秦嶺山區(qū)動(dòng)物對牽引供電系統(tǒng)安全的影響及防護(hù)措施

董建林

（中國鐵建電氣化局集團(tuán)有限公司，西安 710000）

0 引言

隨著人類對環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，動(dòng)物的繁殖數(shù)量逐漸增加，活動(dòng)領(lǐng)域日益擴(kuò)大，加之陜西省統(tǒng)籌推進(jìn)秦嶺山區(qū)植被保護(hù)與生物多樣性保護(hù)，大力加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)措施，使秦嶺山區(qū)環(huán)境、動(dòng)植物資源得到了進(jìn)一步保護(hù)，目前秦嶺地區(qū)動(dòng)物種類、數(shù)量繁多，本文通過對西成客專開通以來秦嶺山區(qū)牽引供電設(shè)備故障原因分析，發(fā)現(xiàn)由鳥類、鼯鼠造成秦嶺山區(qū)牽引供電設(shè)備故障占故障總數(shù)的第1位，并依次對鳥類、鼯鼠造成秦嶺山區(qū)牽引供電設(shè)備故障原因進(jìn)行分析，提出秦嶺山區(qū)鳥類、鼯鼠活動(dòng)頻繁地區(qū)牽引供電系統(tǒng)的防治對策。

1 牽引供電設(shè)備故障統(tǒng)計(jì)情況及結(jié)果分析

西成高鐵自開通運(yùn)行以來，共發(fā)生5次牽引供電跳閘現(xiàn)象，經(jīng)過分析，跳閘情況全部由秦嶺山區(qū)接觸網(wǎng)設(shè)備故障引起，接觸網(wǎng)供電線上網(wǎng)門型架柱式復(fù)合絕緣子閃絡(luò)，造成1次跳閘；接觸網(wǎng)供電線懸掛點(diǎn)處懸式瓷質(zhì)絕緣子閃絡(luò)，造成2次跳閘；接觸網(wǎng)隧道間正饋線懸式瓷質(zhì)絕緣子閃絡(luò)，造成1次跳閘；接觸網(wǎng)隔離開關(guān)柱式復(fù)合絕緣子閃絡(luò)，造成1次跳閘；綜上所述可以發(fā)現(xiàn)，故障點(diǎn)主要集中在秦嶺山區(qū)隧道間正饋線懸式瓷質(zhì)絕緣子、供電線懸式瓷質(zhì)絕緣子、隔離開關(guān)柱式復(fù)合絕緣子和供電線上網(wǎng)門型架柱式復(fù)合絕緣子。

2 牽引供電設(shè)備故障原因分析

經(jīng)過對牽引供電設(shè)備故障分析，貓頭鷹夜間落在接觸網(wǎng)供電線上網(wǎng)門型架柱式復(fù)合絕緣子附近，貓頭鷹翅膀短接復(fù)合絕緣子，復(fù)合絕緣子閃絡(luò)，造成1次跳閘；喜鵲落在供電線懸掛點(diǎn)附近，翅膀短接供電線懸式瓷質(zhì)絕緣子，懸式瓷質(zhì)絕緣子閃絡(luò)，造成1次跳閘；鼯鼠夜間在滑翔過程中翼膜短接隧道間正饋線懸式瓷質(zhì)絕緣子，懸式瓷質(zhì)絕緣子閃絡(luò)，造成1次跳閘；鼯鼠夜間在滑翔過程中翼膜短接接觸網(wǎng)供電線懸式瓷質(zhì)絕緣子，懸式瓷質(zhì)絕緣子閃絡(luò)，造成1次跳閘；鼯鼠夜間在滑翔過程中翼膜短接隔離開關(guān)柱式復(fù)合絕緣子，隔離開關(guān)柱式復(fù)合絕緣子閃絡(luò)，造成1次跳閘；綜上所述可以發(fā)現(xiàn)，鳥類引起接觸網(wǎng)設(shè)備故障2次，鼯鼠引起接觸網(wǎng)設(shè)備故障3次。

