浅析220kV输电线路鸟害综合防治

浅析220kV输电线路鸟害综合防治

朱钱涛  周航宇

云南电网有限责任公司红河供电局，云南红河 661100

摘要：今年来，随着生态环境逐渐变好，鸟类数量逐年增加，特别是大型候鸟。输电线路所作为电力系统中的重要组成部分，其运行质量还会影响到整个电力系统的运行质量。但是输电线路所处的环境往往在高山之中，导致多数鸟类选择输电线路杆塔作为栖息地，迁徙过程中的候鸟也选择输电线路杆塔作为落脚点，使得输电线路鸟害跳闸事故逐年增加。本文主要就如何防治输电线路鸟害跳闸进行探究分析。

关键词：输电线路；鸟害跳闸；防治

引言

生态环境的逐渐完善，鸟类数量的增多，导致输电线路鸟害跳闸事故逐年增加，如何防治鸟害跳闸成为输电线路运维的重中之重，对输电线路走廊鸟类活动进行统计调查、研究评估可能发生的鸟害情况，采取针对性的鸟害防治措施，并在此基础上继续推进输电线路新材料、新方法和新技术的应用通过科技创新解决输电线路鸟害防治问题。

一、鸟害产生原因
　　从形成机理上分析，可将鸟害故障分为筑巢类、猛禽类、泄粪类、鸟啄绝缘子和其他类五类。
　　筑巢类：鸟类筑巢的过程中，树枝等筑巢材料脱落导致线路短路、鸟巢吸引其他物种（如蛇）爬杆塔，通过蛇体或其他物体接地短路造成故障。
　　猛禽类：猛禽在绝缘子串上部横担等危险部位食用小动物时，小动物内脏，血液流出，倾泻在绝缘子上，导致单相接地短路，从而造成跳闸。
　　泄粪类：一是鸟类在杆塔绝缘子串上部横担上进行排便活动，造成绝缘子严重污染在潮湿环境下而引起线路跳闸；二是体型较大的鸟排便时粪便形成连续的线状型，由于鸟粪的高导电率，直接短接全部或部分绝缘子造成跳闸。
　　鸟啄绝缘子类：绝缘子特别是复合绝缘子含有大量复合材料，绝缘子的颜色和芳香烃等易吸引某些鸟类啄食，鸟啄绝缘子部位大都发生在未带电运行线路，损坏部位集中在绝缘子上端均压装置附近的伞裙以及护套间，此类与泄粪类不同，主要集中在耐张串和“V”型串，因为这些方便鸟类栖息，啄损情况较为严重。
　　其他类：除上述类型外其他鸟害，如大型鸟类飞翔或争斗时直接接触导线而造成的相间短路或单相接地短路。

二、鸟害产生规律

表1通过对红河供电局2010年-2022年输电线路鸟害跳闸统计分析。

表1 2010年-2022年输电线路鸟害跳闸统计分析表

从表1可得知，2010年至今，输电线路鸟害跳闸共计37条次，其中多数鸟害跳闸发生在头年12至次年6月份之间，其中12月、2月份有19次，占比50%，通过研究鸟类习性得知，每年的7-10月份是农作物成熟期，这个时间段，鸟类食物丰富，活动频繁，排泄物增加，鸟害故障概率也应该随之增加，但这一时间段故障率却较低，可以推断这种情况符合候鸟的生活习性，候鸟在冬初秋末从北方迁徙到江西鄱阳湖等水域，并且在春季大量筑巢进行繁殖。而到夏季候鸟继续迁徙回北方，这一规律与所统计的鸟害跳闸月份规律一致，这说明造成红河地区鸟害跳闸的主要为候鸟。
    其次，鸟害发生的时间多是在夜晚及清晨，占比92%，故障发生在白天几率较小，仅占总量的8%。主要原因为鸟类属于群居性动物，白天捕食，夜间宿憩在杆塔上，由于鸟类因适应飞翔的需要，其体内不能贮存较多的食物，消化道较短，新陈代谢旺盛，如有些鸟类吞食樱桃后，20分钟即可排出樱桃核。春秋两季夜晚及清晨气温较低，同时潮气较重，鸟类易拉稀便，鸟类一般在凌晨觅食前排出大量粪便，有清晨夜间集体排便习性。这是大量鸟粪倾泻在绝缘子上，所以闪络故障多发生在这段时间。
　  最后，发现发生鸟害跳闸天气多为阴天或阴雨天气，晴天仅出现了5次，说明潮湿天气更容易导致闪络现象，因为鸟粪经过雨水稀释，由固态变为电导液形态，导致击穿，形成闪络。同时从鸟害故障发生的位置看，鸟害故障大部分发生在中相绝缘子串上方的横担上。也说明鸟害发生位置也杆塔具体结构有关。

