張寶軍
(鄭州鐵路局 洛陽供電段,工程師,河南 洛陽 472000)
隨著我國自然環境保護力度的加大和生態環境的持續好轉,鳥類的種群和數量增長迅速,每年春天進入鳥類筑巢繁殖的高峰時期,因鳥類在接觸網設備上筑巢引起短路跳閘故障時有發生,高速鐵路尤為突出。據統計,鄭西高鐵鄭州至華山北段自2010年2月6日正式開通以來,因鳥害原因造成的接觸網設備跳閘共發生12件,僅次于因雷擊造成的設備跳閘,嚴重影響接觸網設備安全運行。因此,研究鳥類筑巢規律,采取有效措施防治鳥害,降低鳥害對接觸網危害的風險系數,徹底消除因鳥害造成的接觸網跳閘故障,成了目前鐵路供電部門管理者值得研究的一個課題。現以鄭西高鐵鳥害防治情況為例,對鳥害發生的規律、傳統鳥害防治存在的問題進行分析,并提出“驅、除、引”相結合的鳥害防治新思路。
鳥類筑巢主要是為了求偶和繁殖后代,每到春季,成熟的鳥類求偶成功后就立即進入緊張的筑巢階段,選用植物纖維、樹枝、樹葉、雜草泥土、獸毛或鳥羽等物筑巢。鳥巢可使鳥卵不致滾散,并能同時均勻受到親鳥體溫的孵化和有利于親鳥喂雛。
在鄭西高鐵接觸網設備上筑巢的鳥類基本都是喜鵲,鄭西高鐵的某供電車間自開通運行近3年來,對鳥害防治工作進行了大量的數據統計,總結了喜鵲筑巢的特點,為鳥害防治積累了一定的經驗。
1.1 地形地貌特點 根據2010~2012年這3年來鳥類筑巢地點的統計數據(見表1),對筑巢數量較多的區間A、站場A及區間B周圍的環境進行研究,筑巢地點都主要集中在附近有水源、距離村莊較遠、樹木較少、僻靜開闊的莊稼地帶,此處食物飲水充足、受人類影響較少,便于進行覓食、繁衍后代。

表1 2010~2012年鳥類筑巢地點統計分析表
1.2 時間特點 根據2010~2012年這3年來鳥類筑巢時間的統計數據(見表2),每年2~4月份,特別是3~4月份是鳥類筑巢的重點時間。

表2 2010~2012年鳥類筑巢時間統計分析表
1.3 處所特點 根據2010~2012年這3年來鳥類在接觸網筑巢處所的統計數據(見表3),可見接觸網設備的棘輪底座、隔開底座、硬橫梁底座在結構上適合鳥類筑巢,是鳥類筑巢的重點處所。因為喜鵲喜歡“躍登高枝”,筑巢一般會找高大的樹木而且是在頂端,一是視野開闊便于覓食;二是防止動物的騷擾。但是由于高鐵建設毀掉了大量的樹木,再加上高鐵接觸網支柱也都處于環境比較高的位置,因此喜鵲都選擇上述地點筑巢。

表3 2010~2012年鳥類在接觸網筑巢處所統計分析表
1.4 重復特點 根據2010~2012年這3年來鳥類在同一支柱筑巢的統計數據(見表4),說明鳥類具有在不同的年份在同一根支柱上重復筑巢及同一年份在鳥巢清除后重復在同一支柱在筑巢的特性。

表4 2010~2012年鳥類在同一支柱筑巢統計表
2.1 鳥害分類
2.1.1 筑巢類 筑巢引起的鳥害主要分2種:一是鳥類在筑巢過程中,口中所含的樹枝、荊棘、鐵絲等物從口中掉落或筑巢過程中短接帶電體和接地側,造成設備跳閘;二是鳥類在筑巢過程中,降落或起飛時張開的翅膀短接帶電體和接地側,造成設備跳閘。據統計,鄭西高鐵開通以來共發生筑巢類設備跳閘6件。
