關(guān)于20kV線路裸導(dǎo)線運(yùn)行的防鳥害研究

李秋平

（國網(wǎng)桐鄉(xiāng)市供電公司，浙江 桐鄉(xiāng) 314500）

關(guān)于20kV線路裸導(dǎo)線運(yùn)行的防鳥害研究

李秋平

（國網(wǎng)桐鄉(xiāng)市供電公司，浙江 桐鄉(xiāng) 314500）

浙江桐鄉(xiāng)是全國首個(gè)全域推廣20kV電壓等級(jí)的區(qū)域。相較于10kV，20kV線路的運(yùn)維難度有所增加，特別體現(xiàn)在防鳥害方面。筆者根據(jù)工作實(shí)際，基于桐鄉(xiāng)20kV線路裸導(dǎo)線運(yùn)行的歷史狀況，首先梳理了20kV線路的鳥害成因，接著剖析桐鄉(xiāng)地區(qū)的鳥害特點(diǎn)，最后從組織、技術(shù)等層面就如何提高 20kV裸導(dǎo)線的防鳥害水平進(jìn)行闡述。筆者的研究成果經(jīng)歷了桐鄉(xiāng)電網(wǎng)的運(yùn)行實(shí)踐，結(jié)果表明，成果合理、有效，具有較強(qiáng)推廣價(jià)值。

裸導(dǎo)線；20kV線路；防鳥害；故障

隨著傳統(tǒng)能源的緊缺和環(huán)境狀況的惡化，開展電壓序列優(yōu)化工作是勢在必行的。就配網(wǎng)層面來說，進(jìn)行電壓序列優(yōu)化就是取消10kV、35kV電壓等級(jí)，取而代之以 20kV電壓等級(jí)。雖然全國尚處于零星試點(diǎn)階段，但桐鄉(xiāng)已是全域展開。

經(jīng)過3～4年的建設(shè)，桐鄉(xiāng)20kV配網(wǎng)在提升供電能力、降低線路損耗、減少線路走廊等方面均有著不俗的表現(xiàn)，但也暴露出一些運(yùn)行問題，主要是由鳥害引起的單相接地、相間短路等情況有了大幅增長，嚴(yán)重影響 20kV線路（特別是裸導(dǎo)線形式）的供電可靠性。筆者結(jié)合實(shí)際工作，就 20kV線路的鳥害成因、鳥害特點(diǎn)等進(jìn)行分析，然后提出針對性解決措施，以期為推進(jìn)電壓序列優(yōu)化工作拋磚引玉。

1　桐鄉(xiāng)20kV建設(shè)概要

桐鄉(xiāng)是經(jīng)國網(wǎng)公司批準(zhǔn)的全域推進(jìn) 20kV建設(shè)的惟一試點(diǎn)。在3～4年時(shí)間里，桐鄉(xiāng)已經(jīng)完成十幾座變電站和數(shù)百公里線路的升壓改造。需要指出的是，因是全域推進(jìn)，必須考慮改造工作與正常供電的協(xié)調(diào)，即除了負(fù)荷新增片區(qū)可以按 20kV最嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，其余地區(qū)（即原先由 10kV供電區(qū)域）實(shí)行的是基于利舊原則的改造辦法。

所謂利舊，不是說原 10kV設(shè)備可直接升壓運(yùn)行，而是在科學(xué)評(píng)估（參照浙江省電力公司的相關(guān)技術(shù)文件）基礎(chǔ)上，更換一些對電壓敏感的設(shè)備或安全距離達(dá)不到要求的設(shè)備，再進(jìn)行 20kV電氣試驗(yàn)。這樣，對于配網(wǎng)來說，就形成以下格局：

1）因電壓等級(jí)升高可使導(dǎo)線電流減小，因此原10kV裸導(dǎo)線不做更換（絕緣子、橫擔(dān)等需更換）。

2）考慮到設(shè)備利舊成分多，配網(wǎng)中性點(diǎn)采用經(jīng)小電阻接地，這樣一發(fā)生線路的單相接地，變電所的饋線開關(guān)就立即跳閘。

