淺析變電站鳥害問題及其解決方案

禹海斌 潘蕊 徐麗麗 楊雋 謝軍 馬鳳新 施正德 漆輝霞

(云南電網(wǎng)公司玉溪供電局,云南昆明 650000)

淺析變電站鳥害問題及其解決方案

禹海斌 潘蕊 徐麗麗 楊雋 謝軍 馬鳳新 施正德 漆輝霞

(云南電網(wǎng)公司玉溪供電局,云南昆明 650000)

變電站鳥害問題一直在影響著電網(wǎng)的安全運行，為了解決這一問題。我們曾經(jīng)嘗試過各種驅(qū)鳥方法，但是這些方法都有其明顯的局限性。為此，我們研制了新型激光驅(qū)鳥裝置并投入試用，驅(qū)鳥效果顯著且產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益。為了取得更加理想的效果，提出幾點輔助性方案。

變電站 鳥害 新型智能激光驅(qū)鳥器 行之有效的防鳥害經(jīng)驗

1 引言

“鳥害”一直是電力部門不得不面對的一個非常棘手的“世界”難題,尤其是春暖花開,萬物復(fù)蘇的季節(jié)。我市處于低緯度高原區(qū),屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,具有冬春干季、夏秋雨季及垂直與背向、朝向影響而具多樣性氣候變化特征,溫和濕潤,年平均氣溫15．4-24．2℃,最高32．2℃,最低-3℃,非常適合鳥類生存。因此防治鳥害也隨之成為我市供電系統(tǒng)工作的重點之一。

2 鳥害對變電站的危害

隨著電網(wǎng)建設(shè)要求的不斷提高,我市轄區(qū)內(nèi)高壓變電站環(huán)境得到很大改善。這些遠離城區(qū)的戶外型變電站成了各種鳥兒安家棲息的理想場所。因鳥害妨害變電站安全運行的事故屢有發(fā)生。以2010年—2012年為例,因鳥害引發(fā)的故障多達6起,事故直接“元兇”基本上為鳥窩和鳥糞兩種。

近年來變電站鳥害呈上升趨勢,因此非常有必要就我市變電站鳥害的原因及預(yù)防對策作一次分析,為解決鳥害問題筑成理論指導(dǎo)體系。我市變電站鳥害成因主要表現(xiàn)為：

(1)建筑鳥窩的材料多種多樣,有草、樹枝、鐵絲、灌木等材料。這些材料或者是已經(jīng)筑好的鳥巢掉落的地方,可能會減少電氣設(shè)備帶電部位與接地部位的電氣距離,這樣就可能引起設(shè)備的接地故障。

(2)戶外框架式電容器組結(jié)構(gòu)緊湊,單體電容器引線、鋁排、框架、外熔斷器等部位的距離較近,當(dāng)體型較大的鳥類如：鷂鷹、鉗嘴鸛停靠起飛張開翅膀時或小動物爬過時,會導(dǎo)致不同電位導(dǎo)體之間放電。

(3)還有些鳥喜歡在主變設(shè)備本體的散熱片、油枕下方等位置鳥筑巢。這樣也有可能引起主變瓦斯繼電器誤動,影響到主變安全運行。

圖1 鳥類對可見光譜的敏感曲線圖

(4)許多鳥類經(jīng)常鉆進變壓器或交流濾波器的空隙中導(dǎo)致瞬間故障。

(5)電流互感器底部：有些電流互感器本體底部有兩條對立槽鋼,因此留有空間特別容易招惹鳥。電流互感器底部為防鳥害站內(nèi)關(guān)注點[1]。

鳥糞造成的故障雖然比鳥窩要小,但是也不容忽視。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計,凌晨(0：00－6：00期間)是鳥類活動頻繁的時間。停歇在構(gòu)支架上的各種鳥類,它們白天覓食,夜間休息,經(jīng)過一夜的消化,凌晨是它們排泄糞便較集中且數(shù)量最多的時間,加上這期間內(nèi)空氣濕度大,易形成晨霧,在濕度和晨霧的共同影響下,為受鳥糞污染的絕緣形成擊穿放電提供有利的條件[2]。

3 變電站防鳥的措施以及利弊分析

為了達到驅(qū)鳥的目的,我公司也曾反復(fù)進行以下探索和嘗試,但是這些方式又受各種條件的限制,存在明顯的不足。

(1)成立專門的鳥害防治小組,利用人工巡查、人工清除的方式來減少鳥害。鳥窩拆除容易,重建也非常容易。拆除鳥窩需要申請停電,給生活生產(chǎn)帶來極大的不便。加之電網(wǎng)建設(shè)需要,安排專人專職在變電站反復(fù)拆除鳥窩顯得有些不切實際。

(2)在變電站安裝防鳥裝置包括超聲報警器、膠質(zhì)防護材料、視覺驚鳥裝置。雖然效果顯而易見,但是存在適應(yīng)性的問題。要不了多長時間,鳥就習(xí)慣了,這些裝置就失去了作用。

