輸電架空線路鳥(niǎo)害分析及防范措施

李澤權(quán)

【摘 要】針對(duì)輸電架空線路鳥(niǎo)害產(chǎn)生的原因及其特點(diǎn)、鳥(niǎo)類活動(dòng)的規(guī)律及其生活習(xí)慣的解析，分析輸電架空線路鳥(niǎo)害故障防范措施，總結(jié)優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)及方法，并提出和諧的人鳥(niǎo)共處的建議，為探索創(chuàng)新鳥(niǎo)害防治的方法、措施提供參考。

【關(guān)鍵詞】輸電；架空線路；鳥(niǎo)害；措施

1.概述

鳥(niǎo)類在高壓輸電線路桿塔活動(dòng)造成的事故，正逐年上升，影響了架空輸電線路的安全運(yùn)行。由于人類活動(dòng)的影響，致使高大樹(shù)木日漸匱乏，一些樹(shù)棲鳥(niǎo)類無(wú)法尋找到適合的環(huán)境筑巢，轉(zhuǎn)而選擇在穩(wěn)固、高大的輸電線路鐵塔架構(gòu)上、水泥桿塔橫擔(dān)上棲息，搭建鳥(niǎo)巢，頻繁活動(dòng)，因而有大量鳥(niǎo)糞排泄在絕緣子串上極易造成絕緣子閃絡(luò)，對(duì)輸電線路安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。鳥(niǎo)害引起線路故障的形式有線路跳閘和零部件損壞。其中造成線路跳閘的主要原因有鳥(niǎo)糞引起絕緣子閃絡(luò)、鳥(niǎo)巢材料引起短路和鳥(niǎo)類身體造成的短路；鳥(niǎo)類損壞線路零部件的主要形式為鳥(niǎo)啄損復(fù)合絕緣子的傘裙、護(hù)套。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008年至2013年期間，潮州電網(wǎng)輸電線路發(fā)生因鳥(niǎo)害導(dǎo)致的故障跳閘情況約占全部線路外力破壞故障跳閘總數(shù)的76%。而這其中，根據(jù)鳥(niǎo)害故障原因分類，鳥(niǎo)巢異物墜落是造成線路跳閘比例最大的故障原因，約占各電壓等級(jí)鳥(niǎo)害故障總數(shù)的80%， 其它原因引起跳閘所占比例較小，分別為20%。

2.線路鳥(niǎo)害故障的特點(diǎn)

2.1季節(jié)性

鳥(niǎo)害故障是季節(jié)性線路故障，其中，春末至秋初兩季是鳥(niǎo)害發(fā)生最為嚴(yán)重的時(shí)段。每年的2-3月份是鳥(niǎo)類筑巢繁殖的季節(jié)，鳥(niǎo)在鳥(niǎo)巢附近活動(dòng)頻繁增加了鳥(niǎo)害事故發(fā)生的幾率。另外2-3月份和8-10月份候鳥(niǎo)遷徙過(guò)程中，鳥(niǎo)類大部分愿意棲息在附近有水、有森林的輸電線路桿塔上，所以其筑巢、起降、排糞等行為都可能導(dǎo)致鳥(niǎo)害故障的發(fā)生。

2.2時(shí)間性

鳥(niǎo)害故障多發(fā)生在夜間18：00至次日8：00，尤其集中在凌晨3：00到6：00這一時(shí)段。因?yàn)橐惶熘羞@個(gè)時(shí)段的系統(tǒng)電壓最高，溫度最低，濕度最大，風(fēng)速最小，所以絕緣子表面易凝露，表面污層完全濕潤(rùn)，線路的絕緣水平最低，一旦鳥(niǎo)巢上的垂草異物受風(fēng)吹飄落，或有鳥(niǎo)在橫擔(dān)位置排便、或在桿塔附近活動(dòng)就極有可能造成絕緣子串閃絡(luò)故障的發(fā)生。

