輸電線路鳥害故障及防范措施分析

盧銀均，劉云飛，魯 彥，李勇志，張笑塵，劉 闖

(國網湖北省電力有限公司荊門供電公司，湖北 荊門 448000)

0 引 言

通過線路運維數據統計分析，荊門電網線路故障鳥害發生次數僅次于外力破壞，鳥害已成為造成線路跳閘的主要原因之一[1]。

從線路跳閘具體原因分析，鳥害導致的跳閘主要由有下3種方式[2]：1)鳥糞造成絕緣子污染，在特定大霧毛毛雨等氣象環境下，導致絕緣子污閃放電；2)鳥類活動異物短接，主要為鳥類在塔上筑巢或者活動過程中，鳥巢、樹枝等異物脫落，或筑巢材料中有鐵絲等導電材料造成導線對桿塔放電；3)鳥糞短接空氣間隙，鳥類站立在橫擔、絕緣子上方或者飛行過程中，排出的細長鳥糞，使導線與橫擔形成放電通道。根據近年荊門電網鳥害故障分析，鳥類站在桿塔上排便造成空氣間隙短接放電為鳥害最主要的跳閘方式。

為防止輸電線路鳥害故障的發生，通常采用安裝防鳥刺、防鳥擋板等措施，阻擋鳥類在桿塔上停留，隔擋鳥糞下落，避免引起鳥糞空氣間隙短接。荊門地處湖北江漢平原西部，漢江橫穿境內，湖泊及河流眾多，其中漢江沿線、荊山與大洪山交接峽口為鳥類遷徙的必經通道，是防范鳥害故障發生的重點防控區域。通過對一起因漢江鳥類遷徙鳥糞空氣短接引起的跳閘故障進行分析，對荊門電網現有的鳥害防控存在的短板進行剖析，并結合運維經驗和新技術應用，提出相應的防鳥改進措施，為進一步提升鳥害防控水平和降低跳閘故障率提供參考。

1 故障概況

2020年12月26日18時34分，荊門電網某220 kV線路發生A相故障跳閘，重合成功，通過繼電保護故障測距確定故障區段為98號至99號桿塔。考慮到現場地形和夜間視線等因素，巡視人員對故障區段進行通道巡視，現場未發現外破施工、超高樹障的情況。

12月27日7時，巡視人員利用無人機和登桿巡視檢查，發現99號復合絕緣子邊緣、絕緣子重錘、導線、塔腳、地面上有新鮮鳥糞如圖1所示。

圖1 故障點塔基鳥糞

OPGW光纜耐張金具有兩處放電痕跡如圖2所示，跳線支架、導線表面有明顯放電點如圖3所示。

圖2 OPGW耐張線夾放電點

圖3 A相跳線支架放電

2 故障原因分析

為查找該線路99號塔放電跳閘的原因，對故障時段故障點天氣、故障因素進行排查，重點對故障的成因進行深入分析。

2.1 故障時段天氣

通過聯系當地氣象站，調取故障桿塔所處的天氣情況信息，在16時至23時，故障區段天氣情況為陰天，氣溫7～8 ℃，北風，風力2～3級，相對濕度為85%。

2.2 故障因素排查

根據故障巡視，故障區段附近無大型機械作業，排除了外破跳閘的可能性；故障區段通道情況良好，低阻接地，排除樹障跳閘的可能性。根據當時的天氣情況，排除了山火、風偏跳閘的可能性，經查詢雷電定位系統和咨詢沿線百姓得知故障時沿線未出現落雷，排除雷擊故障引起跳閘的可能性。99號桿塔玻璃絕緣子和跳線復合絕緣子均為2018年3月更換，絕緣子表面清潔度較好，可排除污閃的可能。故障區段直線桿已安裝防鳥盒，耐張桿塔已安裝防鳥針板、防鳥刺，整體防鳥措施齊備，故障桿塔位于漢江鳥類遷徙通道內，在桿塔上無鳥巢、地面無鳥類尸體，可排除鳥巢類、鳥體短接類故障。

2.3 故障原因分析

該220 kV線路99號塔故障位于鐘祥市柴湖鎮，桿塔附近為麥田，無高桿植被，距故障桿塔2 km處為漢江，位于Ⅲ級鳥害區內。黑鸛常棲于池塘、湖泊、河流沿岸及河口，冬季有時結小群活動，排便稀且多呈拉絲狀，近日多有黑鸛在故障桿塔附近活動覓食魚蝦。根據99號桿塔復合絕緣子邊緣、絕緣子重錘、塔腳、地面上有新鮮鳥糞，OPGW光纜耐張金具有兩處放電痕跡，跳線支架、導線表面有明顯放電點，初步判斷該線路跳閘由夜間大型鳥類遷徙，因附近無高桿植被落腳，選擇在鐵塔上停留，因塔頭處布滿防鳥刺，鳥類在OPGW光纜耐張金具和跳線支架間防鳥刺無法防護的間隙處停留排便，在85%相對濕度下鳥糞下落，造成OPGW光纜耐張金具、跳線支架、復合絕緣子、導線間空氣間隙擊穿放電，跳閘放電通道如圖4所示。

圖4 鳥害跳閘放電通道

3 存在的問題

此次鳥害跳閘桿塔防鳥措施已經布置較為完善，但在光纜耐張線夾和跳線支架因為結構的特殊性無法安裝防鳥措施，導致在該部位失去了防鳥跳閘能力。

自2018年以來荊門電網持續開展鳥害防治專項行動，220 kV線路實現防鳥設施布置全覆蓋，但鳥害跳閘依然居高不下，通過深入分析,防鳥薄弱環節分析如下。

3.1 環境改善鳥害風險增加

隨著“綠水青山就是金山銀山”理念的深入，生態環境的保護力度將不斷加大，野生動物保護意識也會不斷增強，各種鳥類的數量和種類也在持續增加，活動范圍也在不斷擴大，與此同時鳥類活動給輸電線路帶來的安全威脅也在不斷增大。