(3)安裝轉(zhuǎn)動風(fēng)輪、塑料風(fēng)車。轉(zhuǎn)動風(fēng)輪、塑料風(fēng)車在風(fēng)力作用下轉(zhuǎn)動,可以達到短時間驅(qū)趕鳥類的目的。但是塑料的材質(zhì)常年在暴露在自然環(huán)境中,極易老化,所以運轉(zhuǎn)一段時間過后無法繼續(xù)使用,需要反復(fù)更換,否則將不能長久有效防止鳥類筑巢。

(4)在變電站內(nèi)合適的位置安裝人工鳥巢。變電站內(nèi)要完全杜絕鳥類的進入并非一日之功或一時之力可以完成的。而且,我市境內(nèi)生存的鷂鷹、鉗嘴鸛均為國家級保護動物,不能捕殺。因此在變電站中相對安全的地方安裝人工鳥巢,為它們提供“免費住宿”,這樣或許能減少它們在不當(dāng)?shù)奈恢媒B巢的幾率。但是很多鳥不太習(xí)慣新的環(huán)境,盡管設(shè)想周到卻很難吸引鳥兒前來。

圖2

圖3

4 新型智能激光驅(qū)鳥裝置的研制

目前,影響供電作業(yè)安全運行的主要是雷擊和鳥害。針對雷擊引起的事故,許許多多單位和個人已經(jīng)研制出各種避雷器可以有效解決這一問題。但是對于對鳥害,目前還非常缺乏一種行之有效而且持續(xù)周期較長的應(yīng)對辦法。因此我局成立了專門的研究小組,集結(jié)一大批有志于長久、有效解決鳥害問題的研究人員,研制出一種新型智能激光驅(qū)鳥裝置。該裝置的研制獲得成功并已在我公司進行一段時間的試運行。為了能更好地推廣這種驅(qū)鳥技術(shù),筆者將對該裝置進行詳細論述。

4.1 新型智能激光驅(qū)鳥裝置的概述

新型智能激光驅(qū)鳥裝置采用的是波長為532mm,功率為500mW的綠色激光來驅(qū)鳥,并且覆蓋的面積比較大特別適用于電力部門驅(qū)鳥工作的需要。電源是可以采用200V市電或者太陽能、風(fēng)能、蓄電池,對設(shè)備進行供電,安裝在變電站主控樓上可以覆蓋整個變電站,激光掃描的角度,可在地面遙控水平垂直調(diào)整和360度的旋轉(zhuǎn),也可以設(shè)定后自動掃描。安裝方法安全簡單、無需停電,幾乎不用維護。

4.2 新型智能激光驅(qū)鳥裝置的研制原理

鳥之所以選擇變電站是因為站里的這些設(shè)備使他們感到安逸和舒適。技術(shù)人員要做的就是通過閃光和噪音使它們感到這是一個眼花繚亂、煩躁不安的地方,并且要持續(xù)這么做[3]。

4.3 新型智能激光驅(qū)鳥裝置的工作原理

新型智能激光驅(qū)鳥裝置利用鳥類對波長為532mm的綠色光譜高度敏感的特征,使用經(jīng)過擴束、準直后的綠激光束,持續(xù)不斷地按照可編程路徑掃變電站及其周圍區(qū)域,工作時發(fā)出一束直徑152mm,波長為532nm的“棒狀”綠色激光,模擬生物產(chǎn)生視覺反射的條件,綠色激光棒掃射過來時,鳥類猶如看到一根綠色大棒,鳥兒受到亮綠激光束的刺激,出于求生反應(yīng)而飛離變電站受保護區(qū)域,通過不斷的循環(huán)掃描創(chuàng)建一個永久的危險區(qū)域,影響變電站及其附近鳥類賴以生存、棲息和覓食的生態(tài)環(huán)境,刺激鳥類尋找新的、安全的棲息地。本裝置不僅解決了鳥類對傳統(tǒng)驅(qū)鳥設(shè)備的適應(yīng)性,而且保護了鳥類安全。（見圖1）

4.4 新型智能激光驅(qū)鳥裝置的組成

新型智能激光驅(qū)鳥裝置主要由以下幾個部分組成,下面筆者將對各個部分做詳細說明。（見圖2）

激光發(fā)射模塊：激光發(fā)射模塊包括激光激勵源、激光器及光學(xué)擴束整形模塊,用于發(fā)射出鳥類敏感的激光;

二維掃描機構(gòu)：二維掃描機構(gòu)包括俯仰電機、方位電機、電機驅(qū)動控制電路以及電機傳動機構(gòu),用于驅(qū)動所述激光發(fā)射模塊轉(zhuǎn)動;

顯示控制模塊：用于顯示出變電站激光驅(qū)鳥裝置的工作參數(shù)信息、告警信息,以及控制變電站激光驅(qū)鳥裝置工作;

電源模塊：用于接入市電并為所述裝置提供電源。

光感控制模塊,用于根據(jù)環(huán)境光照強度向所述激光發(fā)射模塊輸出對應(yīng)的光功率調(diào)整信號,以使所述激光發(fā)射模塊調(diào)整激光輸出功率。

