一起輸電線路鳥害跳閘故障分析與防治探討

徐輝

國網(wǎng)廈門供電公司 福建廈門 361000

電力輸電線路在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著傳輸電能的作用，是電力系統(tǒng)的重要組成部分。電力輸電線路的正常運(yùn)行經(jīng)常受到來自地理位置、所處環(huán)境天氣情況、人為破壞等的影響。近年來，隨著對野生鳥類的保護(hù)，不同鳥類的數(shù)量增加，活動越來越頻繁，由鳥類造成的跳閘事故已大大增加，嚴(yán)重威脅了電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。本文針對一起鳥害跳閘故障分析了故障原因、存在的問題和鳥害防治措施，為輸電線路防鳥害工作提供參考。

1 一起鳥害跳閘故障基本情況

2018年3月底，某500kV變電站220kV線路保護(hù)距離I段、縱聯(lián)差動保護(hù)動作跳閘，重合閘成功。線路兩側(cè)故障測距對應(yīng)#28-#32、#36-#42號桿塔，故障相別為B相，對應(yīng)中相。220kV跳閘線路長20.135km，桿塔62基，投運(yùn)時間2006年7月。故障桿塔#34桿塔型號為SJ3-24型雙回耐張塔，轉(zhuǎn)角度數(shù)為右轉(zhuǎn)64°26′32″，220kV跳閘線路位于右邊外角側(cè)，三相橫擔(dān)絕緣子上方安裝有防鳥刺。故障巡查，發(fā)現(xiàn)#34桿塔下方地面有大量鳥糞，大號側(cè)耐張串掛點(diǎn)金具和二聯(lián)板（圖1所示）、橫擔(dān)塔材、導(dǎo)線跳線有明顯放電痕跡[1]。

圖1 耐張串二聯(lián)板放電痕跡

2 跳閘故障原因分析

2.1 故障時刻氣候分析

故障區(qū)段天氣情況為：陰，氣溫為5-13℃，風(fēng)力1-2級，無持續(xù)風(fēng)向，相對濕度為60%，大氣壓為0.1MPa。對該地區(qū)2014年-2017年鳥害故障時刻和天氣情況進(jìn)行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)故障時間位于20：00-09：00之間的占比為79.41%，天氣為多云、陰或細(xì)雨的占比為76.47%。可以得出規(guī)律：夜間和晨間，多云和陰雨天氣空氣濕度較大，鳥類排放的糞便較稀，易引起鳥害跳閘。本次故障正滿足這一規(guī)律，符合鳥害跳閘天氣和時間特征。

2.2 故障桿塔周邊環(huán)境分析

故障桿塔所處地區(qū)水系環(huán)境豐富，加之近年來農(nóng)村魚蝦養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展，適合鳥類生存的生態(tài)環(huán)境日益改善。故障區(qū)段位于成片魚蝦養(yǎng)殖塘區(qū)，水鳥在冬春交接繁殖季節(jié)，捕食活動更加頻繁。水塘區(qū)域沒有樹木，鳥類無筑巢、逗留、棲息的空間，只能選擇在輸電桿塔上歇息。其頻繁活動，形成了鳥害跳閘隱患[2]。

2.3 桿塔結(jié)構(gòu)及放電通道分析

故障桿塔#34為雙回耐張塔，轉(zhuǎn)角度數(shù)為右轉(zhuǎn)64°26′32″，故障線路位于雙回塔外角側(cè)。三相橫擔(dān)較寬，斜材間距較大，鳥類不太可能在橫擔(dān)上方筑巢，可以排除鳥巢因素，鎖定為鳥糞引起線路故障。由于在三相橫擔(dān)安裝了防鳥刺，阻礙了鳥類在跳線絕緣子上方停留和排便，實(shí)際巡線時跳線絕緣子表面無鳥糞和放電痕跡，說明絕緣子表面或外側(cè)沒有鳥糞。三相跳線位于橫擔(dān)內(nèi)側(cè)下方，中相跳線和上方橫擔(dān)水平塔材有明顯放電痕跡，形成了對應(yīng)的放電通路，說明鳥排便位置位于跳線上方橫擔(dān)，墜落的柱形鳥糞短接橫擔(dān)和跳線引起線路故障。

鳥糞是具有高水分和電解質(zhì)成分的粘性導(dǎo)電液體。在強(qiáng)電場的作用下，導(dǎo)電性極好。鳥類在塔架的橫擔(dān)上或飛越導(dǎo)線和桿塔時，如果糞便掉落在橫擔(dān)上或絕緣子的表面上，則它會沿著絕緣子的坡度滑下形成斷續(xù)的條狀鳥糞或在橫擔(dān)上墜落形成柱形鳥糞。當(dāng)糞便通道代替原始的空氣絕緣通道時，導(dǎo)體和塔架之間的強(qiáng)電場會破壞糞便通道，導(dǎo)體會使塔架放電。線路電流從正常工作電流迅速增加到短路電流，線路兩端的變電站保護(hù)動作，開關(guān)跳閘，自動重合閘裝置動作。斷續(xù)的條狀鳥糞或柱形鳥糞瞬時通過短路電流。電流的熱效應(yīng)使糞便中的水蒸發(fā)，從而導(dǎo)致電解質(zhì)迅速失去導(dǎo)電性，空氣通道恢復(fù)絕緣性能。

