架空输电线路涉鸟故障分析与防范

架空输电线路涉鸟故障分析与防范

宋玉辉

中国电建集团青海省电力设计院有限公司

青海省西宁市810008

摘要：输电线路是电网的关键组成部分，其运行特性直接关系到电网的安全可靠性。由于输电线路具有分布广、距离长等特点，因而故障时有发生。输电线路故障的成因主要有自然灾害、外力破坏及鸟害等。涉鸟故障是指因鸟类活动致使输电线路跳闸甚至停运，随着城市化的推进，鸟害与电网安全运行之间的矛盾日益突出。例如，2014—2016年某电网110kV及以上架空输电线路涉鸟故障共计134起，且呈逐年增加趋势。因此，研究输电线路涉鸟故障的特征，采取合理有效的防鸟措施，对保障输电线路安全稳定运行具有重要意义。

关键词：架空输电线路；涉鸟；故障；分析

前言

近年来，随着生态环境的改善和人们对野生动物保护的意识增强，鸟类数量急剧增加、活动范围日趋加大。据统计，国内输电线路涉鸟故障跳闸占跳闸总数的百分比已超过10%，鸟类活动继雷击、外力破坏后成为输电线路第三大跳闸原因。在美国，电力设备故障的第三大原因是由动物引起的，而鸟类比其他任何动物引起的故障更多，其中美国配电线路跳闸中因鸟类引起的次数占25%。据近年的统计，德国和俄罗斯70%~80%的架空线路跳闸均由鸟类引起。由此可见，鸟类对输电线路的安全运行带来了严重的影响。

1涉鸟故障分类

在输电线路上活动的鸟类不仅种类多样，其主要活动方式也不同，如筑巢、栖息、泄粪等，这些活动的特征如鸟巢材料的长度、材质，泄粪量的大小等均存在差异性，这就决定了不同的涉鸟故障类型。根据电力部门的运行经验和国内外学者的统计分析，输电线路涉鸟故障可分为鸟粪类故障、鸟体短接类故障、鸟巢类故障、鸟啄类故障和其他类型涉鸟故障。

2涉鸟故障相关鸟种

鸟种虽然多，但根据调查，选择在输电线路杆塔上活动的鸟类只有少部分。如隼形目、鹳形目、鸠鸽目、雀形目等鸟类，会选择长时间地停留在架空输电线路的铁塔和接地线上。（1）引起鸟巢类故障的鸟类主要通过在杆塔上筑巢、繁育，涉及鹳形目、隼形目、雀形目等鸟类。

（2）引起鸟粪类故障一般为体型较大鸟类或数量较多的鸟群。①引起鸟粪污染绝缘子闪络的鸟种较多，树栖鸟类皆有可能，以鹳形目中的鹭科、鹳科、隼形目和鸮形目以及雀形目的鸦科、伯劳科、卷尾科鸟类为主。②引起鸟粪短接空气间隙的鸟类一般在空中或杆塔高处排便，一次性排便量大，鸟便较稀且粘性较大，以鹳类、雁鸭类、猛禽类等体型硕大，而且食肉（鱼）的鸟类为主。（3）引起鸟体短接类故障的鸟类体型较大，一般为翅展超过1.5 m以上的大型鸟类或猛禽。（4）引起鸟啄类故障的鸟类喜欢啄食复合绝缘子，主要有喜鹊、灰喜鹊、大嘴乌鸦等。

3输电线路鸟害故障分析

3.1鸟害故障的种类

当鸟类在架空输电线路上空飞行、搭巢、啄食、排便等行为时，引起架空导线净空安全距离不足，造成线路跳闸，这些情况称之为鸟害。按照发生线路跳闸原因不同，鸟害可分为鸟啄类、鸟体短接类、鸟巢类、鸟粪类。2013年至今泰安地区架空输电线路鸟害跳闸数据统计显示，鸟害主要原因为鸟粪短接空气间隙，占比达到95.5%，其他为鸟巢材料短接，未发生过鸟粪污染绝缘子闪络、鸟体短接类、鸟啄绝缘子导致的线路故障。

3.2涉鸟故障的区域特征

2014年1月至2020年5月期间，某电网110kV及以上架空输电线路发生鸟害故障16起。对故障点附件地理环境统计分析发现，故障点附近水源丰沛、树木高大、农田开阔，充足的水源、农田中的小动物为鸟类的栖息、生存提供了良好的环境。受人类生产经营活动的影响，城镇区域发生鸟害的概率较小。

