鳥類給輸電線帶來的危害

成琳嵐

生活中，我們常常能見到一群群可愛的鳥兒高高地棲在電線桿或是輸電線上，煞是悠閑自在。可專家卻告訴我們：對于我們人類生活至關重要的電力系統來說，這些安靜的小家伙帶來的麻煩可不小呢！

這是一場席卷全球的“戰爭”。“敵人”正對著我們的電網、變電站和輸電塔不停歇地進行著攻擊。即便我們建造的電網已經能夠抵御最狂暴的雷擊，可面對這些“敵人”源源不斷的攻擊，我們的電網系統還是有些招架不住了。更何況，這樣的戰爭一打就是一百年！在一個世紀的時間里，我們的電網系統不斷地升級，其目的之一就是為了抵抗這一最為恐怖的敵人——鳥糞。

“1923危機”的元兇？

密密麻麻的電網成為鳥兒的棲身之地

第一次大規模的襲擊始于1923年的美國加州。那時，正處于火熱發展中的洛杉磯市依靠390千米外的比格克里克水電廠維持著整個城市的電力供應。南加州愛迪生電力公司為了滿足越來越大的電力需求，將這390千米的高壓輸電線載荷從150千伏提升至了220千伏。可是，當這一項目完成之后，輸電線路卻開始頻繁地出現因閃絡效應而引起的斷電故障，即架空的帶電電纜與接地的金屬支架間，不知因什么原因而產生了短接，形成多次人造閃電，進而觸發了保護裝置，使得整個電網跳閘，并且還燒壞了好些基礎設施。

這樣的斷電事故每個月都會出現好幾次，而且完全找不到原因。僅1923年6月到8月期間，這條輸電線就總共出現了31次因閃絡導致的斷電故障。這被稱為“1923危機”。那時，電力公司認為，這樣高的故障頻率會大大影響到公司的進一步擴張，因此，高壓輸電線項目的地位在當時真是岌岌可危，面臨著馬上就要被取消的壓力。

不過，看看現在早已遍布城鄉的高壓輸電線，我們不禁會問，那后來又發生了什么？

一天，一位比格克里克水電廠的員工看見，原本在輸電桿塔上休息的一只鷹，突然朝著下方拉撒了一番。因為重力作用，排泄物在空中形成了一道長長的弧線。之后，這只鷹便翩然飛走了。

不久，消息傳到了工程師哈羅德·米切那的耳中。米切那同時也是位業余的鳥類研究學者，敏感的他立即意識到，也許自己已經找到了頻繁斷電事故的元兇。鳥類的排泄物是導電的，其他的電力公司對此也是早有所聞。從當地的習俗上來說，被鳥糞擊中是件幸運的事，可對于電網系統來說，這簡直是太糟糕了。因為這不可避免地會導致產生斷電故障。

那么，元兇到底是不是鳥糞呢？要想證明這一點卻很難。因為如果真是鷹的糞便導致了閃絡現象，那么這些骯臟的排泄物也會被超強的電流瞬間蒸發掉，不留一絲痕跡。那么，最好的辦法只能是反證，即試著先趕跑那些鳥兒，借此看一看能否降低斷電故障的頻率。

但是，這樣的反證在早期還是遇到了麻煩，不好操作。因為，如果在一個輸電桿塔上架設了防鳥的金屬刺，其結果也不過是將這些狡猾的鳥兒們驅趕到到另一個輸電桿塔上而已。好在米切那沒有放棄。他和同事們持續不懈地在每個輸電桿塔上設置越來越多的防鳥裝置，還在電線下方設置了專門用于接鳥糞的鐵盤。漸漸地，這樣的努力收到了成效。閃絡現象被控制住了，斷電故障的頻率終于降到了公司可控的范圍之內。除此之外，不少電力公司還架設了預備電路，以防在又一次斷電故障發生時，能夠及時進行切換和補救。

