進(jìn)，增加防鳥刺股數(shù)，采取長短刺相結(jié)合的方式優(yōu)化防鳥刺打開形狀和防鳥范圍，在重點(diǎn)區(qū)段加密安裝。在水平排列線路中相及垂直排列線路上相橫擔(dān)處安裝防鳥隔板，避免鳥類與絕緣子垂直接觸。加大新型防鳥設(shè)備(如超聲波防鳥器、爆閃燈等)的投放力度，結(jié)合沈陽地區(qū)線路防鳥害實(shí)際情況研發(fā)適用型防鳥設(shè)備。

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