李文豪,劉 航
隨著國內電氣化鐵路運營里程不斷增加,鳥害成為威脅接觸網系統安全運行的一個難題。據不完全統計,2013年第一季度,鳥害造成的接觸網故障有12 件,影響行車平均時長約55 min,其中高速鐵路7 件、普速鐵路5 件,給鐵路供電安全帶來了嚴重隱患。因此,在接觸網上采取有效的鳥害防治措施是非常必要的。
鳥類的活動對接觸網的運行造成安全隱患,主要表現為鳥窩材料(樹枝、鐵絲等)造成接觸網短路,導致接觸網跳閘停電,影響正常的運輸秩序,嚴重時還可能導致接觸網斷線或設備燒損。
鳥類活動受季節、地域等的影響很大,根據對全路鳥害統計分析發現:華南和西北地區鳥巢搭建數量較少,華東和華北地區鳥巢搭建數量較多;華東和華南地區每年1月鳥類就開始大規模搭建鳥巢,華北、西北和東北地區2月開始出現鳥巢,3月開始大規模搭建。3—5月是搭建鳥巢的高峰期,搭建鳥巢數量占全年的80%以上,6月以后,搭建數量明顯減少;鳥類筑巢、排便、飛翔或爭斗時易 引發瞬時短路故障、絕緣子閃絡等,但重合閘成功的概率較高,不易找到跳閘原因和事故地點;運營過程中,同一個故障點可能多次重復出現相同故障;同一區域內,隨著電氣化鐵路的修建和運營,鳥類活動及鳥害也常常呈現從無到有、由少到多的發展趨勢。因此,鳥害的發生具有季節性、區域性、瞬時性、重復性、動態性等特點。
相關研究表明:鳥類在尋求棲息平臺和獵食平臺的過程中發現,桿塔高于周圍樹木,視野開闊,利于捕食和生存,因此喜歡在桿塔上筑巢,而接觸網支柱和設備的安裝方式恰好符合鳥類筑巢的要求,所以極易發生鳥害。經對接觸網鳥害發生的位置進行統計分析發現,接觸網系統中易發生鳥害位置主要有以下幾類:
(1)支柱及橫梁。格構式鋼柱、吊柱底座、硬橫梁。
(2)設備底座。避雷器底座、隔離開關底座。
(3)附加線。隧道外及隧道口附加導線對向下錨、附加線及供電線肩架及轉角。
(4)腕臂底座。大限界框架、腕臂底座。
(5)下錨。隧道外中心錨結下錨、棘輪下錨底座、滑輪下錨底座、墜砣限制架。
鳥類對接觸網危害主要以筑巢故障為主,結合接觸網的特性和工況環境,針對不同位置的鳥害情況,一般采用以下鳥害防治方案。
封堵方案主要采用防鳥網或防鳥罩,將鳥類便于搭巢的空間進行封堵,消除鳥類筑巢的可能性,防鳥網主要用于格構式鋼柱、硬橫梁等位置,防鳥罩主要用于棘輪或滑輪下錨底座框架等位置。該方案的優點是防鳥效果好,安裝后可以基本杜絕鳥類搭巢,使用壽命較長,可達3~5年;缺點是防鳥網和防鳥罩的使用壽命決定于其材料,需解決防腐等問題,對原材料要求較高,制造工藝較復雜,但由于使用范圍單一,用量相對有限,單價較高。
鳥類驅趕方案一般包括涂抹驅鳥劑、安裝驅鳥器、安裝驅鳥刺幾種形式。
2.2.1 驅鳥劑
驅鳥劑是利用化學試劑合成的膠體物,主要通過其粘性刺激鳥類的感覺器官(如足部、羽毛等),使其感覺不適而飛離,同時鳥類在啄去粘在身體部位的殘留物時,會刺激鳥類的中樞神經,使其產生惡心、嘔吐,從而產生記憶效應,遠離受保護區域,達到防止鳥類搭建鳥巢的目的。
由于對接觸網設施無腐蝕性,涂抹驅鳥劑可直接使用玻璃膠槍涂抹于設施表面,該方案的優點是使用方便,安全性好,不傷害鳥類,不影響接觸網設備外觀,且適用范圍廣;缺點是不同驅鳥劑的使用壽命為3~12 個月。
2.2.2 驅鳥刺
一類驅鳥刺(圖1左)利用數根放射狀鋼絲破壞鳥巢搭建環境,由于驅鳥刺鋼絲呈樹杈狀散開,鳥禽無法在其上落身,從而阻止鳥巢搭建,一般用于受保護面積較大的地方,如附加導線肩架、轉角等位置;另一類驅鳥刺(圖1右)利用在設備上安裝的倒刺,使鳥類無法筑巢,一般用于受保護面積較小的地方,如腕臂絕緣子、下錨絕緣子、分段絕緣器等處。驅鳥刺方案優點是安裝方便、防鳥效果較好;缺點是在大風等惡劣天氣下,存在與帶電體安全距離不足的隱患,同時也不利于日常接觸網的維護工作。

