李雄 董鐵柱
摘要:隨著時代的進步,國家的發展越來越好,各行各業也在風波發展,對電能的需求也越來越大,這也帶動了各種電壓等級的電網大規模增加。同時隨著大型鳥類不斷增加,高壓輸電線路防鳥害形勢日趨嚴竣。
關鍵詞:架空;輸電線路鳥害;防范措施
1鳥害類型及特征
1.1鳥害類型
鳥類引起的高壓輸電線路故障主要有:(1) 鳥糞閃絡故障。鳥糞引起絕緣子閃絡,造成線路導線對輸電線路桿塔電壓畸變,從而擊穿空氣放電。(2) 大型鳥類引起相間短路。對于大型鳥類在高壓線上停留展翅起飛時,其翅膀容易引起相間短路,造成相間短路故障。(3) 鳥巢異物引起短路故障。喜鵲等鳥類鳥巢中往往使用大量鐵絲、樹枝、帶金屬材質的彩帶等,在惡劣天氣下,有可能脫落至絕緣子側,造成絕緣子閃絡。(4) 鳥類啃食故障。鳥類啃食絕緣子,造成絕緣子壽命縮短,導致故障發生。
1.2鳥害特征
鳥害故障類型不同,鳥害特征也不盡相同,但最重要的鳥糞閃絡故障有以下特征。(1) 引起鳥糞閃絡故障的鳥的種類。在山東地區引起鳥糞閃絡主要鳥類為黑翅鳶、紅隼、鷹隼、東方白鸛及海鷗等大型海鳥。這些鳥類食量大,排便量多,危險性高。(2) 發生鳥糞閃絡故障的主要時間為每年的3—10月。每年的這段時間為鳥類繁殖季節,進食、排便等活動十分頻繁,易造成故障發生。(3) 造成鳥糞閃絡故障桿塔型號主要為直線桿塔。不過近年來一些耐張桿塔、特殊型號的桿塔也發生了鳥糞閃絡故障。鳥糞閃絡有向全桿塔型號擴散的趨勢,因此需要采取靈活的防鳥措施。
2鳥害故障種類
2.1鳥體閃絡故障
鳥類喜好在桿塔上筑巢或者棲息,其中部分體型較大的鳥類,如白鷺、天鵝、白鸛、黑鸛等鳥類,其翼展往往超過1m以上,當這種大型鳥類在輸電線路上飛行時,易造成相間短路或者單相對地短路。由鳥身體直接造成的故障一般易發生于110kV及以下輸電線路上,220kV及以上電壓等級更高,絕緣子串長,一般不會直接形成鳥體閃絡故障。
2.2筑巢材料故障
鳥類一般于春季開始在桿塔上進行筑巢,其采用的筑巢材料中往往包含長條形稻草、樹枝或藤曼等等。當鳥類在輸電線路附近飛行時,易將筑巢材料滑落,或者鳥巢在風吹、鳥類活動下造成筑巢材料掉落,當長條形且帶有一定導電性的筑巢材料沿導線附近掉落時,易引起間隙的局部甚至全部橋接,形成閃絡。
2.3鳥糞閃絡
因鳥類排便活動引起的輸電線路跳閘被稱為鳥糞閃絡。根據形成機理的不同,可將鳥糞閃絡分為兩種,一是鳥糞空間閃絡,二是鳥糞污閃。當較大體型鳥類排便時,易形成一段較長的且連續的條狀鳥糞,由于鳥糞具有一定的電導率,當鳥糞沿絕緣子旁下落時,易引起空間電場的嚴重畸變,最終誘發閃絡。這種由鳥糞引起絕緣子旁空氣間隙擊穿的閃絡即為鳥糞空間閃絡,主要出現在220kV及以下電壓等級,500kV及以上電壓由于絕緣子串長足夠長,一般難以發生鳥糞空間閃絡。除了直接導致閃絡外,鳥類排便時往往容易在絕緣子上留下鳥糞痕跡,隨著鳥糞的不斷累積,在潮濕的氣候下,容易形成絕緣子沿面閃絡,這種類型的閃絡特征與絕緣子污閃基本一致。
