220kV輸電線路鳥害故障跳閘原因分析及處理措施

摘要：隨著生態環境的影響，鳥類對輸電線路安全運行的威脅程度日益加劇。因鳥害引起的線路跳閘比例逐年升高。鳥害對輸電線路可能造成線路電氣故障（鳥糞閃絡跳閘、鳥巢短路跳閘）和復合絕緣子被鳥啄食等，其中以鳥糞閃絡故障所占比例最高。鳥害引起線路故障跳閘比較特殊，不同于雷擊、風偏、污閃等故障，故障特征不明顯造成線跳閘后故障原因查找困難，且鳥害故障還呈現頻發性，即跳閘發生后，如果線路運維單位沒有找到故障點或者沒有及時更換閃絡的絕緣子，故障點近期內可能還會發生同樣的事故。我們通過一起典型鳥糞閃絡故障案例，分析因鳥糞造成的線路故障，并根據目前線路鳥害治理中存在的問題，提出針對性的防控對策。

關鍵詞：輸電線路;鳥害故障跳閘;原因分析及處理

1、故障概況

2014年1 1月19日02時36分，某地市供電公司220kV線路主保護跳閘，U相故障，重合閘重合成功。ll時30分，巡視人員登桿檢查時發現091號塔桿上相（U）避雷器絕緣子線夾及均壓環有放電灼傷痕跡，初步確定故障點為091號塔。故障時故障區段天氣情況為多云。氣溫在0～10℃，南風。風力2級，無霧，空氣濕度50%。故障區段地處平原農田耕地，外部運行環境較好，無近線施工。該220 kV線路全長40.073 km。與另外一回220kV線路同塔雙回架設，全線共有桿塔106基，起止桿塔號1—106號，投運于2005年03月18日。LGJ一400/35導線，一側地線OPGW一側地線GJ—50;外絕緣設計：懸垂串采用FXBW～220/100。耐張串采用雙串XWP一120;全線處于為D級污區。2014年，開展差異化防雷改造，部分直線桿塔安裝有并聯避雷器，上端避雷器單元，下端串聯一段絕緣子做問隙。現場檢查發現塔頂、絕緣子等上遺留大量鳥糞。初步分析判斷為此次線路跳閘為9l號塔鳥糞閃絡故障跳閘。

2、故障原因分析

2.1鳥糞污染絕緣子引起的閃絡鳥糞引起的絕緣子串閃絡，一般認為有2種機理：由于淌稀的鳥糞傾瀉在絕緣子表面，這種稀的鳥糞導電率非常高，曾測得2片因鳥害跳閘絕緣子的鹽密值分別高達 0.172mg/cm和0.154mg/cm，而且鳥糞數量特別多，甚至短接了絕緣子裙邊而導致絕緣子串沿面閃絡;鳥糞在同一絕緣子串上日積月累，干鳥糞和濕鳥糞混合達到一定數量，一旦遇到濕潤天氣，就會發生閃絡放電，這樣的閃絡形式與大氣污染在絕緣子串表面積污引起的污穢閃絡十分類似。

2.2 烏糞下落畸變絕緣子串附近的電場引起的閃絡鳥糞閃絡主要是絕緣子串周圍的空氣間隙在鳥糞傾瀉的瞬間畸變了絕緣子串附近的電場而導致的擊穿，而不是以往認為的僅僅是絕緣子串的沿面閃絡。由于絕緣子串表面并無鳥糞沾附.因此，原來認為的許多不明原因的閃絡故障中有相當一部分實際上應屬于鳥糞閃絡。通過對鳥糞閃絡機理的試驗研究發現。鳥糞閃絡存在以下規律。

2.2.1鳥糞電導率當鳥糞電導率小于2US/cm時閃絡很難發生，而大于3.2 US/cm時幾乎每次試驗都會導致絕緣子閃絡。可見絕緣子閃絡受鳥糞通道電阻或電導率的限制.且存在一個電導率的閾值范圍。

2.2.2鳥糞通道和絕緣子均壓環之間水平距離d當d小于12～13cm時。閃絡概率接近100%，當d超出這個范圍時。閃絡概率迅速降至0，可見，鳥糞通道與絕緣子均壓環之間的空氣間隙是閃絡發生的前提條件。

