10kV配電線路鳥害防治措施研究

楊 鑫，周 攀，李 斌，秦 碩，高 爽，張 派

（國網北京市電力公司昌平供電公司，北京 102200）

隨著生態環境的改善，鳥類的繁衍數量和活動范圍日趨擴大，鳥類在配電桿塔上棲息筑巢，嚴重威脅電力線路的安全穩定運行。鳥害防治是配電線路日常運維的重點工作之一，由于鳥類筑巢選擇桿塔位置的頑固性，固定桿塔存在鳥窩重復搭建現象，僅依靠傳統人工清除鳥窩的方式工作量大、重復性強[1]。

每年1月初至5月底，特別是3月至4月，鳥窩清理工作任務繁重，甚至出現上午清理下午復搭的情況。為確保配電線路不發生鳥害責任故障，運維人員加大巡視力度，在大風降雨等惡劣天氣前增加防鳥害特巡，對于配電線路桿塔上鳥窩，要求“隨時發現、立即處理”，人員運維巡視壓力劇增。對于配電線路開關上方的鳥窩、含鐵絲的鳥窩等，人工上桿清除存在觸電風險，需依據實際情況，采用帶電作業清除、帶電配合斷接引流線人工清除或者停電人工清除的方式處理鳥窩，鳥窩清理成本高、耗時長。為降低鳥窩復搭率，人工清除配電桿塔上鳥窩后需進一步處理搭窩材料，避免鳥類就地取材，重復搭窩。因此，通過技防手段防治鳥害，有效減少了人工清理鳥窩的工作量，解放了人力和時間成本，提質增效的需求十分迫切。

1 鳥害故障原因

鳥類在配電線路桿塔上筑巢過程中，鳥叼鐵絲等金屬飛行穿梭導線和桿塔間，容易引發相間短路故障[2]；鳥類通常采用樹枝、羽毛或者金屬絲等筑巢，如果遇上大風降雨等惡劣天氣，原本絕緣的樹枝、羽毛等被雨水打濕，可能出現配電線路相間短路故障，或者搭接橫擔出現單相接地故障；因鳥糞在絕緣子上堆積，在特殊天氣條件下容易引起鳥糞污閃絕緣子沿面閃絡故障[3]；部分配電線路絕緣導線連接點存在絕緣包纏不嚴、絕緣護罩脫落等現象，也是造成鳥害故障的重要原因。

2 鳥害防治措施

目前10kV配電線路鳥害防治措施主要可以分為驅逐型和隔離型[4]，驅逐型是驅逐鳥類停留在配電桿塔正上方，常見措施主要有風車式驅鳥器、生物氣味驅鳥器、超聲波驅鳥器、仿生驅鳥器、電擊驅鳥器等；隔離型是通過采取隔離措施與配電桿塔關鍵位置進行隔離，常見措施主要有線路設備絕緣化改造（絕緣護罩、絕緣橫擔、絕緣包纏等）、絕緣占位板等。

2.1 風車式驅鳥器

風車式驅鳥器安裝于配電線路橫擔上，采用轉動和反光干擾兩種方式對鳥類進行驚嚇驅趕，裝置以自然風為動力，支架上三個依次相隔120°風碗內加裝鏡片，使鳥類在風輪轉動或強光照射時受到驚嚇，從而遠離配電線路。這種驅鳥器成本低廉，目前廣泛應用于10kV配電架空線路，但是鳥類容易適應，長期防鳥性差（如圖1所示），且需停電安裝，塑料材質在戶外日曬雨淋易老化，自然損壞嚴重[5]。

圖1 風車式驅鳥器鳥類易適應，長期驅鳥效果較差

2.2 生物氣味驅鳥器

生物氣味驅鳥器利用特殊化學制劑驅逐鳥類使其遠離配電桿塔。近年來，隨著技術工藝的研發并不斷改進，部分廠商成功制成對人畜無毒害，驅鳥效果明顯的生物氣味驅鳥器，磁吸式底座可以帶電安裝，特別是對于易搭鳥窩且清理鳥窩困難的開關桿效果顯著。但這種驅鳥器氣味覆蓋范圍有限，驅鳥范圍直徑約為3m，有效期4個月左右，有的甚至時間更短，部分膏狀藥劑不能通過補充藥劑的方式進行替換，不能重復利用，屬于多次重復性投資。并且因鳥類有耐藥性、不同種類的鳥分布地區特性明顯，需要不斷差異化定制調整新配方，試驗周期較長。隨著時間揮發、雨水沖刷、大風惡劣天氣等驅鳥劑藥效衰減明顯，失效后的驅鳥器甚至為運維人員日常清除鳥窩帶來阻礙（如圖2所示）。

