廣西電網(wǎng)輸電線路鳥害缺陷分析與治理

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(廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，南寧 530023)

0 引言

隨著人類活動范圍的日益擴(kuò)大，鳥類棲息地受到了越來越多的威脅，從而使得鳥類的繁衍對電網(wǎng)的安全運(yùn)行兩者之間的矛盾日益突出[1-4]。為了有效降低和防范鳥害缺陷，確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行[5-7]，針對3年來廣西電網(wǎng)管轄范圍內(nèi)的110 kV輸電線路鳥害缺陷統(tǒng)計分析，結(jié)合各單位已開展的防鳥害工作情況，提出了綜合治理來預(yù)防輸電線路鳥害缺陷的措施。

1 廣西電網(wǎng)110 kV及以上線路鳥害統(tǒng)計

1.1 鳥害缺陷統(tǒng)計

鳥害缺陷即表示輸電桿塔上有鳥類筑巢。2014年—2016年，廣西電網(wǎng)110 kV及以上輸電線路鳥害類缺陷共1386起，其中緊急缺陷13起，重大缺陷51起，一般缺陷1322起。緊急、重大缺陷在總?cè)毕葜姓急?.6%。500 kV、220 kV、110 kV線路鳥害類缺陷分別占全部鳥害類缺陷數(shù)的10.7%、59.5%、29.8%；可見鳥害類缺陷主要集中在220 kV線路(見圖1)。

近3年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，輸電線路鳥害缺陷最多的網(wǎng)區(qū)為賀州和貴港網(wǎng)區(qū)，分別為603起和459起；其次是梧州、南寧、北海網(wǎng)區(qū)，分別為76、67、66起；其他網(wǎng)區(qū)都小于50起；欽州、防城港、崇左未見鳥害類缺陷(見圖2)。

從發(fā)生鳥害缺陷的月份上看，3—5月份發(fā)現(xiàn)鳥害缺陷較多，尤以4月份最為突出(見圖3)。

圖1 2014—2016年廣西電網(wǎng)110 kV及以上輸 電線路鳥害缺陷統(tǒng)計Fig.1 The statistics of transmission lines bird defects in Guangxi power grid for 2014—2016

圖2 2014年—2016年廣西電網(wǎng)輸電線路鳥害缺陷 各網(wǎng)區(qū)情況Fig.2 Analysis of transmission line bird defects in Guangxi power grid for 2014—2016

圖3 2014年—2016年廣西電網(wǎng)輸電線路鳥害缺陷 月度分布圖Fig.3 The monthly distribution of line bird defectin Guangxi power grid for 2014—2016

1.2 鳥害跳閘統(tǒng)計

鳥害跳閘即表示由鳥糞跌落絕緣子或者鳥巢樹枝短接絕緣子引起的輸電線路跳閘。2014年—2016年，110 kV及以上輸電線路共發(fā)生鳥害跳閘98起(圖4)，主要是鳥巢散落或是鳥糞引起。其中，500 kV線路1起，占比1.0%；220 kV線路43起，占比43.9%；110 kV線路54起，占比55.1%；鳥害跳閘重合閘成功率為92.9%。具體分析情況如下：

1)從鳥害發(fā)生的月份上看(圖5)，鳥害跳閘多發(fā)生在3—7月，與鳥類的活動習(xí)性相吻合。

2)從鳥害跳閘發(fā)生的時段看(圖6)，清晨5點(diǎn)到7點(diǎn)是鳥害跳閘的高峰期，這與鳥類的覓食習(xí)性相吻合。很多鳥類往往在白天覓食，晚上遷徙，因此夜間20點(diǎn)到凌晨4點(diǎn)也會有鳥害跳閘發(fā)生。

圖4 2014—2016年廣西電網(wǎng)110 kV及以上輸 電線路鳥害跳閘統(tǒng)計Fig.4 The annual distribution ofbirds trip in Guangxi power grid for 2014—2016

圖5 2014年—2016年廣西電網(wǎng)輸電線路鳥害跳閘按 發(fā)生月份分布Fig.5 The monthly distribution ofbirds trip in Guangxi power grid for 2014—2016

圖6 2014年—2016年廣西電網(wǎng)輸電線路鳥害跳閘按 發(fā)生時間分布Fig.6 The time distribution of birds trip for 2014—2016