圖1 被高壓電流燒傷的貓頭鷹

圖2 燒傷柱式復(fù)合絕緣子

圖3 被高壓電流燒傷的喜鵲和燒傷供電線絕緣子照片

圖4 隧道間正饋線絕緣子燒傷照片

3 防治對策

3.1 貓頭鷹、喜鵲、鼯鼠生活習(xí)性

1）貓頭鷹屬脊椎動(dòng)物門，鳥綱，猛禽類，鸮型目，國家二級保護(hù)動(dòng)物。習(xí)慣于晨、昏和黑夜捕獵，被稱為“夜貓子”，白天即群棲于樹蔭隱蔽處。聽覺、視覺發(fā)達(dá)，性情溫柔，愛清潔，每當(dāng)深夜、明月高懸時(shí)即開始“音樂晚會(huì)”，其實(shí)是調(diào)情的表現(xiàn)。食物以鼠類和其他小型動(dòng)物為主。

圖5 被高壓電流燒傷的鼯鼠

圖6 鼯鼠將隧道間隔離開關(guān)支持絕緣子燒傷照片

2）喜鵲，國家野生保護(hù)動(dòng)物，在山區(qū)、平原都有棲息習(xí)慣，無論是城市、郊區(qū)、鄉(xiāng)村、山林都能看到，適應(yīng)能力強(qiáng)，經(jīng)常出現(xiàn)在人類活動(dòng)地區(qū)。喜鵲白天覓食，夜間棲息。通常在高大樹木上營巢，有時(shí)也在鄉(xiāng)村附近和公路旁的樹上營巢，甚至在高壓電力鐵塔上營巢。

3）鼯鼠，中國野生保護(hù)動(dòng)物，能夠利用翼膜在山林自由滑翔，迄今已發(fā)現(xiàn)分布于中國秦嶺山區(qū)的有3種：灰頭鼯鼠、紅白鼯鼠和復(fù)齒鼯鼠，鼯鼠滑翔時(shí)速度快速，接近目標(biāo)時(shí)，它會(huì)調(diào)整飛行角度，增大與空氣阻力，從而減少與目標(biāo)樹的沖擊。鼯鼠的生活習(xí)性特點(diǎn)：一是不筑巢，棲身在現(xiàn)成的巖壁縫或樹洞中，窩內(nèi)僅鋪些干草，冬天用干草封住洞口御寒，然后倒頭蟄伏直至春天到了；二是喜歡安靜，膽小，喜歡獨(dú)居，夜行性較強(qiáng)，對有光地方的利用會(huì)比無光地方利用少，只有春季的繁殖季節(jié)到來，它們才會(huì)配對繁殖后代；三是對氣溫敏感，怕低溫又怕高溫；四是白天休息，夜間覓食葉子、果子、蟲子或小型鳥類；五是在固定地點(diǎn)排泄糞便，一般在巢穴附近排泄糞便；六是滑翔，當(dāng)它碰到天敵或覓食時(shí)會(huì)借力騰空而起，快速展開翼膜滑翔而去。

3.2 防治措施

3.2.1 組織措施

繪制秦嶺山區(qū)動(dòng)物病害地域布置圖，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理分析牽引供電動(dòng)物病害故障，根據(jù)秦嶺山區(qū)動(dòng)物病害地域內(nèi)動(dòng)物的物種、產(chǎn)生病害的季節(jié)和病害地段繪制牽引供電動(dòng)物病害地域布置圖。牽引供電動(dòng)物病害地域布置圖便于查找動(dòng)物病害故障位置，方便故障排除，恢復(fù)行車。

3.2.2 技術(shù)措施

1）鳥類翅膀、鼯鼠翼膜容易造成懸式瓷質(zhì)絕緣子串短接，引起跳閘情況，主要由于鳥類翅膀、鼯鼠翼膜接觸面積過大，爬電距離減少，可以通過采用增加懸式瓷質(zhì)絕緣子直徑方法，增加絕緣子串爬電距離，減少鳥類翅膀、鼯鼠翼膜與絕緣子串接觸面積，隧道間懸式瓷質(zhì)絕緣子串第一片絕緣子，即與肩架球頭掛環(huán)連接絕緣子，由XWP2-70型（絕緣件公稱直徑255mm）改為XP-400型（絕緣件公稱直徑360mm），懸式瓷質(zhì)絕緣子爬電距離由1600mm增加至1725mm，減少鳥類、鼯鼠類動(dòng)物短接牽引供電設(shè)備造成絕緣子閃絡(luò)故障率。

