變電站鳥害分析與防治措施

徐國棟，閆少波，顧海明

(國網蘇州供電公司，江蘇 蘇州 215008)

隨著自然環境狀況的持續改善以及對環保意識的不斷提高，鳥類的數量與活動范圍不斷增大。鳥類在變電站內活動易引起設備故障跳閘，這已成為影響變電站安全穩定運行的重要因素。蘇州地區氣候溫暖濕潤、河湖眾多，適宜鳥類生存，此外蘇州地區經濟發達，境內電力負荷大，變電站數量多，變電站鳥害問題尤為突出。

目前，已有專家學者對電力系統鳥害問題進行了研究。文獻[1-3]針對不同省級電網，探討了輸電線路鳥害的規律、特征及防治策略。文獻[4-5]分析了配電網架空線路鳥害的特征及防治措施。但這些文獻僅聚焦于電力線路鳥害問題的分析探討，未涉及變電站鳥害問題的研究，這些結論難以應用于變電站鳥害防治工作。文獻[6]介紹了一種新型激光驅鳥裝置，采用綠色激光，其有效覆蓋面積較大。文獻[7]研制了一種變電站門型架構防護網，可實現變電站門型架構防鳥全覆蓋。文獻[8]分析了嘉興電網變電站鳥害缺陷的規律，介紹了常用的鳥害防治措施。

本文在這些研究的基礎上，首先探討蘇州電網變電站內潛在筑巢鳥類的種類，隨后開展變電站鳥害統計分析，然后介紹目前采用的鳥害防治措施，最后給出變電站鳥害防治建議。

1 蘇州電網變電站潛在筑巢鳥類

蘇州位于長江三角洲中部，山林、濕地等多元化環境使其成為鳥類棲息繁殖的理想地區。經統計共觀察記錄鳥類346種，隸屬于21目63科[9]。考慮到同一科鳥類具有相似特性，本文以鳥類科目為篩選對象：每科選一種代表性鳥類，調研鳥類的外形特征、棲息環境、鳥巢特點等信息。根據變電站鳥類筑巢特點，共篩選出15科鳥類為變電站潛在筑巢鳥類，如表1所示。

表1 蘇州電網變電站潛在筑巢鳥類

據調研，變電站曾出現鳥巢破壞后，非猛禽類鳥攻擊值班員的情況。由此推測，變電站筑巢的某些鳥類具有一定的攻擊性。雀形目鴉科、鶇科等具有類似特性，需要引起關注。

2 蘇州電網變電站鳥害統計分析

根據GB/T 35695—2017《架空輸電線路涉鳥故障防治技術導則》，變電站中涉鳥故障的基本形式主要有鳥巢類、鳥糞類、鳥體短接類和鳥啄類故障這4種[10]。綜合現場數據得到，變電站內鳥巢類故障更為突出，本文中變電站鳥害專指鳥巢危害。2019—2020年，對蘇州電網管轄的220 kV變電站及市區范圍內110 kV及以下電壓等級變電站的隱患鳥巢統計數據得到，79座變電站共發現371個隱患鳥巢，從變電站戶外/半戶內/戶內站類型、電壓等級、鳥巢位置、鳥巢發現時間等維度，開展變電站鳥害統計分析。其中，隱患鳥巢指易引發設備故障跳閘的鳥巢。

2.1 變電站戶外/半戶內/戶內站類型

發現隱患鳥巢的戶外/半戶內/戶內類型變電站的數量統計結果見圖1。

圖1 發現隱患鳥巢的戶外/半戶內/戶內類型變電站數量占比

由圖1可見，發現隱患鳥巢的220 kV戶外型變電站數量占比最高，為77%，隨后依次為110 kV戶外型、35 kV戶外型、220 kV半戶內型變電站，戶內型變電站均未發現隱患鳥巢。綜合來看，發現隱患鳥巢的戶外型變電站數量占比高達97%。戶外型變電站與半戶內/戶內型變電站相比，在戶外設備區存在較多的變配電設備，具有大量適宜鳥類筑巢的孔、洞等，故更容易出現隱患鳥巢。