3.3鸟害故障的时间特征

架空输电线路鸟害跳闸发生在清晨5:00—8:00概率较大，占总鸟害跳闸次数的50%。

3.4涉鸟故障的鸟种特征

2014—2020年期间泰安地区共发生鸟巢类跳闸3次，占鸟害跳闸总次数的18.75%；发生鸟粪类跳闸14次，占比87.5%。由此可见泰安电网引起鸟害事故的主要原因是鸟粪闪络，鸟巢类原因较少。泰安地区没有大型鸟类，故无鸟体类故障。近几年，输电线路运维人员加大了鸟巢迁移力度，故鸟巢类故障逐年减少，但鸟粪闪络故障无法避免。

3.5鸟害故障重合闸特征

对历年鸟害跳闸时重合闸情况进行统计发现，重合闸全部成功。表明鸟害故障具有瞬时性、短暂性。这与鸟粪降落过程时间短，无法持久形成放电通道有关。

3.6鸟害风险分布

对电网鸟害历史数据分析可知，某地区鸟害主要以鸟粪类为主，鸟巢类较少，鸟体短接类、鸟啄类从未发生过。因此，只需要绘制鸟粪类故障风险分布图。

3.7鸟巢类故障

鸟巢类故障一般都是鸟巢材料从绝缘子上方的横担下垂引起的。选取最严格的情况，即将鸟巢材料看成导体，此时鸟巢材料将与杆塔等电位。同时，考虑到大风的作用，下垂的鸟巢材料可任意角度摆动。

4防鸟措施及评估

目前国内外电力部门应用的防鸟装置可分为挡鸟类、引鸟类和驱鸟类3种类型。挡鸟类防鸟装置主要有防鸟盒、防鸟挡板、防鸟刺、防鸟针板、防鸟罩、防鸟护套和防鸟拉线等；引鸟类防鸟装置主要有人工鸟巢和人工栖鸟架；驱鸟类防鸟装置主要有旋转式风车、反光镜、仿生等惊鸟装置和声、光、电等电子式驱鸟装置。长期以来，供电部门对线路周边活动的鸟类大多加以排斥、驱赶，特别是拆除鸟巢的过程中不免伤害幼鸟。因此，对鸟巢不能简单地拆除，应根据不同情况区别对待。对位于杆塔上离带电导线较远的鸟巢，让其保留，不但不会对线路安全造成影响，且又能防止其他鸟类在杆塔上筑巢。

4.1防鸟措施及原理

现有防鸟措施主要从占位、阻挡、驱赶三个方面着手，通过消除鸟粪闪络通道，增大线路与杆塔间隙方式达到避免鸟害的目的。(1)防鸟刺和防鸟针板。防鸟刺和针板利用占位原理，占据铁塔空间，使鸟类无法立足或筑巢。(2)防鸟挡板和驱鸟占位器。防鸟挡板和驱鸟占位器用于阻挡鸟粪排泄通道，避免鸟粪污染绝缘子。因此防鸟挡板和驱鸟占位器安装在绝缘子上方的横担上，达到防鸟害目的。(3)驱鸟装置。驱鸟装置按工作原理分为风车式和超声波式两种。风车式利用风速的变化发出噪声，加之风叶上涂抹反光材料来驱鸟。超声波驱鸟装置依靠发出的超声波对鸟类造成听觉的不适驱赶鸟类，达到防鸟害目的。

4.2不能伤害幼鸟、破坏鸟蛋

对由短树枝构成的喜鹊巢，予以保留。其他鸟类如黑领椋鸟用藤、草等较长材料所筑的鸟巢，处理方式为：①对于离线路绝缘子串挂点水平距离2 m以内的鸟巢，将鸟巢移至离杆塔较远的安全区内，并宜使用人工鸟巢平台辅助固定鸟巢。若鸟巢是由于封堵不到位引起，则应及时对原鸟巢位置进行严密封堵。②对于离线路绝缘子串挂点水平距离2 m以外的鸟巢，仅对较长鸟巢材料进行修剪，不对其进行移位。按照上述原则开展杆塔鸟巢的处理，在不影响线路安全运行的条件下，对保护鸟类的生存环境将起到积极的作用。

结束语

综上所述，当前防鸟措施效果有限，需加强线路防护。从保障电网安全运行角度出发，鸟类频繁在杆塔上方活动，导致鸟害跳闸风险增加，防治结合是降低鸟害的主要方面。在防鸟刺、针板等预防措施发挥效果不佳情况下，移除杆塔上方鸟巢仍然是当前降低鸟害风险的主要手段。鸟类活动区域风险等级评估是采取针对性防护措施的基础性工作，建议将防鸟害纳入新建线路可研评审，为新建线路提供良好的运行环境。

参考文献：

[1王自力，庞锴，李长看，等．河南省电网涉鸟故障的鸟类多样性研究[J]．电瓷避雷器，2015(2)：23-30.

[2]易辉，熊幼京，周刚，等．架空输电线路鸟害故障分析及对策[J]．电网技术，2008，32(20)：95-100.