三、鸟粪引起闪络跳闸原因分析
　　鸟粪闪络一般有两种形式，第一种是鸟粪在绝缘子表面积累过多，潮湿天气下，引发鸟粪污闪；鸟粪在悬垂绝缘子表面积累，若积粪太多，在潮湿天气情况下导电率增大，导致沿绝缘子表面沿面闪络。第二种是大鸟在杆塔上排泄时，粪便造成导线与塔体间电场发生畸变，瞬间短路，造成闪络。大鸟在杆塔上排泄时，鸟粪属于高导电率物质，引起周围电场严重畸变，粪便造成导线与塔体间瞬间短路，造成闪络。鸟粪闪络的过程可以分为以下3段。
　　（1）鸟粪通道的形成和伸长。鸟粪排出后，以自由落体的方式下落，形成一段细长的下落体。
　　（2）绝缘子周围电场发生严重畸变。具有一定导电性的鸟粪通道的介入使绝缘子周围的电场分布发生严重畸变，鸟粪通道的前端与绝缘子高压端之间的空气间隙的电场强度大大增加。绝缘子承受的大部分电压都加在了这一段空气间隙上。
　　（3）空气间隙击穿，完成闪络。当鸟粪通道的前端越来越接近绝缘子高压端时，它们之间的空气间隙承受不了所加的电压，间隙被击穿，形成局部电弧。当鸟粪的电导率超过一定值时，局部电弧最终导致绝缘子闪络。

四、可采取的相关措施
　　通过以上的分析，我们可以从预防和技术上采取相关措施，防治输电线路鸟害跳闸：
　　1、技术措施

阻止放电通道的产生：
　　（1）采用大盘径绝缘子，在绝缘子顶端加装一片或者在绝缘子中间各安装多片大盘径绝缘子，鸟粪从横担处下落到绝缘子串时，由于大伞裙绝缘子片在绝缘子串上方形成伞状保护，阻挡鸟粪成串成行贯穿通道，从而降低鸟害事故。当采用瓷瓶或者玻璃绝缘子时，直径可以达到380mm以上，缺点是无形增加了运维工作难度。当采用大盘径硅橡胶裙罩时，其直径可在600mm左右，最大不得超过700mm，否则长期运行后可能在垂直作用下变形，优点：硅橡胶裙罩材质较软，不增加运维工作难度，直径可以根据实际情况调整，防鸟效果较为明显，而且还能提高线路耐雷水平。
　　（2）加装防鸟粪挡板、防鸟罩等，防鸟粪挡板能够将绝缘子上方横档封住，面积大，遮挡强，能有效阻挡鸟粪坠落到绝缘子上，达到防治鸟粪落在绝缘子的目的，但是挡板会妨碍检修工作，同时挡板鸟粪不能自然清除，下雨时可能导致鸟粪从挡板缝隙流出，导致污闪。防鸟挡板安装成本较高，工艺较为复杂，并且挡板为板状结构，起风时受力较大，寿命较短，影响检修，推广较为困难，应用范围不广。
　　驱赶鸟类聚集：
　　（1）安装防鸟刺，防鸟刺可安装在鸟类经常活动位置和绝缘子串上部横担位置，防鸟刺一般采用多股钢绞线或钢针底端固定（固定在特制的底座内），一般采用螺栓安装，另外一端散开呈倒伞状，能有效防止鸟类在导线瓷瓶串的正上方打斗、停留、筑巢，确保线路的畅通，减少停电事故发生，驱鸟防鸟害效果明显，运行经验表明，此项技术成本低，效果好，应用范围也最广，缺点是对登杆人员的行动产生影响，增大了杆塔检修作业难度。
　　（2）在需要特殊保护的地方，引导鸟类在其他地方筑巢，在美国像鱼鹰、秃鹫和猫头鹰等猛禽都是受法律保护的，他们会在杆塔附近提供一个模拟杆，一般放在距电力线30m以内，但要保证在安全电气距离以外，平台做得比电力线高些，这样这些猛禽更喜欢在此栖息，国内会在可能有鸟类筑巢的地方进行人工鸟巢的建设，来引导鸟类在安全区域内活动。这种情况值得江西电网借鉴，江西地区拥有大量国家Ⅰ级重点保护鸟类如东方白鹳、黑鹳、金雕、白肩雕、黄腹角雉等，在此类保护区内时，一定要提前做好引导工作，防止对濒危鸟类造成伤害。