2.2 變電站電壓等級

不同電壓等級變電站發現的隱患鳥巢數量統計結果見圖2。

圖2 變電站電壓等級與隱患鳥巢數量關系

由圖2可知，相較于110 kV與35 kV變電站，220 kV變電站發現的隱患鳥巢數量明顯更多，達到350個。鑒于發現隱患鳥巢的變電站均為戶外站或半戶內站，220 kV變電站由于戶外設備區面積大、設備多，具有更多適宜鳥類筑巢的孔、洞等，因而存在更多的隱患鳥巢。

2.3 鳥巢位置

按鳥巢數量由多到少排序前10位的鳥巢位置統計結果如圖3所示。

圖3 隱患鳥巢位置與數量關系

由圖3可知，在母線刀閘、門型架處發現的隱患鳥巢數量明顯較多，分別為187個和89個，占鳥巢總數的50.4%和24.0%，因而在變電站鳥害巡視時需予以重點關注。

2.4 鳥巢發現時間

不同月份發現的隱患鳥巢數量統計結果如圖4所示。

圖4 隱患鳥巢發現時間與數量關系

由圖4可見，發現的隱患鳥巢數量在1—3月份間不斷增長，3月時達到一個峰值后呈下降趨勢，9—12月發現的隱患鳥巢數量明顯減少。這是由于春、夏兩季是大多數鳥類的主要繁殖期，鳥類筑巢需求強烈，秋、冬兩季則為過渡變化期。

3 蘇州電網變電站鳥害防治措施

蘇州電網變電站鳥害防治措施主要包括變電站鳥害巡視和配置防鳥害設備兩類。開展變電站鳥害巡視，可有效發現隱患鳥巢，及時處理消除隱患。鳥害巡視質量與值班員對變電站鳥害問題的熟悉程度緊密相關。蘇州電網變電站配置的防鳥害設備可分為“驅、堵、引”3類，下面進行介紹。

3.1 “驅”鳥

3.1.1 激光驅鳥

激光驅鳥的原理是發出鳥類非常敏感的波長為532 nm的綠色激光，在驅動裝置作用下，“棒狀”綠色激光會規律性擺動，鳥類感覺到一根綠色大棒掃過，會受到驚嚇而逃跑。

激光驅鳥適用于周邊人員稀少變電站的夜間鳥害防治，不足之處在于適用范圍有限，驅鳥設備成本較高。

3.1.2 超聲波驅鳥

超聲波驅鳥的原理是利用頻率在20 kHz以上的超聲波脈沖對鳥類的聽覺進行干擾，達到驅鳥目的。發出的脈沖頻率人類聽不見，而絕大多數鳥類可以聽到，對鳥類不產生損傷，屬于無害驅鳥。