圖2 生物氣味驅鳥器失效后為后續鳥窩清理帶來阻礙

2.3 超聲波驅鳥器

研究表明，鳥類對于12kHz-25kHz之間的聲波無法適應[6]，超聲波驅鳥器利用頻率在20kHz以上的超聲波脈沖刺激鳥類使其感到不適，以達到驅鳥的目的。這種驅鳥器不需要停電安裝，可以通過專用安裝工具卡扣于配電架空導線上，因造價較高，多用于機場以解決飛機低空起飛引起的鳥擊問題。鳥類對聲波具有適應性，長期驅鳥效果不明顯，安裝超聲波驅鳥器的配電線路開關上方仍有搭鳥窩跡象（如圖3所示）。為弱化鳥類對聲波的適應性，部分廠家研制出可變頻聲波驅鳥器，使驅鳥器輸出的頻率不固定，長期驅鳥效果有待驗證，但當聲波頻率變化至16kHz-20kHz的人耳可聽見的區間范圍時，因噪音較大，多次出現擾民投訴情況。

圖3 超聲波驅鳥器鳥類易適應，長期驅鳥效果不佳

2.4 仿生驅鳥器

仿生驅鳥器根據鳥類畏懼的天敵制作相應的動物模型，通過對鳥類的視覺驚嚇達到驅逐的目的。2018年，湖北供電公司針對10kV漁場線安裝200余條仿真蛇（如圖4所示），經驗證，鳥類在線路上筑巢現象大為減少，當年沒有發生因鳥巢造成的配電線路故障，在一定程度上保障了線路的安全可靠運行，同時又保護了生態環境。這種驅鳥器造價低廉，但鳥類適應性較強，其鳥害防治效果長久來看并不理想。根據運維經驗，部分巡視運維人員將電死的鳥掛在易搭鳥窩的桿塔上，防鳥效果十分顯著，但這種方式較為粗暴，且因電死的鳥數量極少，難以滿足鳥害防治配電桿塔數量需求。

圖4 湖北供電公司采用仿真蛇守衛電線桿

2.5 電擊驅鳥器

電擊驅鳥器使用高電壓微電流方式驅鳥，直接刺痛鳥類，驅鳥而不傷鳥，防鳥效果顯著。依靠疼痛感驅逐鳥類，使鳥類難以靠近，理論上具有明顯的長期驅鳥效果。但不同種類的鳥疼痛耐受程度不同，需依據地區特色差異化設置閾值，保證驅鳥效果的同時防止電傷鳥類。近年來，部分廠家以電擊刺痛鳥類的理念研制出多種電擊驅鳥器，并申請了相關專利，但尚未推廣應用，仍需實踐進一步驗證。

2.6 線路設備絕緣化改造

鳥害故障原因是鳥類在活動過程中或鳥巢與線路裸露的導電部分未達到安全距離要求時放電。通過在導線連接點加強絕緣包纏，對線路柱上開關、變壓器加裝絕緣護罩，對鐵橫擔進行絕緣化處理等方式，可以提升線路絕緣化水平。即使鳥類在筑巢過程中掉落鐵絲等金屬，或大風降雨等惡劣天氣造成樹枝打濕鳥巢散落，也不會發生鳥害原因配電線路故障。

近年來推廣使用的絕緣橫擔新工藝、新技術，在線路防雷、防污、防鳥害、防異物方面效果明顯，絕緣橫擔具有更大的相地絕緣距離，能有效減少鳥類筑巢及糞便引起的相地短路閃絡故障。但目前絕緣橫擔應用于直線桿、抱立桿型，對于更易搭建鳥窩的復雜桿型尚未應用。且絕緣橫擔主要用于山區配電線路防雷改造，成本較高，需結合停電檢修工程進行更換，對于分散的鳥類筑巢配電桿塔實際應用價值較低。

專為配電金屬橫擔設計的寬幅自固化絕緣化包材不受桿型的局限，可適應不同橫擔形狀及絕緣子金屬底座絕緣，可根據需要進行剪裁和絕緣遮蔽，常溫下即可固化并可貼附于金屬表面不脫落，材料本身耐老化，使用壽命長，固化后電氣性能優越，且無需拆除橫擔，可以針對線路原有的橫擔進行快速改造，但是同樣需進行停電處理，成本造價相對較高。

3 改進式驅鳥絕緣占位板

現有的10kV配電架空線路驅鳥裝置和防鳥措施不能滿足鳥害防治要求，具有普適性的驅鳥器應具有可通過絕緣操作桿帶電安裝、裝拆方便、成本低廉、適用于各類配電桿型、長期驅鳥效果好等特性，且安裝于配電線路不會影響線路正常運行。

3.1 防鳥刺

防鳥刺是輸電線路上普遍應用的防鳥害裝置，主要應用于防止110kV至500kV輸電線路發生鳥糞閃絡故障。防鳥刺采用多股鋼絞線，一端固定，一端散開成蘑菇狀（如圖5所示），可以有效阻止大型鳥類在桿塔上活動，從而達到消除鳥糞閃絡的目的[7]。這種防鳥裝置安裝簡單、成本低廉，但防鳥刺只能安裝在相間距離較大的桿塔上，因此在配電線路上無法使用。防鳥刺一般不具備自動收放功能，不利于常規檢修工作，某些小型鳥類會依托防鳥刺筑巢，漂浮類異物纏繞防鳥刺也可能造成線路跳閘[8]。

