基于输电线路鸟害及其防治措施研究

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  摘 要:文章介绍鸟害故障的一般特征与规律,分析鸟害对输电线路的危害,提出了防鸟害的相应技术措施,从而提高输电线路的安全运行水平。
  关键词:输电线路;鸟害;故障;防治措施
  引言
  通过对影响输电线路安全稳定运行的各种影响因素的分析,我们发现鸟害所引发的输电线路故障仅次于由于外力破坏和雷电破坏造成的输电线路故障,造成较为严重的经济等方面的损失。鸟害严重地威胁着电力系统及网络的安全运行,必须引起输电线路工程技术人员的高度重视。因此,为减少或杜绝鸟害故障的发生,提高输电线路的安全运行水平,研究和分析输电线路鸟害及其防治技术具有现实的意义。
  1 鸟害故障的一般特征与规律
  输电线路鸟害故障具有明显的地形地貌特征。经观察,鸟害引起故障的杆塔周围环境,多在靠近河流(排水渠)、稻田、鱼池、低洼潮湿地带,有较大树木和一些村庄少、僻静开阔的庄稼地带。加之,近年来河套地区养殖业不断扩大,再加上套区排灌,洼地积水多,引来大量的候鸟在此栖息、觅食。经过对鸟害跳闸分析,发现鸟害对架空输电线路造成的危害有一定的规律性。
  1.1 时间性。每年的 1 月底到 6 月初是鸟害发生的主要月份。从时段上看,多为夜间 21:00~06:00点左右。结合历年线路鸟害故障情况分析,鸟害频发大多集中在每年的 3、4、5 三个月及每日的 22:00 点至次日凌晨 04:00 点之间。全年 12 个月份中,每年的 3、4、5 月份发生的鸟害故障占全年的 78.8%。
  1.2 电压等级。从鸟害造成故障的电压等级看,鸟类故障多数发生在220kV 及以上输电线路上,110kV及以下输电线路故障较少。运行实践表明,鸟害故障的一般规律是:10kV、35kV 线路鸟害故障主要是由鸟类飞行、衔物、筑巢等引发接地和短路故障,多发生在春季鸟类筑巢期,主要鸟类是喜鹊和乌鸦;110kV 及以上线路鸟害故障主要由鸟粪造成绝缘子闪络引起,与气象等因素有关,主要因春夏、夏秋季节交换造成鸟类食物链变更引起;此外,大型候鸟迁徙途中,在线路杆塔栖息,也可能引发线路故障。
  1.3 杆塔类型。统计资料显示,直线杆塔上发生鸟害的机率较大,耐张杆塔引流线上发生鸟害的几率较小。
  2 鸟害对输电线路的危害
  2.1 危害一:接地跳闸。
  在野外的输电线路杆塔逐渐成为鸟类筑巢的场所。鸟类时常将鸟巢筑在杆塔横担上,鸟类筑巢喜欢就地取材,叼运的巢材主要以草茎、工业残料金属丝和各类旧包装带为主,叼运过程中,易引发巢材与带电导线安全距离不足的放电跳闸故障。另外,鸟巢四周长长的杂草、细绳等材料在风雨作用下被吹散落下,造成与带电导线距离不足引起线路接地跳闸。
  2.2 危害二:鸟害闪络(尤以使用复合绝缘子的线路为主)。
  发生鸟害闪络的根本原因是空气中的飞弧短接,由于凌晨是鸟类活动频繁的时间,又是出现薄雾或大雾及凝露的时间,绝缘子的憎水性已经部分丧失,在鸟粪通过绝缘子边沿的瞬间,由于鸟粪短接了部分空气通道,同时使空氣介质恶化,极易形成伞裙间的飞弧短接放电,如果电压过零点的时间以及绝缘子周围空气介质的特性等因素符合上述条件,则会发展成对杆塔放电闪络故障。相对于瓷绝缘子,由于复合绝缘子的伞裙是柔性材料,鸟粪在坠落时不易飞溅和反弹,而是全部顺伞裙边沿下落,更易发生鸟害事故。与瓷绝缘子串相比,由鸟害造成的复合绝缘子闪络率较高。其原因是:①复合绝缘子的伞间距较小,在鸟排便的瞬间,易于形成鸟粪的桥接,从而发生伞裙间飞弧短接现象。②复合绝缘子的伞裙是柔性材料,大鸟粪便在重力作用下坠落时,易于全部顺伞裙边缘落下,不易反弹和飞溅;而瓷属刚性材料,由于反弹和飞溅可以减少落下的鸟粪量,甚至阻断鸟粪对伞裙的桥接。
  综上所述,鸟类带来的危害不但也给广大用户的用电造成影响,而且对电网的安全稳定运行也带来很大威胁。
  3 防鸟害的技术措施
  3.1 安装驱鸟刺。
  驱鸟刺由 25 根冷拔丝做成 60cm 号的成品(中间部分采用螺旋状),打开后成扇形。底座部分采用的是8×18 的扁钢钢材弯曲而成。安装在杆塔横担悬垂挂环位置和横担的上部,有效地防止鸟在导线瓷瓶串的正上方筑巢、停留,确保线路的畅通,减少停电事故的发生,驱鸟防鸟效果较好。每相装设一只驱鸟刺,覆盖直径在80公分左右。立体横担或耐张吊串根据实际情况装设 2-3只,以防止鸟的立足范围处于危险半径以内。对于导线水平排列的铁塔,防鸟刺安装在绝缘子正上方;对于导线垂直排列的铁塔,防鸟刺安装在上横担上,中横担、下横担一般不宜安装。
  3.1.1 安装前应检查防鸟刺是否良好,鸟刺同底座连接是否可靠,是否能够自然展开,防腐措施是否有效,不合格者严禁安装。