3防鳥措施及評估
3.1現有防鳥措施
目前,國內高壓輸電線路采用的防鳥技術和設備較為單調,一類是以防鳥刺、防鳥針板、防鳥擋板為主的空間占位型防鳥裝置,另一類是以聲、光、電型驅鳥器及動物天敵模型為主的防鳥裝置。根據統計,超聲防鳥裝置的真實使用時間普遍為1.5年,風光鏡的使用時間為2年,使用后期該類防鳥害裝置的效果呈下降趨勢。防鳥刺是一種普遍使用的占位型防鳥裝置,采用多股鋼絞線一端固定在特制的底座內。防鳥刺具有制作簡單、成本低廉、綜合防鳥效果好的優點,目前華北地區廣泛采用,對鳥糞類、鳥巢類故障有明顯抑制的作用。但防鳥刺易銹蝕,且一般不具有自動收放功能,不利于常規檢修工作。某些小型鳥類、猛禽類還會依托防鳥刺筑巢。
3.2驅鳥器
前面幾種措施均是采用預防的手段,盡可能降低鳥類活動的影響,而驅鳥器則是采用一定的技術手段,對潛在可能落在桿塔上的鳥類間接或直接的驅離,最常見的驅鳥器有風車式驅鳥器以及超聲波驅鳥器等。風車式驅鳥器通過自然風力驅動旋翼旋轉,旋翼上安裝有紅色或黃色的反光鏡,旋轉時會產生變化的紅光或黃光,引起鳥兒警覺甚至是不敢靠近。這種措施結構簡單,安裝便捷,但存在著以下問題:一是帶旋轉功能的器械在自然環境下機械性能易老化,長期運行可靠性不高,二是鳥類對光照具有一定的適應性,無法起到長期驅鳥效果。因此應用效果不夠理想。超聲波驅鳥器則是通過聲音來驅趕鳥類,其做法是,通過錄制鳥類恐懼的聲音,周期性的播放,對鳥類進行恐嚇以達到驅鳥的目的。與風車式驅鳥器類似的是,鳥類適應性較強,一旦適應了這種驅鳥器后,驅鳥效果將大打折扣。
3.3布設防鳥擋板
布設防鳥擋板的目的是防止鳥糞沿絕緣子旁邊下落,或者避免鳥糞掉落在絕緣子傘裙上,可以避免因鳥糞引起的閃絡發生。防鳥擋板一般安裝在桿塔頂部,絕緣子與導線懸掛點的正上方。
3.4安裝防鳥拉線
與安裝防鳥網的目的相同的是,本質上是阻止鳥類活動,包括駐留以及筑巢等等。該措施實施起來相對容易,且投資小,可以產生持續性效果,對于易筑巢的桿塔,多采用這種措施。
3.5大盤徑絕緣子
采用特制的絕緣子,其中從上往下第一片絕緣子的傘裙面積顯著大于其他絕緣子,主要作用是當鳥類有排便等活動時,大盤徑絕緣子遮擋鳥糞的下落,其作用與防鳥擋板相似。
結語
實踐證明,采用組合式防鳥思路,對鳥害可能發生的部位進行綜合治理、靈活占位,可以有效避免跳線上方、耐張桿塔鳥害故障的發生,是一種經過實踐驗證的良好的防鳥方法。
參考文獻
[1]全國綠化委員會辦公室.2019年中國國土綠化狀況公報[R].北京:全國綠化委員會辦公室,2020.
[2]綠文.我國鳥類保護成效顯著鳥類種數占世界六分之一[J].國土綠化,2020(4):11-12.
[3]王自力,龐鍇,李長看,等.河南省電網涉鳥故障的鳥類多樣性研究[J].電瓷避雷器,2021(2):23-30.