2.1.2 鳥糞便類 鳥類糞便引起的跳閘主要分2種:一是鳥類在AF線絕緣子上部肩架上排泄糞便時,其排泄物順著絕緣子表面裙邊流下,因其排泄物是一種極具導電性能的混合液體,導致絕緣子絕緣距離減小,從而造成空氣絕緣間隙被擊穿,引起絕緣子閃絡發生跳閘,此類跳閘在鄭西高鐵開通以來共發生1件;二是鳥類排泄的糞便散流在絕緣子表面當時沒有引起跳閘,但是糞便對絕緣子產生了污染,當遇有霧霾、小雨等空氣濕度較大的天氣時,由于絕緣子臟污引起絕緣強度下降,可能引起絕緣子閃絡跳閘,此類跳閘鄭西高鐵開通以來共發生4件。鳥糞便類引起的絕緣子閃絡跳閘都主要發生在AF線短懸棒絕緣子處,這也與AF線短懸棒絕緣子結構設計不合理(空氣絕緣間隙小)及垂直安裝有很大關系。
2.1.3 沿線高塔類 高鐵接觸網線路附近的較高桿塔,主要是地方電力線路桿塔和鐵路通信基站桿塔是鳥類筑巢的最佳處所。這些桿塔上鳥巢中的樹枝、鐵絲等物品在大風的作用下被吹落到接觸網設備上,就可能會造成接觸網短路跳閘。雖然發生該故障的幾率很低,但是其危害程度不可小覷,鄭西高鐵就發生一起該類事故。
2.2 鳥害危害程度的研判分析 鳥害引起的跳閘大多是瞬時性故障,一般都可以重合成功,所造成的危害主要是絕緣子閃絡、設備或線索燒傷等,接觸網設備一般可以保持短時運行,但必須盡快查明故障原因,對燒傷設備進行及時檢查、更換。但是,也有可能造成擊穿絕緣子、燒壞設備、燒斷線索發生永久性接地故障,這樣就嚴重影響高鐵的運行,需要立即組織進行搶修恢復。現對鳥類在接觸網各類設備上筑巢中的危害程度進行分析研判如下:
1)棘輪底座處鳥巢主要搭建在棘輪底座框架內,距離接觸網帶電設備較遠,影響較小。
2)開關底座處鳥巢影響大,一是底座距帶電設備距離較近,喜鵲及其它鳥類在筑巢過程中,筑巢的樹枝及鳥類身體都很容易造成短路跳閘;二是鳥巢搭在此處,當遇有雨、霧等空氣濕度較大天氣時,樹枝潮濕后絕緣能力下降,空氣絕緣性能下降,絕緣間隙減小,也有可能引起跳閘,甚至造成重合閘失敗,危害程度可想而知。
3)硬橫梁處鳥巢一般搭筑在吊柱底座上,距離帶電設備較遠,影響較小。
4)供電線支柱處鳥巢一般搭建在兩節鋼柱法蘭連接處,距離接觸網帶電設備遠,基本沒用影響。
5)AF線、PW線對錨處鳥巢,在這2處搭筑鳥巢時,由于距離帶電設備較近,影響較大。
6)站場雙邊懸掛支柱的PW線支座處鳥巢距離帶電設備較近,影響較大。
自鄭西高鐵開通以來,在鳥害防治工作中的傳統做法主要以清除和驅趕為主,特別是每年3、4月份鳥害高發時期,段、車間、班組投入大量的人力、物力和時間全力預防鳥害故障的發生,但是沒能從根本上消除鳥類筑巢引起的跳閘。
3.1.1 加強設備巡視力度 一是每年鳥類筑巢期,安排專人每天添乘動車巡視;二是加強網外巡視,鳥害高發期增加巡視次數,要求每2天必須將管內巡視一遍;三是天窗點內利用軌道車進行巡視。
3.1.2 安排天窗清除鳥巢 根據巡視發現的鳥巢,班組及時安排天窗點內全部清除。
3.1.3 采取措施驅鳥 對于發生鳥筑巢的處所,采取驅鳥措施,主要是涂抹驅鳥劑、安裝風車式驅鳥器、超聲波驅鳥器、懸掛敵敵畏瓶子等。
3.2.1 需投入大量人力及物力 組織頻繁的各類設備巡視、發現鳥窩并全部清除及采取各類驅鳥措施等工作,需要投入大量的人力、物力、時間,影響正常的設備檢修。
3.2.2 驅鳥措施效果不明顯 根據以往經驗,采取風車式驅鳥器要比驅鳥劑的作用更好,但是鳥類會逐漸適應驅鳥劑及驅鳥器,如我們在現場同時采取上述2種措施后,仍有鳥類重復筑巢的現象;懸掛敵敵畏瓶子可以起到作用,但10多天敵敵畏揮發后,又需重新更換,以致徹底防治鳥類筑巢的效果不明顯。3.2.3 鳥類轉移筑巢加大了設備跳閘的概率 一是對現有的鳥巢清除后,由于鳥類有重復筑巢的特點,鳥類選擇在原處重復筑巢過程中,造成設備跳閘的概率較高,如在鄭西高鐵發生的6起筑巢類跳閘中,有5起都是鳥類在重復筑巢的過程中發生的。二是對影響較小處所的鳥巢清除并采取驅趕措施后,鳥類可能轉移到影響較大的設備上筑巢,造成設備跳閘的概率更大。如近3年來,鳥類每年都在某變電所供電線支柱上筑巢,對供電設備危害較小,但對該鳥巢清除并采取驅鳥措施后,鳥類轉移到了對應的隔開底座處筑巢,無形中人為地增大了設備跳閘的概率。