  3.1.2 防鸟刺应安装在绝缘子的正上方,刺针长度以80厘米常为宜。刺针应均匀散开,必须采用弹簧式刺针,以保证刺针可以自然摆动。
  3.1.3 安装防鸟刺在拧紧连接螺栓的同时应加装防松扣母,并应将连接螺栓和防松扣母拧紧,防止螺栓松动脱落。
  3.1.4 对于在直线塔中相安装防鸟刺时,应将防鸟刺自然展开,避免铁塔斜材挡住防鸟刺,影响防鸟刺的摆动。
  3.2 使用驱鸟剂。
  环保型驱鸟剂对所有设备没有任何腐蚀性,并且会产生油膜防止产生组成成分的蒸发或者水分的渗透,从视觉、触觉、味觉、嗅觉等 5 项器官同时起作用来退治飞禽,效果非常显著,不会出现有害鸟类适应驱鸟类剂而减少药剂效果的现象。使用方法:电力设施(变压器、电线杆等)采用定点式投药,用塑料或者其他耐用浅容器注入适量药物,设法固定容器在变压器、横担、电线杆、电力建筑物等设备上。缺点:虽属环保用品,但应注意防止小孩、牲畜误吞。投药点必须固定牢靠,避免被大风、雨水冲走,药效一年,但因降雨多少,药效会有误差。   3.3 装设电子驱鸟器。
  电子驱鸟器具有感知功能,能不分昼夜震慑鸟类,使其不能停在或接近输电线路,不影响线路工人在杆塔上检修。该装置由传感单元、电源单元、执行单元、和电子开关四部分组成。传感单元的电源线与电源单元直接连接;执行单元的三个部分即红光产生电路、音频发生器、马达驱赶器的电源线并联在一起与电子开关串连,再连接到电源单元;而传感单元的输出端与电子开关的控制端连接,控制执行单元工作。传感单元有一个侵入检测传感器,它是红外线侵入检测传感器或超声波侵入检测传感器或微波侵入检测传感器;在输电线路杆塔的每串绝缘子串的上方横担处,安装传感单元与电子开关、执行单元的组合;在杆塔的最高处安装电源单元并与其它单元以及电子开关间电源线连接。该装置有效解决输电线路鸟害的防治。驱鸟器主要安装在连续多基杆塔有鸟巢的鸟类活动最频繁的地方,安装方法按照厂家技术人员的现场指导进行安装。
  3.3.1 驱鸟器安装前,应检查发声、发光及太阳能板是否良好,确认完好后方可进行安装。
  3.3.2 驱鸟器应安装在指定杆塔的指定部位。
  3.3.3 驱鸟器在提升过程中应避免磕碰,安装应牢固。
  3.3.4 驱鸟器安装完毕后,应打开开关,检查安装无误且各部位完好后方可下塔。
  3.4 风动驱鸟器
  驱鸟器以风力为动力源,同时采用独特的轴承,并在风轮上加装镜片,使风轮在做反复运动时利用光学反射原理在驱鸟器区域内形成一个散光区,使鸟类惧光不敢靠近筑巢、栖息,既保证电力线路畅通减少线路故障又保护了鸟类。驱鸟器无需电源,是以风为动力,只需微风启动,每分钟旋转五十圈,利用旋转地周围形成一个保护区,360 度反射角,无驱赶盲点,使鸟不敢靠近,效果相当明显。
  在杆塔顶部安装转动塑料风车驱鸟器。对于上下排列双回路来说,考虑安装防鸟刺后导线带电部位对杆塔安全距离的问题,确定每基铁塔安装 2-3 只驱鸟器,风车驱鸟器要颜色要选用警戒色,安装反光用的镜面,以对鸟起到惊吓、驱赶作用,防止在塔上落脚。经过综合比较,风力驱鸟器性价比最优,既减少了线路故障,又保护了鸟类,达到了生态驱鸟保安全的目的。
  3.5 绝缘护套
  主要应用在 10-35kV 瓷横担线路直线杆塔。绝缘护套包绕段导线必须将氧化层打磨干净;绝缘护套封口向下包绕在导线上,封口粘接紧密,无缝隙。
  3.6 防鸟罩
  利用防鸟罩面积大,鸟类不易站稳的原理,在绝缘子上方横担安装防鸟隔板。防鸟隔板材料应选用可塑性强的镀锌薄铁板、硅橡胶等材料,达到防腐和安装方便的效果。
  3.7 绝缘防护盒
  绝缘防护盒在开关、刀闸,装设电缆头杆塔或耐张杆塔弓子线、T 型线夹、配电变压器接线柱、线夹等采用绝缘盒防护,可有效防止鸟巢或鸟造成接地或相间短路,但加装后不利于散热和运行检查,可根据具体情况进行安装。柱上开关的出线导流部分、杆上配变的高低压出线套管采用加装绝缘护罩,以防止发生因鸟类造成相间短路。
  3.8 防鸟害复复合均壓环
  防鸟害复合均压环为对开式均压环,上下环大小不一样,上环为带有硅橡胶伞裙的大环,下环为压铸铝的金属环。安装时将均压环用螺栓固定牢固,硅橡胶塔接部分用塑料按扣固定;安装时上下环不能装错,朝向不能装反,按要求安装到位,塑料按扣必须插接到位。
  4 结语
  鸟害事故的产生严重影响电网的安全运行,关系到电力系统各方面的利益。鸟害事故的特殊性、随机性、高频率、危害性使鸟粪污闪事故成为一个极其特殊复杂的问题。但是只要我们认真对待,仔细分析鸟害事故发生的原因,采取新技术新方案,不断实践,就能有效地防范鸟害事故的发生,保证整个电网线路的安全运行。
  参考文献
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