秦嶺山區動物對牽引供電系統安全的影響及防護措施

董建林

（中國鐵建電氣化局集團有限公司，西安 710000）

0 引言

隨著人類對環境保護意識的增強，動物的繁殖數量逐漸增加，活動領域日益擴大，加之陜西省統籌推進秦嶺山區植被保護與生物多樣性保護，大力加強環境保護措施，使秦嶺山區環境、動植物資源得到了進一步保護，目前秦嶺地區動物種類、數量繁多，本文通過對西成客專開通以來秦嶺山區牽引供電設備故障原因分析，發現由鳥類、鼯鼠造成秦嶺山區牽引供電設備故障占故障總數的第1位，并依次對鳥類、鼯鼠造成秦嶺山區牽引供電設備故障原因進行分析，提出秦嶺山區鳥類、鼯鼠活動頻繁地區牽引供電系統的防治對策。

1 牽引供電設備故障統計情況及結果分析

西成高鐵自開通運行以來，共發生5次牽引供電跳閘現象，經過分析，跳閘情況全部由秦嶺山區接觸網設備故障引起，接觸網供電線上網門型架柱式復合絕緣子閃絡，造成1次跳閘；接觸網供電線懸掛點處懸式瓷質絕緣子閃絡，造成2次跳閘；接觸網隧道間正饋線懸式瓷質絕緣子閃絡，造成1次跳閘；接觸網隔離開關柱式復合絕緣子閃絡，造成1次跳閘；綜上所述可以發現，故障點主要集中在秦嶺山區隧道間正饋線懸式瓷質絕緣子、供電線懸式瓷質絕緣子、隔離開關柱式復合絕緣子和供電線上網門型架柱式復合絕緣子。

2 牽引供電設備故障原因分析

經過對牽引供電設備故障分析，貓頭鷹夜間落在接觸網供電線上網門型架柱式復合絕緣子附近，貓頭鷹翅膀短接復合絕緣子，復合絕緣子閃絡，造成1次跳閘；喜鵲落在供電線懸掛點附近，翅膀短接供電線懸式瓷質絕緣子，懸式瓷質絕緣子閃絡，造成1次跳閘；鼯鼠夜間在滑翔過程中翼膜短接隧道間正饋線懸式瓷質絕緣子，懸式瓷質絕緣子閃絡，造成1次跳閘；鼯鼠夜間在滑翔過程中翼膜短接接觸網供電線懸式瓷質絕緣子，懸式瓷質絕緣子閃絡，造成1次跳閘；鼯鼠夜間在滑翔過程中翼膜短接隔離開關柱式復合絕緣子，隔離開關柱式復合絕緣子閃絡，造成1次跳閘；綜上所述可以發現，鳥類引起接觸網設備故障2次，鼯鼠引起接觸網設備故障3次。

圖1 被高壓電流燒傷的貓頭鷹

圖2 燒傷柱式復合絕緣子

圖3 被高壓電流燒傷的喜鵲和燒傷供電線絕緣子照片

圖4 隧道間正饋線絕緣子燒傷照片

3 防治對策

3.1 貓頭鷹、喜鵲、鼯鼠生活習性

1）貓頭鷹屬脊椎動物門，鳥綱，猛禽類，鸮型目，國家二級保護動物。習慣于晨、昏和黑夜捕獵，被稱為“夜貓子”，白天即群棲于樹蔭隱蔽處。聽覺、視覺發達，性情溫柔，愛清潔，每當深夜、明月高懸時即開始“音樂晚會”，其實是調情的表現。食物以鼠類和其他小型動物為主。

圖5 被高壓電流燒傷的鼯鼠

圖6 鼯鼠將隧道間隔離開關支持絕緣子燒傷照片

2）喜鵲，國家野生保護動物，在山區、平原都有棲息習慣，無論是城市、郊區、鄉村、山林都能看到，適應能力強，經常出現在人類活動地區。喜鵲白天覓食，夜間棲息。通常在高大樹木上營巢，有時也在鄉村附近和公路旁的樹上營巢，甚至在高壓電力鐵塔上營巢。

3）鼯鼠，中國野生保護動物，能夠利用翼膜在山林自由滑翔，迄今已發現分布于中國秦嶺山區的有3種：灰頭鼯鼠、紅白鼯鼠和復齒鼯鼠，鼯鼠滑翔時速度快速，接近目標時，它會調整飛行角度，增大與空氣阻力，從而減少與目標樹的沖擊。鼯鼠的生活習性特點：一是不筑巢，棲身在現成的巖壁縫或樹洞中，窩內僅鋪些干草，冬天用干草封住洞口御寒，然后倒頭蟄伏直至春天到了；二是喜歡安靜，膽小，喜歡獨居，夜行性較強，對有光地方的利用會比無光地方利用少，只有春季的繁殖季節到來，它們才會配對繁殖后代；三是對氣溫敏感，怕低溫又怕高溫；四是白天休息，夜間覓食葉子、果子、蟲子或小型鳥類；五是在固定地點排泄糞便，一般在巢穴附近排泄糞便；六是滑翔，當它碰到天敵或覓食時會借力騰空而起，快速展開翼膜滑翔而去。