超聲波驅鳥設備可在一定頻率范圍內間隙性隨機發出超聲波，規律性不強，鳥類較難適應，但驅鳥設備成本較高。

3.1.3 聲音驅鳥

聲音驅鳥的原理是發出鳥耳能聽到的聲音，如噪聲、鳥類天敵等聲音，刺激鳥類的聽覺，使鳥類感到緊張或恐懼，達到驅鳥目的。

聲音驅鳥多在周邊人員稀少變電站使用，具有安裝、維護方便的特點，不足之處在于產生噪聲，鳥類容易適應等。

3.1.4 風車鏡面驅鳥

風車鏡面驅鳥的原理為當有微風時，驅鳥器轉動，鏡面產生不同角度的反射光，對鳥類產生干擾與驚嚇，達到驅鳥目的。

風車鏡面驅鳥成本低廉、安裝方便，不足之處在于驅鳥器動作規律性強，鳥類容易適應。此外受天氣因素影響大，無風天氣下驅鳥效果欠佳。

3.2 “堵”鳥

3.2.1 門型架防鳥網

變電站門型架防鳥網是一種帶孔洞的封閉金屬防鳥網，主要包括可折疊網門、三角側封板、固定金具等部分，多裝設在主變上方門型架處。

防鳥網通過將門型架包裹封閉，清除鳥類筑巢空間，降低鳥類筑巢風險。然而，需結合主變停電檢修進行防鳥網安裝，制約了技術普及速度。

3.2.2 刀閘防鳥擋板

刀閘是鳥類筑巢的重災區，筑巢位置包括刀閘內部空腔、本體基座以及支持瓷瓶等[10]。防鳥擋板用于封閉刀閘內部空腔，減小鳥類筑巢空間。然而，變電站內刀閘產品類型多樣，需結合刀閘結構特點專屬定制防鳥擋板，難以大批量生產，此外對防鳥擋板的材質要求較高，這均增大了防鳥擋板成本。

3.3 “引”鳥

引鳥方式是指在變電站內或周邊，搭建人工鳥巢，引導鳥類在遠離運行設備處筑巢，降低鳥害風險。該方式既可實現人與自然和諧相處，又可降低鳥害風險，具有獨特優勢。然而，該方式也面臨一定的挑戰，例如在鳥類活動頻繁地區人工鳥巢數量與占地空間的協調問題，人工鳥巢數量過多容易吸引更多鳥類在變電站周邊筑巢的問題等。

4 變電站鳥害防治建議

電力企業已針對變電站鳥害問題采取了若干防治措施，雖然取得了較好防治效果，但是仍有進步提升空間，鳥害防治建議如下。

(1)實現變電站鳥害風險預警，提高鳥害防治工作質效。量化變電站自身屬性對鳥類筑巢吸引力的影響，分析變電站不同月份對鳥類筑巢吸引力的差異，提出變電站鳥害風險指標，按照風險大小劃分變電站鳥害風險等級，有針對性采取鳥害防治措施，實現主動鳥害防治。例如，在鳥害高風險變電站，集中清理戶外設備區鐵絲、鋼絲等高危筑巢材料，增加鳥害巡視頻率，增加臨時可移動驅鳥裝置，提高鳥巢拆除工作優先級等。

(2)實現“驅、堵、引”措施綜合利用，提高鳥害防治效果。依據變電站特點，綜合采用“驅、堵、引”措施，充分發揮各類措施優勢，實現鳥害防治效果的最大化，例如利用“驅”降低變電站對鳥類筑巢的吸引力，利用“堵”對刀閘、門型架等重點區域進行改造，利用“引”將鳥類引至站外等安全區域筑巢。此外，進一步挖掘設備潛能，提高鳥害防治效果，例如開發自尋最佳驅鳥頻率的超聲波驅鳥器、設計兼顧驅鳥效果與能量消耗的巡檢機器人綜合驅鳥模塊等。

(3)實現站內鳥類活動有效觀測，夯實鳥害防治工作數據基礎。收集變電站內鳥類活動數據，特別是照片、視頻等數據，準確把握變電站內筑巢鳥類的種類、習性等特征，為進一步提升鳥害防治工作質效提供數據基礎。鳥類活動觀測具有較大實施難度，因此除安排專人進行觀測外，還可創新信息收集方式，例如舉辦面向值班員的變電站鳥類攝影大賽，既可豐富員工精神生活，又可收集變電站鳥類信息。

5 結語

變電站鳥害防治是系統性與周期性工作。

(1)在管理方面，變電運維部門需深挖鳥害數據規律，加深對變電站鳥害問題的理解，進一步提高鳥害巡視工作質效。

(2)在技術方面，變電檢修部門需研制或改進鳥害防治設備，提高設備防鳥害能力，進一步降低變電站對鳥類筑巢的吸引力。

(3)只有從管理、技術兩個方面持續改進提升，才能更好地解決變電站鳥害問題。