2.3地域性

據(jù)了解，鳥(niǎo)的種類不同，遷徙時(shí)間和地點(diǎn)也不同，有的鳥(niǎo)沿山林和小溪遷徙、有的則沿水庫(kù)遷徙、有的選擇村莊附近有果園或莊稼的地方。鳥(niǎo)類選擇路徑的原因是，候鳥(niǎo)需要有隱藏和恢復(fù)體力的地方，并且還能在附近找到食物和水源。

3.鳥(niǎo)害故障的原因

目前鳥(niǎo)害造成輸電線路跳閘的主要原因有鳥(niǎo)巢材料短路、鳥(niǎo)糞閃絡(luò)、鳥(niǎo)類身體短路、鳥(niǎo)啄壞復(fù)合絕緣子4種。

3.1鳥(niǎo)巢材料短路

一些鳥(niǎo)類喜歡在農(nóng)田、果林等附近方便覓食的桿塔上造窩筑巢，造窩所用材料大多為樹(shù)枝或雜草，往往會(huì)有部分材料垂落在絕緣子上或接觸、靠近帶電導(dǎo)線，遇陰雨、濃霧天氣，樹(shù)枝、雜草接觸導(dǎo)線（或靠近導(dǎo)線），易引起線路接地故障；或遇大風(fēng)天氣時(shí)，鳥(niǎo)窩可能被大風(fēng)吹散，會(huì)使樹(shù)枝或鳥(niǎo)窩里的金屬絲等具有導(dǎo)電性的雜物落在導(dǎo)線上，造成線路接地跳閘故障。

另一些鳥(niǎo)類（如烏鴉、喜鵲等）習(xí)慣嘴里銜著樹(shù)枝、雜草等異物，當(dāng)它們叼著濕潤(rùn)的長(zhǎng)草、藤蔓植物或金屬絲等導(dǎo)電性異物停留在桿塔橫擔(dān)、懸垂絕緣子均壓環(huán)上，或穿越靠近桿塔構(gòu)件與導(dǎo)線的絕緣間隙時(shí)，導(dǎo)線通過(guò)異物對(duì)桿塔放電，造成線路接地短路跳閘故障。

3.2鳥(niǎo)糞閃絡(luò)

鳥(niǎo)糞是一種導(dǎo)電混合液體，含水量和電解質(zhì)較高，在帶電導(dǎo)體之間易造成閃絡(luò)；當(dāng)鳥(niǎo)糞污染了直線懸垂絕緣子串，積糞至一定程度后，使絕緣子絕緣水平降低容易發(fā)生閃絡(luò)。鳥(niǎo)糞閃絡(luò)的過(guò)程可分為3個(gè)階段：a.鳥(niǎo)糞通道的形成和伸長(zhǎng)。鳥(niǎo)糞排出后，以自由落體的方式下落，形成一段細(xì)長(zhǎng)的下落體。b.絕緣子周圍電場(chǎng)發(fā)生畸變。由于具有一定導(dǎo)電性的鳥(niǎo)糞通道的介入，鳥(niǎo)糞通道前端與絕緣子串高壓端之間的空氣間隙的電場(chǎng)強(qiáng)度大大增加，原先絕緣子串承受的大部分電壓都加在了這一段空氣間隙上，使絕緣子串周圍的電場(chǎng)分布發(fā)生嚴(yán)重畸變。c.空氣間隙擊穿，完成閃絡(luò)。鳥(niǎo)糞通道的前端與絕緣子高壓端之間的空氣間隙被擊穿，形成局部電弧。

3.3鳥(niǎo)類身體造成短路

鳥(niǎo)類身體短路引起的線路跳閘在南方地區(qū)較為少見(jiàn)，主要發(fā)生在體型較大的鳥(niǎo)類中。

3.4鳥(niǎo)啄食復(fù)合絕緣子

鳥(niǎo)啄食復(fù)合絕緣子可能與制作復(fù)合絕緣子傘盤(pán)材料的硅橡膠配方中添加有某種芳香烴有關(guān)。一些鳥(niǎo)類喜好叨啄復(fù)合絕緣子的硅橡膠傘裙護(hù)套，使耐老化性能相對(duì)較弱的芯棒直接暴露于大氣環(huán)境中，若未及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，可能造成脆斷等惡性事故。