　　（3）安装惊鸟装置，如风铃，反光镜，风车式驱鸟器等，研究显示，鸟类对警戒色如黄色、红色、会动的物体、光源表现出惊恐，根据这些原理，结合当地鸟类生活习性可取得不错的驱鸟效果。
　　（4）随着科技的发展，现在还出现了声光驱鸟装置、脉冲式电击装置，超声波驱鸟器。声光驱鸟装置，采用模仿鸟类鸣叫，发出闪烁光源干扰鸟类宿住，采用太阳能电池，缺点为价格高，运行经验较少，鸟类适应后效果下降。脉冲式电击装置直接采用脉冲高压电击达到驱鸟效果，鸟类受到电击后会自动离开。超声波驱鸟器，采用超声波干扰鸟类神经、生理系统，利用太阳能电池板和蓄电池供电。特别适合野外杆塔和不方便提供电源的变电站选用，通过反射方式覆盖整个驱鸟空间，高压铁塔上只要安装一台即可保证不会受到鸟害侵扰，具有较好效果。
　　（5）除了以上方法外，我们还可以对线路本体进行改在，采取线路本体绝缘化，就是在对容易受到鸟害的裸露导线进行保护，使导线不与外界环境直接接触，同时在导线连接处，采用特制防护罩，同时在塔型结构设计时也要考虑尽量减少或避免鸟类落脚的地方，尤其是横担部位，这样就能大大减少驱鸟装置的维护工作量。
　　2、预防及组织措施
　　（1）密切注意天气变化，提前做好准备工作，鸟害引起的闪络与空气湿度有很大关系，在阴雨天气和大雾天气到来前，做好杆塔驱鸟工作。重视季节维护，在春季、冬季、鸟类繁衍时期，加强巡视工作，做好杆塔上鸟巢清除工作。
　　（2）有的放矢，结合云南地区候鸟迁徙通道，对于重灾害地区进行重点巡查，缩短巡查周期。实时统计各条输电线路运行情况，结合以往运行数据，天气状况等信息划分鸟害等级区域，对于鸟害严重区域，加大巡查力度，并且对绝缘子污秽情况作好记录，及时安排人员清扫，避免鸟粪大量堆积，遭遇潮湿天气时引起闪络。发现就清理，清理后马上进行防范措施，避免形成人鸟拉锯战。摸清鸟类种类，人工建造适合当地鸟类生活的巢穴。

五、结束语

以上对输电线路鸟害成因的分析，提出有效的综合防范措施，及时调整输电线路的运行维护措施，防止输电线路鸟害事故发生，提高输电线路稳定运行水平，保证电网安全。

参考文献

[1]输电线路鸟害防治措施.中国自动化网 .

[2]余兆年.输电线路鸟害事故分析及防范措施.中国学术期刊网络出版总库.

[3]输电线路鸟害事故原因及预防措施.安全管理网.