2.2.3鳥糞通道與鳥糞的初速度和黏度的關系鳥糞在下落過程中受重力加速度的影響會逐漸拉長變細，并趨于分裂。通過肉眼觀察。鳥糞仍然是連續流下，但實際上其通道的前端已經處于分離的水珠狀態。鳥糞的黏度增大時，這種趨勢被減緩，即鳥糞通道的連續性好，電阻值較低，易導致閃絡。

2.2.4鳥糞閃絡發展過程

a.鳥糞通道的形成和伸長。鳥糞以自由落體的方式下落，形成一個細長的下落體。由于首末端開始下落的時問有先后，最先下落的那段總是比最后下落的那段下落速度快。鳥糞到達絕緣子高壓端附近時的長度要比剛開始下落時長得多。

b.絕緣子周同的電場發生嚴重畸變。具有一定導電性的鳥糞通道的介入，使絕緣子周同的電場分布發生嚴重畸變，鳥糞通道的前端與絕緣子高壓端之問空氣間隙的電場強度大大增加，絕緣子承受的大部分電壓都加在這一段空氣間隙上。

C.空氣間隙擊穿，導致絕緣子閃絡。當鳥糞通道的前端越來越接近絕緣子的高壓端時，它們之問空氣間隙的電場強度越來越強，當達到擊穿場強后，間隙擊穿，形成局部電弧。當鳥糞電導率超過一定值和通道超過一定長度時，局部電弧最終發展為絕緣子閃絡。可見，鳥糞閃絡與絕緣子之問的距離、鳥糞體積、黏度以及電導率等參數存在直接的關系。

此次跳閘現場檢查發現91號塔桿上相（U）并聯線路避雷器串聯間隙絕緣子導線線夾及均壓環有放電灼傷痕跡，現場桿塔橫擔有大量鳥糞，避雷器和串聯間隙絕緣子表面也有大量鳥糞。結合線路故障桿塔區段環境，該區域林術植被較為茂盛。周圍有分布有多個水庫。屬鳥害易發區。故障現場閃絡點線夾、避雷器、間隙絕緣子和導線上的鳥糞痕跡，以及桿塔橫擔大量鳥糞，可能為大量遷徙鳥類長時停留桿塔橫擔，鳥類站立在桿塔橫擔上進行多次排便，鳥糞的下落在避雷器串聯絕緣子附近，直接短接部分空氣間隙與串聯絕緣子，引起了避雷器串聯絕緣子發生閃絡。另外故障相為上相（鳥害故障多發生在導線水平排列的中相、i角排列的上相、垂直排列的上相引起閃絡的次數較多），線路接地螺栓閃絡痕跡（圖1）也符合鳥害故障特征，因此確定為鳥糞閃絡跳閘。

3、線路鳥糞閃絡跳閘防范措施

3.1安裝防烏刺和防烏針板

采取在絕緣子上方橫擔塔材安裝防鳥擋板、防鳥刺一般采用多股鋼絞線一端固定（固定防鳥網等手段防止鳥類在絕緣子上方筑巢，因為在特制的底座內），一端散開，鋼絞線長度為80～鳥巢短路造成跳閘閃絡。另外也有在桿塔頂部涂100? cm.形成“蘑菇”狀或“云杉樹”狀。目前一般刷紅油漆、掛小紅旗、安裝風鈴、驚鳥牌，以及噴涂按照線路電壓等級的不同。防護范同的不同，在桿防鳥磁性漆等來驅逐鳥類在鐵塔上停留棲息。塔絕緣子上方安裝不同數量的防鳥刺來阻止鳥

3.2目前大盤徑硅膠傘裙罩直徑可達400～600mm，大盤徑玻璃鋼傘裙罩直徑可達700 mm，鳥罩與大盤徑絕緣子功能類似.安裝在絕緣子上側接地端，利用大盤徑絕緣子傘裙和房鳥罩阻擋鳥糞近絕緣子垂直下落，預防鳥糞閃絡效果明顯。

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作者介紹：

李成龍（1987.6.8 ）男，云南云縣人，彝族，學歷：本科，職稱：助理工程師，職務：檢修工，研究方向：線路運維檢修，單位：國網荊州供電公司檢修分公司。