2 廣西電網(wǎng)110 kV及以上線路鳥害統(tǒng)計結(jié)果分析

廣西地處中國地勢第二級階梯云貴高原的東南邊緣，兩廣丘陵的西部，南方朝向北部灣。整個地勢為四周多山地與高原，而中部與南部多為平地，因此地勢自西北向東南傾斜。其中位于自治區(qū)東南部的貴港市擁有廣西最大的平原“潯郁平原”。另外由于賀州和貴港正好處于候鳥遷徙路線上，也造成了該地區(qū)電網(wǎng)輸電線路鳥害缺陷頻發(fā)。見圖7。

圖7 2014年—2016年廣西電網(wǎng)鳥害缺陷較多的 線路地理位置分布Fig.7 Geographic location distribution of bird defects in Guangxi power grid for2014—2016

依據(jù)上述統(tǒng)計結(jié)果以及相關(guān)資料，廣西電網(wǎng)輸電線路鳥害跳閘主要特點(diǎn)如下：

1)廣西電網(wǎng)鳥害跳閘主要發(fā)生在3月至7月，但在不同地區(qū)還各自不同特點(diǎn)，主要與候鳥和留鳥的活動習(xí)性有關(guān)系。

2)鳥害跳閘主要發(fā)生在清晨5點(diǎn)到7點(diǎn)，與鳥類在清晨覓食前大量排泄糞便的活動習(xí)性有關(guān)，另外該時段空氣濕度較高，為鳥類糞便引起閃絡(luò)事件提供有利條件[7]。

3)鳥類喜歡在水源邊棲息，如水田、河流、湖泊、沼澤。廣西貴港網(wǎng)區(qū)輸電線路鳥害缺陷和跳閘多發(fā)于郁江沿岸及周邊水體、農(nóng)田附近“潯郁平原”在郁江沿岸及周邊農(nóng)田附近，有兩個涉及4條輸電線路的鳥害跳閘密集區(qū)。見圖8。

圖8 貴港網(wǎng)區(qū)輸電線路鳥害分布Fig.8 Distribution of transmission lines bird defects in guigang power gird

3 鳥害缺陷及跳閘類型分析

輸電線路鳥害缺陷及跳閘類型主要分為：鳥糞閃絡(luò)跳閘，鳥巢異物過長缺陷，鳥類飛行障礙及鳥啄復(fù)合絕緣子缺陷等多種形式。

3.1 鳥糞閃絡(luò)跳閘

鳥糞閃絡(luò)一般分為兩種形式[8-11]：第1種是桿塔上的鳥類排泄糞便，高導(dǎo)電率的鳥糞沿著絕緣子串流下，短接部分絕緣氣隙，引起絕緣子表面閃絡(luò)，造成單相短路接地故障；第2種是鳥糞在絕緣子表面形成積污，在潮濕、雨霧等特殊環(huán)境條件下，造成絕緣子表面污閃引起線路跳閘。見圖9。

圖9 鳥糞引起絕緣子閃絡(luò)Fig.9 Insulator flashover caused by bird droppings

3.2 鳥巢異物過長缺陷

鳥類喜歡在水源邊棲息，如當(dāng)?shù)厝狈m宜筑巢的高大樹木，則鳥類會選擇銜拾樹枝、雜草、鐵絲等雜物在橫擔(dān)或塔身筑巢。當(dāng)遇上大風(fēng)天氣，過長的筑巢物體掉落在帶電導(dǎo)線與橫擔(dān)之間，就會造成單相接地故障。見圖10。

圖10 鳥巢異物過長缺陷Fig.10 Bird nest defect

3.3 鳥類飛行障礙及鳥啄復(fù)合絕緣子缺陷

大型鳥類在兩相帶電導(dǎo)線間飛過造成相間短路故障；或者停留在橫擔(dān)下方的導(dǎo)線上，在起飛時短接部分空氣造成導(dǎo)線與橫擔(dān)之間發(fā)生閃絡(luò)，引起單相接地短路故障。

鳥啄復(fù)合絕緣子，主要會引起絕緣子傘群護(hù)套受損，嚴(yán)重的造成復(fù)合絕緣子芯棒外露，復(fù)合絕緣子芯棒外露極易導(dǎo)致復(fù)合絕緣子脆斷事件，一旦發(fā)現(xiàn)復(fù)合絕緣子芯棒外露必須及時更換。