3.2 防治措施

3.2.1 組織措施

繪制秦嶺山區動物病害地域布置圖，利用統計學原理分析牽引供電動物病害故障，根據秦嶺山區動物病害地域內動物的物種、產生病害的季節和病害地段繪制牽引供電動物病害地域布置圖。牽引供電動物病害地域布置圖便于查找動物病害故障位置，方便故障排除，恢復行車。

3.2.2 技術措施

1）鳥類翅膀、鼯鼠翼膜容易造成懸式瓷質絕緣子串短接，引起跳閘情況，主要由于鳥類翅膀、鼯鼠翼膜接觸面積過大，爬電距離減少，可以通過采用增加懸式瓷質絕緣子直徑方法，增加絕緣子串爬電距離，減少鳥類翅膀、鼯鼠翼膜與絕緣子串接觸面積，隧道間懸式瓷質絕緣子串第一片絕緣子，即與肩架球頭掛環連接絕緣子，由XWP2-70型（絕緣件公稱直徑255mm）改為XP-400型（絕緣件公稱直徑360mm），懸式瓷質絕緣子爬電距離由1600mm增加至1725mm，減少鳥類、鼯鼠類動物短接牽引供電設備造成絕緣子閃絡故障率。

圖7 標準傘幾何參數計算圖

S=Sab+Sbc+Scd+Sde+Sef+Sfg+Sgh+Shi+Sig

S表示爬距，ab、bc、cd、de、ef、fg、gh、hi、ig表示直線或者曲線長度。

2）在隧道間中間柱、轉換柱、下錨柱、對向下錨柱、上網門型架、供電線鋼柱、隔離開關底座處增設防鳥害措施。

（1）在隧道間中間柱、轉換柱、下錨柱、對向下錨柱、上網門型架、供電線鋼柱安裝風車光片式驅鳥器。風車光片式驅鳥器集轉動、發光、反光于一體，白天反射陽光，在光線昏暗和夜晚時自身發光，選擇鳥類最敏感的光色，使鳥類產生焦躁情緒，驅使鳥類遠離牽引供電設備。

圖8 原絕緣子串示意圖

圖9 優化后絕緣子串示意圖

（2）在上網門型架、供電線鋼柱、隔離開關底座處安裝超聲波驅鳥器。超聲波驅鳥器采用紅外線感技術感知鳥類的靠近自動發出使鳥類恐懼的聲音、超聲波或發出閃光，從而迫使鳥離開所要保護的區域，達到驅鳥目的。

（3）在隧道口附加導線對錨處涂抹驅鳥劑。驅鳥劑中添加天然植物性精油，有效的刺激鳥類的嗅覺，同時對鳥類五項器官都有刺激作用，讓鳥類感覺不適而離開。

（4）在供電線鋼柱、下錨柱處安裝鳥刺。

通過上述防鳥害技術措施，可以減少鳥類對存在牽引供電設備路徑利用和對鋼柱的利用，降低鳥類動物短接供電設備造成絕緣子閃絡故障率。

圖10 風車光片式驅鳥器

3）在供電線鋼柱增設太陽能照明燈具，使燈光朝向鋼柱頂端，夜間開啟燈具，通過開啟燈光方式，減少夜行性較強貓頭鷹、鼯鼠對存在供電設備路徑利用，降低鳥類、鼯鼠類動物短接牽引供電設備造成絕緣子閃絡故障率。

4 結論

經過對秦嶺山區動物原因造成牽引供電設備故障情況進行了統計，發現牽引供電設備故障主要由鳥類和鼯鼠造成，分析了牽引供電動物病害形成的原因及規律，根據牽引供電系統施工情況提出了并制定防治措施；利用統計學原理分析牽引供電動物病害故障，并根據動物病害的種類、發生動物病害的季節和位置制作牽引供電動物病害地域布置圖防治的思路、方法和通過對鳥類（喜鵲、貓頭鷹）、鼯鼠生活習性的研究，采用增加懸式瓷質絕緣子直徑、增設防鳥害措施、增設照明燈具等方式可以減少鳥類（喜鵲、貓頭鷹）、鼯鼠對存在牽引供電設備路徑利用，降低鳥類、鼯鼠類動物短接牽引供電設備造成絕緣子閃絡故障率，同時也減少了牽引供電設備對野生保護動物的傷害。