斷電事故造成的損失巨大

安裝防鳥刺能讓鳥類無法靠近，但同時也可能傷害到鳥類。

從1923年到現在，我們對閃絡現象和鳥糞之間的關系已經有了進一步的認識。好的飛行員都知道，要在起飛前盡量地減少不必要的負重。同樣，鳥兒也是如此。這就是為什么它們會在起飛前排泄的原因。像金雕這樣的大型鳥類，其排泄物之多，可以在空中瞬時形成一個長達兩米的弧線。而且，由于高壓電可以在一定距離的空氣中傳輸，因此，這些排泄物根本不需要碰到電線就可以導電。進而就觸發了閃絡效應。這也解釋了為什么在1923年時，當輸電線電壓一旦升高時，閃絡造成的斷電事故就變得那么的頻繁。

也許對于當時的工程師來說，那場戰役算是打贏了。但即使到了21世紀的今天，我們的電網系統仍然苦于這些鳥害造成的設備損毀和電路中斷等問題。對此，專職故障檢修的工程師可是見多了。一旦有電力公司懷疑自己的電網被鳥或是其他動物所干擾，故障檢修的工程師就會到場進行排查和檢修。有時候，一只大型的鳥兒可能一不小心站在了平行的兩條輸電線上，導致自身被電擊，留下一具燒焦的尸體;而有時，當現場干干凈凈，什么都沒有的時候，他們就得好好檢查一下，看到底是什么原因導致了事故的產生。

這些斷電事故造成的損失是巨大的。曾經在南非的一起斷電事故調查中，因為線路故障，一家正在運營的鋼鐵廠不幸斷電，熔化的鐵水冷卻后封住了滾軸，迫使鋼鐵廠最后不得不把整條生產線的滾軸都撤掉，重新安裝。另外，斷電可能造成的放射性塵埃擴散也不容小覷。2004年，一次閃絡造成的斷電故障從美國的新墨西哥州一直蔓延到了加拿大，為了確保安全，位于斷電區域內的一個核電廠也不得不被迫關停。

在各種各樣的鳥害事故中，由于鳥類在空中的排泄而導致的斷電可能是最富有戲劇性的一種，但這絕不會是全部。喜愛棲息于高處的鳥兒們還會使糞便在輸電設備上堆積，這些逐漸累積的風干排泄物一旦遇到雨水襲來，哪怕是一點點斜風細雨，都會化為最危險的導電體，對電網特別是一些大型變電站形成巨大的威脅。美國印第安納州曾經組建了一支國家級的特別行動小組，以專門應對鳥糞造成的電力事故。研究小組發現，即使是小鳥也會造成很大的問題。當他們第一次到達事故現場調查時，他們驚呆了！那里的鳥糞堆得像一座小山！2013年時，僅僅因為一堆一米高的鴿子糞，就導致日本國內遭受了一次嚴重斷電，而唯一的辦法只能是派人去把這些鳥糞清理干凈。

加大防御性措施

可要清理鳥糞，說起來容易，做起來也難。由于高壓輸電線不能說關就關，清理時，工作人員必須先給離地50米的輸電線套上一層絕緣防護層，然后直升機清理小隊再出動，用高壓清洗機來進行打掃。為了防止水和電產生劇烈反應，清理隊會使用高度蒸餾水來進行清洗，以減小水的導電能力。但即便如此，每次清理高壓輸電設備上的鳥糞時，人們依舊會面臨爆炸的危險。

鑒于這樣的情況，有些電力公司開始在自己的電網系統中安置各種各樣的設備，例如丙烷燃料槍、超聲波噪音發射器、化學驅蟲劑、氣球、閃光燈，甚至是塑料做的仿真貓頭鷹來達到驅趕鳥類的目的。但是，所有這些方法都只能起到短時效果。一旦鳥兒們習慣了這些干擾，它們便能重新回到自己喜愛的固定棲息地點。當然，它們的排泄物更是無可避免了。