圖5 輸電線路防鳥刺安裝

將防鳥刺的尺寸同比例縮小，為防止小型鳥類依托配電防鳥刺筑巢，防鳥刺針狀鋼絲根數和長度縮小比例應根據地區鳥類特色進行差異化設置，同時配電線路電氣距離較小，線路裝置緊湊，應考慮其與配電線路上設備的安全距離[9]。配電防鳥刺采用強磁固定，安裝簡單，無需維護，適合安裝在配電線路開關桿上，經觀察，開關桿上配電防鳥刺驅鳥效果顯著（如圖6所示）。

圖6 同比例縮小后的配電防鳥刺驅鳥效果顯著

輸電線路加裝防鳥針板可以有效防止鳥害引起的線路故障[10]，防鳥針板是防鳥刺的轉化形式，分為單排防鳥刺和多排防鳥刺，針對防鳥針板影響檢修作業的問題，近年來出現一種新型伸縮式防鳥針板，可根據保護面積和范圍進行任意組合和連接，減小了對檢修作業的影響，但僅停留在試點評估階段，尚未進行大范圍推廣應用。

3.2 絕緣占位板

絕緣占位板為三角形或半圓環形的遮擋板，其表面光滑，通過提前占據線路桿塔的筑巢點，使鳥類筑巢時使用的樹枝、鐵絲等無法固定堆積[11]，以達到配電線路鳥害防治的目的（如圖7所示）。這種驅鳥絕緣占位板采用卡扣方式進行固定，造價低、安裝方便，有效防止鳥類搭窩。

圖7 驅鳥絕緣占位板提前占據電線桿的筑巢點

對于配電線路橫擔上有絕緣子、避雷器等設備的情況，卡扣式安裝較為吃力，適用的配電桿型單一，對于易搭鳥窩的復雜配電桿型，實用性較差，部分配電桿型不具備安裝條件（如圖8所示），安裝存在傾斜現象，有跑位風險，固定情況需進一步改進。3.3改進式驅鳥絕緣占位板

圖8 部分配電桿型不具備驅鳥絕緣占位板安裝條件

將配電防鳥刺與傳統驅鳥絕緣占位板的優點相結合，提出一種改進式驅鳥絕緣占位板（如圖9所示），適用于驅離在10kV配電線路桿塔上搭窩、駐留的小型飛鳥。圓形改進式驅鳥絕緣占位板直徑為100mm，高為180mm，可以放置于鐵橫擔任意一條邊；矩形改進式驅鳥絕緣占位板長為270mm，寬為140mm，高為150mm，可以跨越放置橫擔的兩條邊。對于配電線路桿型復雜，桿上電氣設備多的情況，可依據現場實際合理組合搭配使用。

圖9 改進式驅鳥絕緣占位板

改進式驅鳥絕緣占位板采用環氧玻璃布層壓板，這種絕緣材質高溫下機械強度高，高濕下電氣性能穩定性好。經檢測，環氧玻璃布層壓板絕緣材質的改進式驅鳥絕緣占位板，其垂直層向電氣強度為14.1kV/mm，平行層向擊穿電壓＞100kV，浸水后縱向絕緣電阻為2.8×1014Ω、橫向絕緣電阻為5.8×1014Ω，密度為1.9g/cm3，吸水性為4.3mg，均符合標準要求。底座采用磁吸式設計，方便裝拆，不影響配電架空線路的日常檢修工作。

將改進式驅鳥絕緣占位板安裝于實際10kV配電架空線路（如圖10所示），不會影響線路正常帶電運行。可以通過絕緣操作桿進行帶電安裝，可適用于各類配電桿型。相較于傳統防鳥刺，具有絕緣性，對比傳統絕緣占位板，其尺寸較小、靈活性高。對于易搭鳥窩的配電桿塔，安裝改進式驅鳥絕緣占位板后，桿塔上未出現搭鳥窩現象，驅鳥效果顯著。因提前占據線路桿塔上筑巢點，理論上不受鳥類耐受性、適應性的制約，長期驅鳥效果好。對于易搭鳥窩且難以清除的配電線路開關，采用改進式驅鳥絕緣占位板可以有效避免鳥類在配電線路開關上方搭窩，切實減輕了巡視運維人員的鳥害防治工作壓力。因未批量投產，生產成本仍有較大壓縮空間，且試驗樣本量較少，驅鳥效果需后續進一步觀察。

圖10 改進式驅鳥絕緣占位板現場應用

4 結束語

鳥窩清除為線路巡視運維工作帶來極大壓力，本文分析了鳥害故障原因，梳理總結現有鳥害技防措施的優缺點，針對不同的應用場景需采取差異化鳥害防治措施。將應用于輸電線路的防鳥刺和傳統絕緣占位板的優點相結合，提出一種改進式驅鳥絕緣占位板，經現場試驗，其驅鳥效果顯著，適用于各類配電桿型，具有較高的實用價值。