4 鳥害防治措施

4.1 技術(shù)措施

針對輸電線路的鳥害，供電局采取技術(shù)措施主要分為隔離、驅(qū)逐2種。隔離是將鳥類活動與線路帶電的關(guān)鍵部位分隔開，驅(qū)逐是設(shè)法讓鳥類遠(yuǎn)離架空線路設(shè)施。

4.1.1 驅(qū)逐型預(yù)防鳥害措施

1)安裝防鳥刺。

桿塔加裝防鳥刺，該裝置對大型鳥類在塔頂絕緣子串上方的活動有較好的抑制作用，但對阻止較小體型鳥類在桿塔上筑巢的作用不明顯，甚至其在部分桿塔上為鳥類筑巢提供了支撐和固定點(diǎn)。見圖11。

圖11 110 kV某線路80號塔中相絕緣子串上方鳥巢Fig.11 Nest on the transmission line tower

貴港供電局累計對9條220 kV線路、4條110 kV線路共922基桿塔加裝了防鳥刺。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，防鳥刺對大型鳥類在塔頂絕緣子串上方的活動有較好的抑制，但對阻止較小體型鳥類在桿塔上筑巢的作用不明顯，甚至其在部分桿塔上為鳥類筑巢提供了支撐和固定點(diǎn)。見圖12。

圖12 110 kV某線80號塔處的超聲波驅(qū)鳥器Fig.12 Application of ultrasonic anti-bird device

2)安裝超聲波驅(qū)鳥器。

超聲波驅(qū)鳥器及同類的驅(qū)鳥裝置，其作用時限均較短，一般1～2年左右，鳥類即適應(yīng)了驅(qū)鳥裝置發(fā)出的聲、光信號，其后該裝置基本失效，該裝置每套約2 600元(含安裝費(fèi)用)。此外，驅(qū)鳥裝置結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，加之采用光伏電源，其可靠性和經(jīng)濟(jì)性均不理想。

4.1.2 隔離型預(yù)防鳥害措施

1)加裝防鳥擋板。

防鳥擋板由絕緣材料制作，安裝在塔頭橫擔(dān)上絕緣子串正上方，用于阻擋鳥糞及鳥巢上樹枝枯草墜落至絕緣子串，其具有阻擋面積大，裝設(shè)、清理及拆卸方便等優(yōu)點(diǎn)，但有可能影響懸垂串絕緣子的自潔功能。2013年4月起，貴港局先后在220 kV輸電線路和110 kV輸電線路共計17基桿塔試點(diǎn)加裝了防鳥擋板，已運(yùn)行三年，效果較為明顯。見圖13。

圖13 桿塔上安裝的防鳥擋板Fig.13 Application of Anti-bird baffle

2)采用首片大盤徑絕緣子。

采用首片傘裙為大傘裙的新復(fù)合絕緣子，或在絕緣子上方加裝防鳥罩，但有可能影響懸垂串絕緣子的自潔功能。見圖14。

圖14 桿塔上安裝的大盤徑絕緣子Fig.14 Application of large diameter insulator

3)設(shè)置人工鳥巢。

福建、東莞、江西等供電企業(yè)在高壓線鐵塔的安全區(qū)域(遠(yuǎn)離絕緣子處)內(nèi)搭建人工鳥巢。人工鳥巢外圍用鐵絲纏繞圈，內(nèi)置枯枝和柔軟的毛草等物。鳥對生活環(huán)境是很挑剔的，人工鳥巢需要定期清潔和維護(hù)。

4.2 管理措施

1)加強(qiáng)線路巡視，發(fā)現(xiàn)桿塔絕緣子上方有鳥巢，必須及時上報缺陷，并盡快消缺。

2)根據(jù)巡視情況動態(tài)劃分輸電線路鳥害多發(fā)區(qū)域[12-16]，對于曾經(jīng)發(fā)生過鳥害跳閘和鳥害缺陷較多的線路桿塔，以及位于湖泊、水庫和魚塘，山區(qū)、丘陵植被較好且群鳥活動較為頻繁的桿塔應(yīng)作為重點(diǎn)鳥害防治區(qū)域，并建立防鳥工作資料臺賬。

3)重視防鳥設(shè)施巡視和維護(hù)工作，發(fā)現(xiàn)損壞的和有必要增添防鳥措施的情況，應(yīng)及時更換和安裝。同時，也要重視對鳥害多發(fā)區(qū)絕緣子表面臟污情況的觀察，對鳥糞污染和表面臟污的絕緣子及時安排帶電清掃。