關于一種GW5-110ⅡDW型隔離開關的防鳥措施的探討

劉棟梁 武曉慶 謝文杰 高金棟 薛衛東

國網天水供電公司 甘肅 天水 741000

引言

隨著生態環境的改善，鳥類數量逐漸增多，變電站內的某些設備因為隱蔽性、保暖性等特點吸引了大量的鳥類筑巢，致使變電站內鳥巢數量增多、鳥類活動頻繁，極大地影響了變電設備的安全穩定運行。

變電站采用有人值班模式時由于每天要按時多次巡視設備，鳥類筑巢等行為會被及時發現制止，所以變電站內發生的鳥害一直都在可控范圍內。但是，變電站實現無人值班后，運維人員對變電站的巡視有了一定的周期，多數都在一周以上，這就給鳥類筑巢留下了充足的時間，運維人員不能及時發現并制止鳥害行為，嚴重影響電網安全運行。由于GW5-110ⅡDW型隔離開關結構特殊，鳥類筑巢問題嚴重，所以解決鳥類在該型隔離開關上的筑巢問題、維護設備的安全穩定運行已是當務之急。

1 方案的提出

GW5-110ⅡDW型隔離開關的底部有孔，傳動桿穿過此孔與隔離開關內部相連，該孔洞的剩余空間較多，鳥類極其容易進入。由于該孔洞內大外小，內部有較大環形平臺，筑巢前期不易被運維人員發現，無法及時清理。

運維檢修人員在設備維護、檢修過程中，操作該型隔離開關時經常出現電動操作機構動作但隔離開關拒動的情況，經檢查發現鳥類在隔離開關轉動相底座筑巢，大量草、羽毛及泥土等夾在傳動齒輪之間，造成機械卡死，使得分合閘不到位。該型隔離開關使用廣泛，生產廠家多，以國網甘肅省電力公司為例，共有770余臺類似結構的隔離開關，大部分隔離開關均未完善防鳥措施，有一定的安全隱患，影響設備穩定運行。

無人值守變電站巡視周期較長，鳥窩被清理后在下一巡視周期時又會出現，反復如此，不僅增加了運維人員的設備維護量，對設備也造成極大的安全隱患。

《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》要求“針對近年鳥害和風偏引發線路跳閘的情況，積極開展防鳥害、防風偏工作。”因此，亟須研究解決辦法，阻止鳥類在GW5-110ⅡDW型隔離開關上筑巢。

2 方案的研究

2.1 GW5-110ⅡDW型隔離開關介紹

如圖所示是GW5-110ⅡDW型隔離開關的實物圖，是三相電氣聯動式隔離開關，它的底部有直徑12cm的孔，直徑為4.5cm的傳動桿穿過此孔，與隔離開關內部的操作機構相連，用于控制隔離開關動、靜觸頭的位置，以此來控制隔離開關的合上與拉開。有鳥類也會穿過此孔，進入隔離開關底部筑巢搭窩。其下部孔洞內徑為12cm，外徑直徑為13cm。

圖1 GW5-110ⅡDW型隔離開關底部結構圖

2.2 研究現狀

鳥類在變電站內活動頻繁，烏鴉、喜鵲等大型鳥類在變電站構架、避雷針、阻波器、隔離開關等設備上筑巢搭窩，飛行中遺落的雜物會造成運行設備短路、放電;鳥類覓食時在變電站內飛行中產生的糞便可能會引起運行設備閃絡;鳥類在變電站內追逐中穿越運行設備可能會設備接地等，對變電設備安全穩定運行造成嚴重的影響。

目前，變電站內大都利用鳥刺或特殊的聲、光等驅逐鳥類，此類防鳥裝置主要安裝于鳥類活動較為頻繁的變電站內，防鳥范圍為變電站內的全體設備。

但由于鳥刺主要適用于母線框架、龍門架等設備的特殊部位，鳥刺還會對鳥類造成傷害；特殊的聲、光驅鳥器雖然對全體設備有效，但是其防鳥范圍為一個圓形區域，防鳥效果會隨著防鳥范圍的擴大而逐漸減弱，從而不得不通過增加驅鳥器的數量來維持防鳥效果，使得運維成本增加。且鳥類有較強的適應性，會逐漸適應特殊的聲、光驅鳥器，這也使得此類驅鳥器的防鳥效果不佳。

此外，聲、光驅鳥器尖銳的聲音會引起人身體的不適，如果變電站與居民區較近，會對附近居民造成較大的干擾。因此，必須研究并制定一種對GW5-110ⅡDW型隔離開關針對性較強的防鳥措施，在保證防鳥效果的同時，既不會傷害鳥類，也不會對人類造成干擾。

2.3 研究內容

本文針對GW5-110ⅡDW型隔離開關底部特殊的結構，制定了該型隔離開關防鳥措施，為該型隔離開關設計并制作一種防鳥裝置，該裝置的研究內容主要包括以下幾方面：

2.3.1 裝置結構：GW5-110ⅡDW型隔離開關底部有直徑為12cm的孔，傳動桿的直徑約為4.5cm，為了阻止鳥類從該孔洞處的剩余空間進入其中筑巢搭窩，且不得影響隔離開關的正常操作。經討論分析，將裝置結構設計為圓臺體，圓臺體的高為20cm，底面直徑為13cm，一個底面鏤空，另一個底面去掉直徑6cm的同心孔洞[1]。鏤空的底面固定在隔離開關底部，保證能嚴絲合縫，傳動桿穿過另一個去掉直徑6cm的同心孔洞的底面，相比于傳動桿，留有1.5cm的轉動裕度，保證不影響傳動桿的轉動，該裝置由兩個完全對稱的半面組成，使得防鳥裝置呈罩狀。