4.防范鳥(niǎo)害故障措施的優(yōu)缺點(diǎn)

因鳥(niǎo)巢材料短路是造成線路跳閘最主要的原因，故主要針對(duì)鳥(niǎo)類筑巢采取防鳥(niǎo)措施。輸電線路的主要防鳥(niǎo)害措施是通過(guò)驅(qū)逐、驚嚇和遮擋等方式，主要措施及其有效性分析如下。

4.1.加裝大盤(pán)徑絕緣子傘罩

在懸垂絕緣子串的頂部安裝直徑50～60cm的防鳥(niǎo)罩，當(dāng)鳥(niǎo)類在絕緣子的上方活動(dòng)排便時(shí)，能起到傘的阻擋、遮蔽的作用，將鳥(niǎo)糞隔離在絕緣子串外側(cè)的一定距離以外，安裝這種防鳥(niǎo)罩在110kV及以下電壓等級(jí)的輸電線路中效果比較明顯。隨著電壓等級(jí)升高，絕緣子串增長(zhǎng)，需要加大傘罩的直徑才能起到相應(yīng)的防護(hù)效果。當(dāng)有風(fēng)的影響時(shí)，鳥(niǎo)糞從防鳥(niǎo)罩邊緣下落時(shí)可能偏向下導(dǎo)線，防鳥(niǎo)罩并不能有效防護(hù)下導(dǎo)線。防鳥(niǎo)罩對(duì)絕緣子清掃或更換工作也帶來(lái)一些不便。

4.2安裝防鳥(niǎo)刺

安裝防鳥(niǎo)刺是常用的防鳥(niǎo)害措施。防鳥(niǎo)刺的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低、安裝方便，并且在220kV及以下電壓等級(jí)線路的效果明顯

在桿塔絕緣子的正上方安裝防鳥(niǎo)刺，目的是阻止鳥(niǎo)類在桿塔絕緣子的正上方筑巢、休息等活動(dòng)，從而防止鳥(niǎo)害的發(fā)生，但是，當(dāng)風(fēng)速過(guò)大時(shí)，單獨(dú)的防鳥(niǎo)刺不能發(fā)揮作用（鳥(niǎo)刺的水平防護(hù)半徑約為20cm）。當(dāng)鳥(niǎo)巢垂草從桿塔墜落時(shí)，受到風(fēng)力和重力的雙重作用，可能會(huì)沿軌跡飄落，因此，防鳥(niǎo)刺安裝的位置及數(shù)量對(duì)防護(hù)效果影響很大。

針對(duì)這種情況，在電壓等級(jí)較高且掛點(diǎn)橫擔(dān)較寬的地方至少要安裝3個(gè)防鳥(niǎo)刺（半徑約為60cm）才能有效地防止垂草異物短路故障的發(fā)生。缺點(diǎn)是直接影響線路人員在桿塔上的檢修工作，另外防鳥(niǎo)刺安裝使用一段時(shí)間后必須檢查鳥(niǎo)刺張開(kāi)角度是否下垂，必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以防止鳥(niǎo)類在鳥(niǎo)刺中間筑巢。