時控單元,用于從所述顯示控制模塊接收時間設(shè)置指令,并對應(yīng)控制所述激光發(fā)射模塊、二維掃描機構(gòu)和光感控制模塊的工作時間。

4.5 新型智能激光驅(qū)鳥裝置的主要特點

(1)安全可靠。新型智能激光驅(qū)鳥裝置發(fā)出的激光束是二級激光,符合國IEC 60825-1 Editional1．2的標準,對人類眼睛100%無害。激光束可直射人的皮膚,不對皮膚造成傷害。驅(qū)鳥人員應(yīng)避免眼睛直視激光束,但直視激光束不對眼睛造成損傷。

(2)鳥類沒有適應(yīng)性。防鳥工作人員可通過設(shè)置新型智能激光驅(qū)鳥裝置的掃描方式、掃描速度及區(qū)域,解決鳥類適應(yīng)性問題。

(3)防患于未然。新型智能激光驅(qū)鳥裝置通過改變變電站周邊鳥類生存、棲息和覓食的環(huán)境,使鳥類產(chǎn)生恐懼心理,遠離受保護區(qū)域,做到提前防范鳥害。

(4)可以靈活設(shè)置。新型智能激光驅(qū)鳥裝置設(shè)置了激光掃描的線路后,只需保持通電,即可自動運行。該設(shè)備在雷雨、大霧、下雪、臺風(fēng)等極端惡劣的天氣條件下,皆可全天候7×24小時不間斷地運轉(zhuǎn)。該裝置還可以根據(jù)鳥類作息時間設(shè)置工作時間,使鳥害防治工作更有針對性,彌補傳統(tǒng)方式晚上驅(qū)鳥的不足,也可以延長裝置的使用壽命。

(5)防水防雷防輻射。整個機身均采用高科技材質(zhì),達到防水防雷防輻射的效果,完全保障安全穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)[4]。

5 新型智能激光驅(qū)鳥裝置的經(jīng)濟效益

2011年2月,南方電網(wǎng)公司正式將“企業(yè)管理向精益化轉(zhuǎn)變”納入中長期發(fā)展戰(zhàn)略,與“電網(wǎng)發(fā)展向更加智能、高效、可靠、綠色方向轉(zhuǎn)變”并列為公司的兩個重大轉(zhuǎn)變方向。玉溪供電局作為創(chuàng)先試點供電局,把精益化管理作為努力方向,靠管理控成本、向管理要效益。新型智能激光驅(qū)鳥裝置投入使用以后,產(chǎn)生非常明顯的效果,其經(jīng)濟效益也是顯而易見的：

(1)效率高、節(jié)省大量人工和檢修產(chǎn)生的費用(如：減少防鳥害巡視工時、減少防鳥害巡視車輛臺班費、節(jié)約防鳥害巡視工時費以及其他活動費用)。以我局為例,具體分析情況如圖3：

(2)在合理部署的情況下一臺裝置即可完全覆蓋3km范圍,有效驅(qū)鳥范圍大,自動工作。

(3)嚴格遵循電磁兼容性設(shè)計,低功率設(shè)計,額定功率為120瓦,不會干擾其它設(shè)備。于此同時,大大降低了本系統(tǒng)的運營成本。

(4)新型智能激光驅(qū)鳥裝置的應(yīng)用降低了公司的管理和運行成本,又提高變電站運行的可靠性和經(jīng)濟性,保證了電網(wǎng)的安全運行。

6 結(jié)語

新型智能激光驅(qū)鳥裝置在我局進行試點運行以來,獲得了相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)以及一線防鳥工作人員的極大認可。為了取得更理想的效果,必須根據(jù)本地鳥類活動的規(guī)律,結(jié)合其他行之有效的防鳥害經(jīng)驗,抓緊時機及早動手。具體建議如下：

(1)與兄弟單位經(jīng)常交流防鳥工作方面的新的實踐成果,并利用網(wǎng)絡(luò)、通訊等信息平臺,實現(xiàn)信息共享。

(2)結(jié)合本局范圍內(nèi)變電站分布情況以及各站內(nèi)布局情況,繪制具有“玉溪特色”的防鳥害圖,在圖中以不同的顏色標識出鳥害高發(fā)區(qū)、鳥害多發(fā)區(qū)、鳥害少發(fā)區(qū)、無鳥害區(qū),以便為鳥害工作及新型激光驅(qū)鳥裝置的安裝點選擇提供指導(dǎo)。

(3)加強電力宣傳工作,與群眾配合,隨時防止鳥害事故的發(fā)生。

[1]張忠,鄧世平,王艷.《無人值班變電站鳥害原因分析及防止對策》.宜昌供電公司變電運行中心,地址:宜昌市東山大道372號.

[2]變電站鳥害故障的原因及預(yù)防對策.

[3]郭偉躍.美國輸電線路和變電站電氣設(shè)備防鳥害措施.《中國電力》,第39卷第8期,2006年8月.

[4]胡毅.影響送電網(wǎng)安全運行的有關(guān)問題及對策 高電壓技術(shù).2005.31(4):77-78,91.