這就是為什么有些電力公司會逐步加大防御性措施，例如為自己的電網系統整個兒裝上一層絕緣材料進行防護。這樣做雖然可以起到作用，但成本實在太高了。有些公司則會沿用傳統的安裝防鳥刺的方法，來驅趕鳥類。可是，傳統的方法也并非周全之策。一方面，如果用塑料的防鳥刺，其材質經不起日光中紫外線的考驗，極易老化;另一方面，如果采用金屬的防鳥刺，則有可能傷害到鳥類。其實，要是有鳥兒肆意闖禍，最簡單的辦法就是掏出自己的獵槍來解決，可問題就在于，很多鳥類都是受到法律保護的物種。要在不傷害到它們的同時驅趕它們，電力工程師們為此可真是傷透了腦筋。

讓鳥害造成的斷電事故成為過去

這時，工程師想到了一個好辦法。如果單純地毀掉鳥巢沒用的話，那么重新給它們安置一個家怎么樣？事實證明，這對于很多鳥類都是有效的。試想，如果讓某座電力設施完全被隔絕，那么鳥類只會去尋找下一個可以棲息的電力設施作為備用，這不還是會讓我們瞎忙活一場么？最好的辦法就是，誘使它們棲息到電線桿塔的某個特殊地帶，只要其排泄行為不造成負面影響就好了。

這樣的思路是可行的，但需要徹底解決鳥害問題，我們的整個電網基礎設施可能都需要重新來過。2014年，針對電力網絡系統，電力工程師們就提出了好些新型的設計方案。例如，將導電系統內置到一個中心柱里，用絕緣材料將其包裹住，并使帶電的電纜與其形成一定的夾角。這樣類似圣誕樹的結構，會保證即使有鳥類棲息在電桿上，其排泄物也不會對導電的電纜造成影響。除此之外，工程師們還提出了“懸掛的籃框”等設計方案，也都是出于類似的考慮。

值得注意的是，這樣的設計理念已經在實際生產中得到了應用。最近，一種外形十分簡潔流暢，由丹麥設計建造的丁字形電纜塔已經被英國國家電網所采納，準備進行大規模的建造使用。這樣的設計不僅使得鳥害造成的斷電事故成為過去，而且還提升了整個電網設施的美觀程度。我們終于可以和那些丑陋的防鳥刺說再見了！回頭看看，正是這些鳥糞促使我們建造出了更具美感的電力設施。就如古老的傳說那樣，這些曾經被視作危險的敵人的鳥類排泄物，它們并非只給我們帶來困擾，同樣地，它們也給我們帶來幸運，使得我們走上了不斷進步的道路。

由于鳥類在空中的排泄而導致的斷電可能是最富有戲劇性的一種。

閃絡現象（ flashover）

在高電壓作用下，氣體或液體介質沿絕緣表面發生的破壞性放電。其放電時的電壓稱為閃絡電壓。發生閃絡后，電極間的電壓迅速下降到零或接近于零。閃絡通道中的火花或電弧使絕緣表面局部過熱造成炭化，損壞表面絕緣的現象稱為閃絡現象。

“閃絡”是一種放電現象。在運行的高壓電器出現的閃絡是指交流的三相之間或對地，直流的兩極之間或對地，并通過電孤形成的放電。并且閃絡是一種故障，這種故障是瞬時的，一般不會對電力系統的運行造成重大的影響，除非該系統保護及自動裝置的配置出現了問題。引起閃絡的原因是絕緣水平降低（如絕緣體的老化或污穢以及空氣的污染和霧霾等）。閃絡后，設備的具體位置上如瓷瓶、瓷柱、套管等設備上都會留下閃絡后燒傷的痕跡。

鳥害事故造成閃絡放電接地現象

在架空送電線路上，每到鳥兒下蛋季節，如不及時發現清除鳥巢，則較容易發生鳥害事故。鳥害事故的成因，是由于烏鴉或體積較大的水鳥在輸電塔桿的橫擔上或弓子跳線的上方筑巢。筑巢的稻草、芭蕉樹的纖維等細長雜物等被風吹散飄下，使部分絕緣子短接，造成電氣距離不足而發生閃絡放電接地現象，保護裝置動作，線路跳閘。