4.3采用轉(zhuǎn)動(dòng)裝置

采用轉(zhuǎn)動(dòng)裝置如轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)車、防鳥(niǎo)滾輪等防鳥(niǎo)害。轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)車是通過(guò)支架將一個(gè)三葉紅色螺旋槳安裝在橫擔(dān)上，當(dāng)受到外界風(fēng)力作用時(shí)，螺旋槳風(fēng)葉轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠起到驚鳥(niǎo)的作用。當(dāng)螺旋槳的風(fēng)葉受外界的風(fēng)力作用轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所形成的風(fēng)力渦流使鳥(niǎo)較難在桿塔上站穩(wěn)。此類驅(qū)鳥(niǎo)器的優(yōu)點(diǎn)是成本低廉、使用方便，但存在易老化、自然損壞嚴(yán)重、壽命短、無(wú)風(fēng)天氣不能發(fā)揮作用等缺陷，而且鳥(niǎo)類的適應(yīng)性會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)裝置失去效用。

4.4安裝電子驅(qū)鳥(niǎo)器

安裝電子驅(qū)鳥(niǎo)器，如具有聲、光的電子驅(qū)鳥(niǎo)裝置等防鳥(niǎo)害。其基本原理是在裝置中存儲(chǔ)鳥(niǎo)類天敵或其他刺耳的聲音片段，當(dāng)鳥(niǎo)類進(jìn)入該裝置的紅外線探測(cè)區(qū)域內(nèi)時(shí)，就自動(dòng)接通電源發(fā)出的鳥(niǎo)類慘叫和亮光，從而起到驅(qū)鳥(niǎo)的作用。此類驅(qū)鳥(niǎo)器科技含量高、技術(shù)先進(jìn)、效果好，具有安裝簡(jiǎn)單、節(jié)能、免維護(hù)等特點(diǎn)，但價(jià)格較高，電池容易老化，并且影響附近居民的正常生活。

4.5安裝高分子復(fù)合氣味驅(qū)鳥(niǎo)器

復(fù)合氣味驅(qū)鳥(niǎo)高分子材料的工作原理是在不傷害鳥(niǎo)類的前提下，能在室外不同氣候條件，緩慢持久地釋放出一種影響禽鳥(niǎo)神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)的特殊清香氣味對(duì)鳥(niǎo)類進(jìn)行驅(qū)逐，并使其在其記憶期內(nèi)不會(huì)再飛回來(lái)，從而有效保護(hù)整個(gè)輸電線路。

該型材料現(xiàn)已研發(fā)完成，并已于2012年初在潮州電網(wǎng)輸電線路開(kāi)始掛網(wǎng)運(yùn)行。復(fù)合氣味驅(qū)鳥(niǎo)器體積小、安裝方便，目前驅(qū)鳥(niǎo)效果情況較好。研究成果已獲得國(guó)家發(fā)明專利，并在核心期刊上發(fā)表了相關(guān)論文兩篇。缺點(diǎn)是：當(dāng)戶外天氣較惡劣時(shí)高分子復(fù)合氣味材料釋放的效果有一定的影響，且成本較高。

4.6安裝防鳥(niǎo)網(wǎng)

在絕緣子掛點(diǎn)頂部的橫擔(dān)上面安裝聚乙烯材料的防鳥(niǎo)網(wǎng)，目的是將絕緣子掛點(diǎn)位置圍封起來(lái)，鳥(niǎo)類無(wú)法在絕緣子掛點(diǎn)頂部筑巢，起到防止鳥(niǎo)類在懸垂絕緣子串的頂部筑巢的占位作用。其成本低廉、安裝簡(jiǎn)易，但給檢修工作也帶來(lái)一些不便。

4.7裝設(shè)人工鳥(niǎo)窩

在靠桿塔塔心位置安裝鍍鋅網(wǎng)或竹條編織制成的人工鳥(niǎo)籠，并在人工鳥(niǎo)窩籮底放少許的雜草，把鳥(niǎo)遷移到不影響線路安全的區(qū)域筑巢，達(dá)到人鳥(niǎo)和諧共處。其價(jià)格低、安裝較為方便。新鍍鋅材料雖然使用壽命較長(zhǎng)，但有較強(qiáng)的光反射，鳥(niǎo)類不大適應(yīng)；竹條編織制成的鳥(niǎo)籠材料接近鳥(niǎo)類生活習(xí)性，倆者之間鳥(niǎo)類較喜歡選擇竹條編織制成的鳥(niǎo)籠，但其使用壽命較短。