表1統(tǒng)計(jì)了2012年春季桐鄉(xiāng)配電網(wǎng)中以20kV裸導(dǎo)線運(yùn)行的那部分網(wǎng)絡(luò)的鳥害情況（按不同桿型區(qū)分），并與同時(shí)期同區(qū)域相應(yīng)規(guī)模的10kV網(wǎng)絡(luò)的鳥害情況作對比。得出結(jié)論：基于利舊改造的20kV配電網(wǎng)比改造前更容易遭受鳥害影響，做好 20kV裸導(dǎo)線防鳥害意義重大。

表1　20kV裸導(dǎo)線與10kV裸導(dǎo)線受鳥害情況對比

2　20kV裸導(dǎo)線的鳥害成因分析

鳥害成因是多方面的，既有電氣量因素，又有自然因素，還包括電網(wǎng)結(jié)構(gòu)因素等等，筆者經(jīng)過細(xì)致分析，總結(jié)出以下幾點(diǎn)。

1）電氣量因素。10kV線路改造為 20kV后，雖然相間距由200mm提升至300mm，但電壓幅值增加了100%。因此，對于裸導(dǎo)線（或者線路設(shè)備搭接的裸露部分）而言，相同的鳥害誘因，20kV比10kV更容易形成故障。

2）自然因素。桐鄉(xiāng)地處平原，鳥類要棲息，會(huì)很自然地選擇突出地表十幾米的線路桿塔。鳥類對桿塔的危害主要是做窩：

（1）做窩時(shí)鳥銜著各種材料在橫擔(dān)等處活動(dòng)，若這種材料是導(dǎo)電的（譬如潮濕的樹枝），則必然減少 20kV的絕緣間隙，容易誘發(fā)單相接地故障（即裸導(dǎo)線的某一相與桿塔發(fā)生放電）。

（2）鳥巢的時(shí)間漸變性。經(jīng)?？梢钥吹侥承U塔上鳥巢搭就但線路仍維持正常運(yùn)行的現(xiàn)象，這是因?yàn)轼B巢剛好沒影響到線路絕緣（如處在絕緣子上方）。但隨著時(shí)間的推移，在自然因素（如風(fēng)吹、雨淋）的作用下，鳥巢是很容易散落或部分損壞的，在這個(gè)過程中，難免鳥巢材料直接觸碰到導(dǎo)電部位，導(dǎo)致相間短路的發(fā)生。

另外，鳥類喜歡在橫擔(dān)或絕緣子掛點(diǎn)上方排便，其糞便堆積對絕緣子污閃的“貢獻(xiàn)”是不言而喻的，若情況嚴(yán)重（指粘連的糞便在絕緣子裙邊形成細(xì)長條狀物），絕緣子當(dāng)場閃絡(luò)。

3）電網(wǎng)結(jié)構(gòu)因素。一般的，考慮到電容電流的影響，10kV系統(tǒng)基本采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，這種接地方式的優(yōu)點(diǎn)是允許線路帶單相接地故障運(yùn)行2h。但20kV建設(shè)初期，因利舊設(shè)備較多，考慮整體絕緣性，配網(wǎng)中性點(diǎn)一般采用經(jīng)小電阻接地方式（是過渡性的），這種方式要求饋線保護(hù)及時(shí)切除單相接地故障。而根據(jù)運(yùn)行大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)［1］，線路故障的85%以上是單相接地，這也是20kV線路因鳥害跳閘的次數(shù)比10kV高的一大原因。

3　20kV裸導(dǎo)線防鳥害措施研究

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)［2-3］，鳥害帶有區(qū)域性（平原多于山區(qū)）、季節(jié)性（主要集中在春夏季產(chǎn)卵期）、時(shí)間性（多發(fā)于凌晨或清晨，此時(shí)鳥類排便）等特點(diǎn)，這是制定應(yīng)對措施的考慮前提。