圖7 標(biāo)準(zhǔn)傘幾何參數(shù)計(jì)算圖

S=Sab+Sbc+Scd+Sde+Sef+Sfg+Sgh+Shi+Sig

S表示爬距，ab、bc、cd、de、ef、fg、gh、hi、ig表示直線或者曲線長度。

2）在隧道間中間柱、轉(zhuǎn)換柱、下錨柱、對向下錨柱、上網(wǎng)門型架、供電線鋼柱、隔離開關(guān)底座處增設(shè)防鳥害措施。

（1）在隧道間中間柱、轉(zhuǎn)換柱、下錨柱、對向下錨柱、上網(wǎng)門型架、供電線鋼柱安裝風(fēng)車光片式驅(qū)鳥器。風(fēng)車光片式驅(qū)鳥器集轉(zhuǎn)動(dòng)、發(fā)光、反光于一體，白天反射陽光，在光線昏暗和夜晚時(shí)自身發(fā)光，選擇鳥類最敏感的光色，使鳥類產(chǎn)生焦躁情緒，驅(qū)使鳥類遠(yuǎn)離牽引供電設(shè)備。

圖8 原絕緣子串示意圖

圖9 優(yōu)化后絕緣子串示意圖

（2）在上網(wǎng)門型架、供電線鋼柱、隔離開關(guān)底座處安裝超聲波驅(qū)鳥器。超聲波驅(qū)鳥器采用紅外線感技術(shù)感知鳥類的靠近自動(dòng)發(fā)出使鳥類恐懼的聲音、超聲波或發(fā)出閃光，從而迫使鳥離開所要保護(hù)的區(qū)域，達(dá)到驅(qū)鳥目的。

（3）在隧道口附加導(dǎo)線對錨處涂抹驅(qū)鳥劑。驅(qū)鳥劑中添加天然植物性精油，有效的刺激鳥類的嗅覺，同時(shí)對鳥類五項(xiàng)器官都有刺激作用，讓鳥類感覺不適而離開。

（4）在供電線鋼柱、下錨柱處安裝鳥刺。

通過上述防鳥害技術(shù)措施，可以減少鳥類對存在牽引供電設(shè)備路徑利用和對鋼柱的利用，降低鳥類動(dòng)物短接供電設(shè)備造成絕緣子閃絡(luò)故障率。

圖10 風(fēng)車光片式驅(qū)鳥器

3）在供電線鋼柱增設(shè)太陽能照明燈具，使燈光朝向鋼柱頂端，夜間開啟燈具，通過開啟燈光方式，減少夜行性較強(qiáng)貓頭鷹、鼯鼠對存在供電設(shè)備路徑利用，降低鳥類、鼯鼠類動(dòng)物短接牽引供電設(shè)備造成絕緣子閃絡(luò)故障率。

4 結(jié)論

經(jīng)過對秦嶺山區(qū)動(dòng)物原因造成牽引供電設(shè)備故障情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)牽引供電設(shè)備故障主要由鳥類和鼯鼠造成，分析了牽引供電動(dòng)物病害形成的原因及規(guī)律，根據(jù)牽引供電系統(tǒng)施工情況提出了并制定防治措施；利用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理分析牽引供電動(dòng)物病害故障，并根據(jù)動(dòng)物病害的種類、發(fā)生動(dòng)物病害的季節(jié)和位置制作牽引供電動(dòng)物病害地域布置圖防治的思路、方法和通過對鳥類（喜鵲、貓頭鷹）、鼯鼠生活習(xí)性的研究，采用增加懸式瓷質(zhì)絕緣子直徑、增設(shè)防鳥害措施、增設(shè)照明燈具等方式可以減少鳥類（喜鵲、貓頭鷹）、鼯鼠對存在牽引供電設(shè)備路徑利用，降低鳥類、鼯鼠類動(dòng)物短接牽引供電設(shè)備造成絕緣子閃絡(luò)故障率，同時(shí)也減少了牽引供電設(shè)備對野生保護(hù)動(dòng)物的傷害。