該裝置的側面有觀察孔洞，在操作隔離開關時，用于觀察隔離開關傳動轉頭及軸部位的工作情況，如有機構卡頓等情況可及時發現并消除，在日常巡視運維過程中可以查看其是否有生銹等，即不會影響到對該部分的巡視觀察。

2.3.2 材料研究：阻止鳥類進入隔離開關，且不會因傳動桿的轉動而影響其密封性，防鳥裝置的材料既要有堅固性，又要保證裝拆容易，安裝方便。經研究分析，采用鍍鋅鐵皮作為制作材料，由于防鳥裝置安裝部位與運行設備及導線有足夠的安全凈距，因此不需要考慮其絕緣性及感應電效應。

2.3.3 安裝附件研究：由于防鳥裝置的結構為圓柱體的罩狀結構，因此我們用螺栓固定成型，制作方便，尺寸可調。由于防鳥罩底面直徑與隔離開關底部孔洞外徑一樣，所以用螺栓把防鳥罩本體安裝成型即可將其固定在隔離開關底部，松動相應得螺栓即可取下防鳥罩，安裝和取卸相當方便。

3 圖紙設計

根據最終制作方案，設計圖紙，圖紙如下所示：

圖2 防鳥裝置整體三維立體圖

圖3 防鳥裝置半面三維立體圖

4 實施案例

根據圖2至圖5的設計圖紙，在鍍鋅鐵皮上依據圖紙畫出裁剪輔助線和打孔位置，使用機床進行制作，制作出成品。在GW5-110ⅡDW型隔離開關下方孔洞處，將成品使用鐵鉤將圓臺型防鳥裝置緊密固定于孔洞。實施過程如下圖示：

圖4 工作人員在安裝防鳥裝置

防鳥罩裝置安裝前后的實物對比圖：

圖5 安裝防鳥罩裝置前后實物對比圖

防鳥裝置安裝前后的對比如上圖所示，可以看出：

4.1 對設備的安全性

防鳥裝置的下方與傳動桿間的裕度均在0.75±0.3cm內，既不會影響傳動桿的使用，其裕度也不致鳥類進入隔離開關內部，且與帶電部位距離大于安全距離，不會對設備造成任何影響。

4.2 對鳥類的安全性

該防鳥裝置采用封堵型設計方案，只是阻止鳥類進入隔離開關內部，并不會對鳥類產生任何傷害。

4.3 安裝時不需將設備退出運行

適用于所有未完善防鳥害措施的GW5-110ⅡDW型隔離開關。

5 創新點分析

根據GW5-110ⅡDW型隔離開關的結構特點，新穎地設計并制作上下底鏤空的圓臺體防鳥罩，封堵了鳥類進入該型隔離開關的通道，從而阻止鳥類筑巢搭窩。

防鳥罩的側面設計有致密的觀察孔洞，用于觀察傳動轉頭與軸部位的工作情況，可以防止內部機構卡死與密封情況下該部分發生銹蝕等。

該裝置創造性地彌補了GW5-110ⅡDW型隔離開關在設計制作時在防鳥方面的天然不足和缺陷，上部與隔離開關緊密連接，阻止鳥類進入其中，下部與傳動桿留有一定的裕度，保證了設備的安全運行和正常操作。

該裝置結構簡潔，安裝維護方便，極大地減少了該型隔離開關日常運維成本，杜絕了鳥害隱患。同當前市場上的防鳥裝置相對比，該裝置無噪音及光污染，不會影響設備的安全運行，同時也不會對鳥類造成傷害。

6 實施產生的效果

6.1 防鳥效果檢查

以月為計算周期，我們統計了在相關變電站安裝該型防鳥裝置前后，GW5-110ⅡDW型隔離開關上的鳥窩數量，統計結果如下圖所示：

圖6 實施措施前后鳥窩數量統計圖

由上圖可知，在安裝防鳥裝置前，該站年度鳥窩數量最多時為16個，8月安裝防鳥裝置后，至今未發生一例鳥類筑巢事件，達到了100%杜絕鳥類筑巢的預期目標。

6.2 社會效益

本論文提出了一種對GW5-110ⅡDW型隔離開關的防鳥改造的措施，有效解決了鳥類在該型隔離開關上筑巢搭窩的問題，消除了事故隱患，為該型隔離開關提供了防治鳥害的參考方案，減輕了運維人員的工作量，維護了設備的安全穩定運行，起到了很好的安全效益和社會效益，具有很強的推廣價值。

7 結束語

該措施主要存在的問題是防鳥裝置主要用于阻止鳥類進入隔離開關內部，不能很好地對隔離開關其他部位進行防護，且無法使全站設備達到防鳥效果。需要進一步改進升級，將裝置表面設計成棱形反光材料，對變電站全體設備都有一定的驅鳥效果。