3.1管理措施

防鳥害是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的工作，必須從管理上抓細(xì)抓好，做到有的放矢、快速高效。

1）首先要建章立制。要站在頂層設(shè)計(jì)的高度，從設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維、技術(shù)、宣傳等層面，制定周全的執(zhí)行細(xì)則，使人員組織、責(zé)任落實(shí)、技術(shù)分析、故障處理等工作形成有效的閉環(huán)機(jī)制。

2）其次要勾勒清晰的鳥害區(qū)域圖，建立防鳥害重點(diǎn)桿塔臺(tái)賬，以使“防”有重點(diǎn)、“查”有針對。

3）探索新型的線路檢修模式，達(dá)到防鳥害與穩(wěn)定供電的最佳結(jié)合，提升狀態(tài)檢修的科學(xué)性。

3.2運(yùn)行措施

運(yùn)行措施是防鳥害工作的重點(diǎn)之一［4］。

1）加裝驅(qū)鳥或防鳥裝置。表2為幾種常見方式的分析，運(yùn)行中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇。

表2　常用驅(qū)鳥防鳥裝置效果原理介紹和效果分析

2）巡視驅(qū)鳥。鳥害季節(jié)應(yīng)加強(qiáng)線路巡視的頻度（特別是鳥害區(qū)域圖中被列為重點(diǎn)的桿塔區(qū)段），當(dāng)發(fā)現(xiàn)有鳥巢或大量鳥類棲息跡象，應(yīng)采取帶電作業(yè)或登桿檢查的方式進(jìn)行清理。

3.3技術(shù)措施

由表2可知，運(yùn)行措施均具有一定局限性，有治標(biāo)不治本之嫌。為了提升防鳥害的長效性，重點(diǎn)需關(guān)注技術(shù)層面的措施。

1）絕緣屏蔽。雖然裸導(dǎo)線里程綿長，但根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，鳥害對裸導(dǎo)線造成影響的部位基本在線路樁頭等設(shè)備交匯處，因此可通過提升桿塔的絕緣化水平來增強(qiáng)防鳥害效果。這樣，能達(dá)到節(jié)約投資（相較于將裸導(dǎo)線全部更換為絕緣線）和提高線路供電可靠性的雙贏。下面是具體措施。

（1）對于直線桿，一般采用加裝絕緣護(hù)具的方法，即對離桿塔橫擔(dān)最近的一段導(dǎo)線進(jìn)行絕緣屏蔽。圖1所示為采取措施前后的對比（左邊為護(hù)套安裝前，右邊為護(hù)套安裝后）。顯然，護(hù)套的安裝使得因鳥巢樹枝掉落而可能造成的相間短路得到有效避免。

圖1　直線桿在線路接頭部位安裝絕緣護(hù)套

（2）對于耐張桿，由于引線兩端的桿塔參數(shù)互不相同，因此無法像直線桿一樣直接加裝絕緣護(hù)具。但可將耐張桿的引線和搭頭線換成絕緣型導(dǎo)線，從而變相增加橫擔(dān)與裸導(dǎo)線的空氣間隙（基本可由原30cm增加到改造后的55cm）。詳細(xì)施工圖紙如圖2所示，施工效果如圖3所示。

圖2　耐張桿的絕緣化加強(qiáng)的施工示意

圖3　耐張桿的絕緣化加強(qiáng)的效果比對圖

（3）對于開關(guān)桿，由于引線較多，必須將引線全部更換成絕緣型導(dǎo)線，再在開關(guān)各個(gè)外露樁頭上套上耐壓試驗(yàn)合格、壽命較長的樁頭絕緣護(hù)套。圖4所示為處理前后的效果比對。