圖1 驅鳥刺示意圖
2.2.3 驅鳥器
驅鳥器一般分為風動式驅鳥器、超聲波驅鳥器、聲光驅鳥器等。
風動式驅鳥器一般采用輕巧耐磨的絕緣材料制作,可規避絕緣間隙不夠造成的短路問題,通過風能驅動風葉與反光鏡旋轉產生對鳥類視覺的干擾,達到驅鳥效果。風動式驅鳥器優點是適用范圍廣,可全天候工作,無驅趕盲點;缺點是隨著時間的推移,鳥類會產生適應性,鳥巢復搭現象明顯,驅鳥效果降低。
超聲波驅鳥器通過發射頻率的隨機變化,模擬發出鳥類天敵的叫聲或同伴的求救、警告、悲鳴聲,形成一個鳥類無法適應的空間環境,迫使鳥類離開受保護區域,達到驅鳥的效果。該方案優點是使用壽命長、維修量小,且超聲波對鳥來說是一種無法忍受的刺激,但不會傷害到鳥類的生命,更不會對鳥類產生任何實際損傷,效果較好;缺點是需要獨立電源,費用高。
聲光驅鳥器是在風車式驅鳥器基礎上,增加驅鳥聲音的功能,是多功能驅鳥設備,它綜合了風車式驅鳥器與超聲波驅鳥器的優點,集二者功能于一身,該驅鳥器利用太陽能充電發出聲音,利用風力進行轉動來達到驅鳥的效果。該方案的優點是適用范圍較廣,驅鳥效果較好;缺點是費用昂貴。
視覺驚嚇是民間傳統的方法,利用鳥類較害怕的顏色和天敵造型,采用涂抹紅漆、系紅綢帶、安裝猛禽模型等達到驅鳥效果。該方案優點是成本低,便于制作和安裝,缺點是惡劣天氣時容易被損毀,且鳥類易產生適應性。
當鳥類在接觸網系統上筑巢時,最簡單、高效、安全的方法是清除鳥巢。充分利用鐵路供電安全檢測監測系統(6C 系統),隨時監測鳥害問題,尤其是鳥類繁殖季節,要適當增加巡檢頻次,對監測到的鳥害情況及時進行清理,并在鳥巢清除后做到“工完、料凈、場地清”,不留隱患。該方案優點是能夠徹底清除鳥害威脅,缺點是人工成本高,難以做到提前預防鳥害。
根據鳥類容易搭窩的處所,以及對接觸網安全運行危害的大小進行統計分類,結合接觸網設備實際情況,在接觸網附近人工搭建合適的引鳥處所,引導鳥類到對接觸網運行無危害的地方筑巢。該方案需要對鳥害情況進行詳細的統計和研究,梳理出合適的引鳥場所,前期調研工作繁瑣,但實施方便,適用范圍廣,且能達到人與自然的和諧統一。
鑒于接觸網鳥害具有季節性、區域性、瞬時性、重復性、動態性等多重特點,進行鳥害防治時,需要從建設到運營的各個環節引起重視,堅持“預防為主、安全第一”的方針,人工防鳥和設備防鳥等多措并舉,綜合防治,才能達到降低鳥害危害性的目的,結合對接觸網鳥害發生位置的總結和分析及各種鳥害防治措施的比較,提出以下建議:
(1)建議設置接觸網鳥害防治專項資金,施工圖階段,根據具體防鳥實施方案由建設單位撥付,專款專用。
(2)建議從設計方案上對接觸網設備和結構進行優化,減少格構式、大平面、敞開式結構的采用,不給鳥類筑巢制造機會,同時在工程實施中完善必要位置的防鳥、驅鳥措施,減少二次施工。
(3)建議對接觸網系統不同位置采取有針對性的防鳥、驅鳥措施,如表1。
在鳥類繁殖季節,表1中所列位置均可采用驅鳥劑作為輔助驅鳥措施,當采用視覺驚嚇方案時,建議不定期更換不同顏色的驅鳥器和驅鳥標識牌,以應對鳥類對于驅鳥措施的學習適應性,驅鳥效果更好。

表1 接觸網系統防鳥措施一覽表
(4)驅鳥防鳥措施無法代替人工清除鳥害的作用,建議將接觸網防鳥害工作作為供電設備維護管理的工作內容之一,加大人工巡查力度,及時發現,及時清除,并不斷促使防鳥害工作規范化、標準化。
(5)建議在對不同區域、不同種類的鳥害進行深入研究的基礎上,嘗試在接觸網附近合適位置搭建引鳥場所,作為人工和設備防治鳥害的補充。
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