220kV某跳閘線路故障原因?yàn)榇篌w型水鳥在#34桿塔中相橫擔(dān)上方（非絕緣子上方）停留排便時，糞便墜落至導(dǎo)線跳線，形成柱形短路通道，造成線路跳閘。由此得出絕緣子上方安裝的防鳥刺并不能防止鳥類位于跳線上方排便造成跳線對橫擔(dān)放電故障。

3 存在的問題

對最近幾年該鳥害故障跳閘線路的鳥害事故統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)鳥害故障一年又一年發(fā)生，很明顯，預(yù)防鳥害的工作存在問題。在管理上，由于發(fā)生鳥害事故，線路一般會重合成功，不會影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此鳥害事故并未引起足夠的重視。多年的鳥害意外經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)尚未及時總結(jié)，也沒有建立專門的鳥害檔案，鳥害分布圖未及時繪制和更新。鳥害防治設(shè)備交付不足未能充分利用大量防治設(shè)備來執(zhí)行鳥害防治工作。

在運(yùn)行維護(hù)上，運(yùn)維人員不了解鳥類的活動區(qū)域及其生活方式，因此在輸電線路巡視過程中發(fā)現(xiàn)的鳥窩清除不徹底，絕緣子被污染的時有發(fā)生。在鳥害經(jīng)常發(fā)生的區(qū)域安裝防鳥設(shè)備是不夠的，并且在重要區(qū)域和時期的檢查還不夠。

在鳥害防治的技術(shù)水平上，現(xiàn)階段采用的大多數(shù)防治鳥害設(shè)備都是普通型防鳥刺。在鳥害頻繁發(fā)生的地區(qū)，采用加密安裝普通型防鳥刺的方法，防鳥方法比較簡單。新型的防治鳥害設(shè)備不足，缺乏防治鳥害設(shè)備的自主研發(fā)。所轄輸電線路組合防鳥設(shè)施還沒有全覆蓋，特別是220kV線路組合防鳥設(shè)施覆蓋率偏低，所轄輸電線路還將繼續(xù)面臨鳥害威脅。部分桿塔結(jié)構(gòu)存在薄弱點(diǎn)。已經(jīng)暴露出貓頭拉線塔和雙回轉(zhuǎn)角耐張塔桿塔結(jié)構(gòu)存在防鳥薄弱點(diǎn)，按照現(xiàn)有方案安裝的防鳥設(shè)施不能全方位防范鳥糞短接。

4 鳥害防治措施

4.1 實(shí)施組合防鳥措施

依據(jù)繪制的鳥害分布圖，針對不同防鳥設(shè)施特點(diǎn)，分析不同塔型結(jié)構(gòu)特征，采取防鳥擋板（防鳥盤或防鳥盒）+防鳥刺組合安裝措施，彌補(bǔ)單一防鳥刺的不足，實(shí)現(xiàn)桿塔防鳥全覆蓋。防鳥擋板是固定在輸電線路絕緣子串上方的水平或小角度傾斜的擋板以防止鳥糞在擋板范圍內(nèi)落下污染絕緣子串。常用的有鋁合金防鳥擋板、 PUS-UV材料擋板和環(huán)氧樹脂擋板等。鋁合金擋板板體上設(shè)有可調(diào)安裝孔、加強(qiáng)筋，抗沖擊力性能好；PUS-UV 材料即聚碳酸酯（PC）與抗紫外線層 UV 共擠而成，為環(huán)保型材料，耐紫外線。環(huán)氧樹脂擋板強(qiáng)度、韌性、剛度較好，此類擋板具有重量輕、檢修易拆卸、安裝簡單、可多次重復(fù)使用、不需防腐、經(jīng)久耐用的特點(diǎn)。大部分桿塔均適用，缺點(diǎn)是橫擔(dān)較窄不能使用或使用效果差。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，安裝組合防鳥設(shè)施的線路桿塔幾乎無鳥巢，安裝單一防鳥刺的桿塔鳥巢較少，且絕緣子上方無鳥巢。單一的防鳥刺安裝后，輸電線路仍然發(fā)生鳥害故障，這說明防鳥刺的主要功能是防鳥巢，而防鳥糞效果欠佳。組合防鳥設(shè)施經(jīng)實(shí)踐證明，防鳥巢和防鳥糞效果良好，除部分塔型外，基本實(shí)現(xiàn)絕緣子和導(dǎo)線的全方位保護(hù)[3]。

4.2 把握季節(jié)特點(diǎn)，強(qiáng)化線路鳥巢拆除

在每年秋季和冬春交接季節(jié)鳥害多發(fā)時期，反復(fù)開展鳥巢拆除工作，增加鳥巢拆除密度，減少鳥類在桿塔上停留或飛越桿塔時形成糞便通道。

4.3 主動搭建鳥巢

實(shí)施組合防鳥措施和鳥巢拆除是一種強(qiáng)迫鳥類離開會造成鳥害的位置，在條件允許的設(shè)備上，主動給鳥搭建鳥巢，避開會造成鳥害的位置，這樣電力運(yùn)維人員便不再一味的拆除鳥巢，減輕了勞動量也做到了人鳥和諧。

5 結(jié)語

電力輸電線路作為電力運(yùn)行的重要組成部分，它對于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的作用。在鳥害頻繁發(fā)生的地區(qū)，針對鳥糞形成的放電通道所造成的鳥害故障跳閘時有發(fā)生。本文通過一起鳥害故障跳閘案例的分析，分析了故障原因、存在的問題和鳥害防治措施，為輸電線路防鳥害工作提供參考。