圖4　開關(guān)桿的絕緣化加強(qiáng)效果

2）其他措施。主要是工藝方面，如：①對于支出桿，對其令克護(hù)具進(jìn)行改進(jìn)，以增加爬電距離；②對于耐張桿，嘗試將引流線搭接在瓷瓶外側(cè)；③對雙回路鋼管桿，跳線采用下掛式。

在采取系列技術(shù)措施防鳥害的同時(shí)，桐鄉(xiāng)公司也注意線路防雷水平的提升。在這方面，主要是加強(qiáng)接地電阻測試、開關(guān)桿增設(shè)避雷器且采用單獨(dú)橫擔(dān)安裝等（可起到簡化桿上裝置、減少裸露點(diǎn)的作用）。隨著20kV電壓序列優(yōu)化工作的推進(jìn)，在可預(yù)見的未來，20kV絕緣導(dǎo)線將逐步取代20kV裸導(dǎo)線，這時(shí)必須考慮架空耦合地線、屏蔽耦合地線等防雷措施的同步跟進(jìn)。

4　效果檢驗(yàn)

2012—2013年，桐鄉(xiāng)供電公司完成對 58條共計(jì)496.03km的20kV裸導(dǎo)線線路的防鳥害改造（這些線路中包括了表 1所列出的被考察的 20kV線路），同時(shí)輔之以必要的管理措施和運(yùn)行措施，并經(jīng)歷2014年鳥害季節(jié)的檢驗(yàn)，結(jié)果取得了表3所示的成效（為了突出比對效果，表3主要對表1中被考察的 20kV線路在防鳥害處理前后的情況進(jìn)行列示）。

表3　20kV裸導(dǎo)線防鳥害處理前后的故障比對

5　結(jié)論

20kV裸導(dǎo)線的防鳥害是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需從管理、技術(shù)、運(yùn)行等層面齊頭并進(jìn)。文章在透徹分析20kV裸導(dǎo)線受鳥害影響的諸多因素的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)探索了提升 20kV裸導(dǎo)線抗鳥害水平的技術(shù)措施，即加強(qiáng)線路的絕緣化處理。運(yùn)行結(jié)果表明，文章的研究成果是有效的，值得在電壓序列優(yōu)化工作中作進(jìn)一步推廣。

［1］ 沈偉偉， 陳燕萍. 20kV配電網(wǎng)防鳥工作的特點(diǎn)研究［J］. 機(jī)電信息， 2015， 31（21）： 170-171.

［2］ 沈圣煒. 20 kV配電線路防鳥害技術(shù)研究［J］. 電氣應(yīng)用， 2014， 37（17）： 98-100.

［3］ 陳建家， 王立生， 奚東升. 輸電線路防鳥害工作探討［J］. 華北電力技術(shù)， 2013， 33（10）： 25-28， 39.

［4］ 程中華， 于相潔. 10kV架空配電線路常用防鳥害技術(shù)措施簡析［J］. 山東電力技術(shù)， 2008， 29（6）： 11-14.

Study on Anti Bird 20kV Bare Wire Running Line

Li Qiuping
（State Grid Tongxiang Power Supply Company， Tongxiang， Zhejiang 314500）

Zhejiang Tongxiang is the country's first global promotion 20kV voltage level area. Compared with 10kV， 20kV line operation and maintenance difficulty increased， especially in the aspect of anti bird. The according to the practical work， based on the historical condition of Tongxiang 20kV circuit bare wires that run. Firstly review the 20kV circuit of bird origin， followed by an analysis of Tongxiang region bird. Finally， from organization， technology and other aspects on how to improve the 20kV bare wire of anti bird level elaborate. The author's research results have experienced the operation of Tongxiang power network， the results show that the method is effective and has the promotion value.

bare wire； 20kV line； anti bird fault； contact switch

李秋平（1985-），男，工程師，本科學(xué)歷，主要從事電力系統(tǒng)的運(yùn)維工作。