傳統的驅、除結合的鳥害防治措施雖然可以減少鳥害對接觸網設備的影響,但沒有考慮到鳥類必須要筑巢繁殖后代的迫切需求。因此需在在傳統的驅、除結合的鳥害防治措施的基礎上,增加引鳥措施,采取“引、驅、除”相結合的鳥害防治新思路。
4.1 引鳥方式 引鳥主要采取2種方式:一是利用現有的接觸網設備作為引鳥處所;二是加裝方便鳥類筑巢的引鳥裝置或人工鳥巢。通過采用上述2種引鳥方式,把鳥類吸引到受筑巢影響較小的接觸網設備、引鳥裝置或人工鳥巢上來筑巢,減少其到受筑巢影響較大的接觸網設備上去筑巢,從而減小設備跳閘的幾率。
4.1.1 利用現有接觸網設備引鳥 根據上述2.2對鳥類在接觸網各類設備上筑巢中的危害程度所進行的分析研判,由于棘輪底座、硬橫梁、供電線支柱距離帶電設備較遠,鳥類在這些設備上筑巢的過程中或筑巢完成后,對接觸網設備的影響較小,在保證安全距離的前提下可不拆除這些設備上的鳥巢,同時對這些設備稍作改造后作為引鳥處所,
1)在棘輪底座框架帶電側加裝絕緣擋板,以防止筑巢過程中樹枝距離帶電設備較近,加裝絕緣擋板后可作為引鳥處所。
2)硬橫梁吊柱底座帶電側加裝細孔網柵,防止筑巢過程中樹枝距離帶電設備較近及樹枝掉落短接設備,加裝細孔網柵后作為引鳥處所。
3)供電線支柱可以直接作為引鳥處所。
4.1.2 加裝引鳥裝置或人工鳥巢引鳥 根據近3年鳥害防治的經驗及數據統計,確認鳥害重點區段、重點處所,主要是頻繁筑巢的隔開底座等關鍵設備,在這些設備的安全部位及適當位置,安裝引鳥裝置及人工鳥巢,并在人工鳥巢內放置稻草,主動給鳥類提供一個家。也可將搭建在接觸網設備上的鳥巢內的鳥蛋、幼鳥移動到人工鳥巢內。
4.2“引、驅、除”鳥害防治應做好的工作
4.2.1 加強統計分析 通過加強統計分析,進一步掌握鳥類筑巢的特點,確定重點時間、重點區段和重點處所。
4.2.2 加強設備巡視 采用添乘機車和網外、網內巡視相結合手段。對接觸網隔開底座、AF、PW線底座、站場雙邊懸掛PW線底座等重點處所加強觀察,發現鳥巢必須及時清理并采取驅鳥措施。
4.2.3 加強接觸網引鳥處所觀察監控 加強對接觸網設備引鳥處所(棘輪底座、硬橫梁、供電線)的觀察控制,發現鳥類筑巢過程中樹枝距離帶電設備較近,及時修剪、清理。
4.2.4 確保引鳥裝置安裝準確可靠 根據鳥害防治的經驗,在鳥類筑巢頻繁的重點設備上設置引鳥裝置及人工鳥巢,并確保其安全可靠。
4.2.5 強化對鳥糞便類鳥害的控制措施 對于鳥糞便類鳥害,一是進行設備改造,對AF線短懸棒絕緣子進行更換,改善絕緣結構;二是加強對鳥害重點區段因鳥糞便造成絕緣子臟污情況的巡視力度,發現因鳥糞便引起的絕緣子臟污情況,及時組織清洗。
4.2.6 加強與沿線高塔產權單位的聯系 對于沿線高塔類鳥害,要加強與產權單位的溝通聯系,督促其及時清理桿塔上鳥巢及雜物。
接觸網設備防治鳥害是一項長期的、艱巨的工作,因此要認真地總結鳥類筑巢的特點,分析鳥類在接觸網設備上筑巢時的安全系數,有針對性地采取“引、驅、除”相結合的鳥害防治新思路,通過科學有效的管理,以減小鳥類筑巢對接觸網設備的危害,確保鐵路運輸安全有序。