5.防鳥(niǎo)害方法的建議

5.1防鳥(niǎo)害技術(shù)措施的改進(jìn)

應(yīng)總結(jié)各種防鳥(niǎo)裝置的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，除弊取利，綜合使用，形成一套更有效的防鳥(niǎo)系統(tǒng)。目前，安裝防鳥(niǎo)刺、人工鳥(niǎo)窩、防鳥(niǎo)網(wǎng)是比較經(jīng)濟(jì)有效、安裝簡(jiǎn)便、維護(hù)量小且對(duì)日常檢修工作影響較小的防鳥(niǎo)害措施，因此，應(yīng)在鳥(niǎo)害異常嚴(yán)重的區(qū)段研究加裝鳥(niǎo)刺、人工鳥(niǎo)窩、防鳥(niǎo)網(wǎng)等措施，提高鳥(niǎo)害設(shè)防水平。如：110kV及以下架空線路桿塔以防鳥(niǎo)刺結(jié)合人工鳥(niǎo)窩為主；220kV及以上架空線路桿塔以防鳥(niǎo)網(wǎng)結(jié)合人工鳥(niǎo)窩為主。

5.2防鳥(niǎo)害組織措施的改進(jìn)

建立完善的防鳥(niǎo)害臺(tái)帳資料，詳細(xì)劃分每條線路的鳥(niǎo)害區(qū)域，根據(jù)歷年的防鳥(niǎo)害工作進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、總結(jié)。制訂出每條線路的防鳥(niǎo)害工作計(jì)劃并落實(shí)執(zhí)行。

加強(qiáng)線路運(yùn)行維護(hù)，檢查防鳥(niǎo)裝置運(yùn)行情況，在春秋季節(jié)對(duì)鳥(niǎo)害多發(fā)區(qū)段的線路加強(qiáng)巡視力度，縮短巡視周期，及時(shí)維修、更換損壞的防鳥(niǎo)裝置，清除桿塔上的鳥(niǎo)巢，特別是位于絕緣子上方的鳥(niǎo)巢應(yīng)盡快拆除，有效控制鳥(niǎo)害故障的發(fā)生。

系統(tǒng)分析鳥(niǎo)害故障原因及地域、時(shí)間分布特點(diǎn)，結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及鳥(niǎo)類活動(dòng)規(guī)律統(tǒng)計(jì)資料。開(kāi)展各類防鳥(niǎo)害裝置的有效性綜合評(píng)價(jià)，研究制定符合實(shí)際的鳥(niǎo)害治理措施，并依據(jù)鳥(niǎo)害分布圖逐步更新完善防鳥(niǎo)害技術(shù)措施。

6.結(jié)束語(yǔ)

要做好輸電線路的維護(hù)工作，提高電網(wǎng)的可靠性，必須對(duì)鳥(niǎo)害做好有效的防范，依據(jù)鳥(niǎo)類活動(dòng)規(guī)律制定可行的防治計(jì)劃，清理線路桿塔上具有威脅性的鳥(niǎo)窩，消除對(duì)線路安全運(yùn)行造成的隱患，減少線路因鳥(niǎo)類活動(dòng)引起的故障次數(shù)，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，要做到只防鳥(niǎo)害而不殺傷鳥(niǎo)，保護(hù)鳥(niǎo)類，愛(ài)護(hù)生態(tài)環(huán)境，力爭(zhēng)達(dá)到人類和鳥(niǎo)類的和諧相處，是我們目前應(yīng)研究的一個(gè)新課題。當(dāng)然，要想做好這一系列的工作，更需要得到廣大市民的理解與支持，需要廣大群眾的參與，共同做好電網(wǎng)的維護(hù)工作，構(gòu)造堅(jiān)強(qiáng)的輸電電網(wǎng)，為生產(chǎn)、生活提供更大的便利與保障。

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