從湖北電力公司修訂的2017年版和2020年版鳥害分布圖可以看到如圖5所示，2017年版的鳥害主要集中在長江和漢江流域沿線，在荊門地區以Ⅱ級鳥害區為主。2020年版的鳥害的Ⅲ級鳥害區范圍明顯增大，荊門地區的漢江流域以及分布的水庫較廣，同時作為荊山和大洪山鳥類遷徙的必經通道，大型鳥類停留在荊門輸電線路附近并造成線路跳閘的情況時有發生，鳥害防控形勢愈發嚴峻。

圖5 鳥區分布圖差異對比

3.2 防鳥裝置保護范圍不足

防鳥刺安裝稀疏、密度不夠，不能有效阻攔鳥類在導線上方活動，部分桿塔防鳥刺僅考慮絕緣子上方覆蓋范圍，未從放電間隙的角度考慮導線上方的覆蓋范圍。防鳥擋板安裝存在不滿足尺寸要求的現象，部分防鳥擋板雖滿足尺寸要求，但也不能完全阻斷鳥糞閃絡的放電通道，導線上方可能引起鳥糞短接空氣間隙跳閘的區域未做到全覆蓋。組合防鳥裝置使用的占比較少，防鳥措施保護范圍有待增大[3-4]。

3.3 防鳥裝置覆蓋占比偏低

目前荊門公司輸電線路防鳥管控按照湖北省電力公司防鳥裝置配置原則(Ⅰ級鳥害區：不需要安裝防鳥裝置；Ⅱ級鳥害區：對重要線路根據運行經驗，選擇鳥類活動較多的桿塔安裝防鳥裝置；Ⅲ級鳥害區：220 kV及以上線路每基桿塔均安裝防鳥裝置，110 kV重要線路每基桿塔安裝防鳥裝置)相關要求進行，從鳥害電壓等級分布來看(如圖6所示)，110 kV線路鳥害次數呈現上升趨勢，主要是因為部分110 kV線路受制于項目資金的影響未能實現防鳥裝置全覆蓋，存在鳥害跳閘安全隱患。

圖6 鳥害跳閘電壓等級分布圖

4 防鳥害措施建議

現有防鳥害措施主要從“觀、擋、驅、防”等4個方面著手，通過觀測鳥類活動制定針對性措施，安裝防鳥裝置阻擋鳥類落在桿塔上，安裝驅鳥器、驅鳥劑等驅趕，采用新型防鳥技術等來消除鳥糞空氣擊穿通道，減少鳥類停歇等方式達到避免鳥害的目的[5-6]。

4.1 加強鳥害觀測運維管理

結合鳥害風險分布圖和運行經驗，充分應用觀鳥裝備、在線監測設備等，定期對架空輸電線路開展防鳥害風險評估，積累鳥害故障跳閘資料，掌握鳥類的活動規律，合理劃定鳥害區域，差異化落實防鳥措施。根據鳥害區域分級及鳥類活動季節特點，在鳥害多發季前開展防鳥專項治理，拆除塔頭鳥巢，清掃鳥糞污染絕緣子，加強防鳥裝置的檢查維護，及時補裝防鳥措施[7]。

4.2 提高防鳥裝置覆蓋范圍

結合運維經驗和鳥害區域分布圖，對線路鳥害多發區線路桿塔，積極申報鳥害治理項目和爭取專項資金支持，根據防鳥裝置總體配置原則，對Ⅲ級鳥害區110 kV線路桿塔防鳥裝置全覆蓋，對Ⅱ級鳥害區重要110 kV線路桿塔防鳥裝置全覆蓋。

4.3 將防鳥害納入可研評審

新建線路、改建線路在設計階段，對于涉鳥風險區域的線路，在進行設計方案審查時，對涉鳥的桿塔要求設計單位列入防鳥措施，并將防鳥害預算列入工程預算，施工單位負責將防鳥害裝置在線路投運前安裝到位。與設計單位合作，聯合設計研發橫擔帶有防鳥鋼板的防鳥型桿塔，推廣防鳥型桿塔在鳥害區段改造工程中應用。

4.4 規范防鳥裝置的安裝

根據防鳥裝置安裝及驗收規范，加強裝置安裝施工監督，科學安裝防鳥設施，提升防鳥設施的安裝質量。增加組合防鳥措施應用的比例，在鳥害嚴重區域，使用組合防鳥措施，如防鳥刺(或防鳥針板)+防鳥擋板(或防鳥盒)、防鳥刺+防鳥盤、防鳥刺+大傘裙均壓環等[8]，提高組合防鳥措施的整體效果。

4.5 推廣新型防鳥裝置應用

安裝鳥類紅外視頻監控裝置，準確掌握鳥類活動情況，為觀測鳥類在塔上活動提供依據，針對性開展防鳥裝置補強，如圖7所示。嘗試使用新型智能防鳥裝置，通過紅外線來感知鳥的活動，啟動聲光驅動(聲音可隨機更換，防止鳥兒適應)驅趕鳥類。在鳥害易發區的直線桿塔和“干字型”耐張塔，安裝硅橡膠絕緣護套及空氣動力型大傘裙絕緣子，對高壓端導線、線路金具進行全封閉包裹，提高線路的絕緣水平[9]。大傘裙絕緣子對鳥糞進行遮擋，不僅可以有效防止鳥糞類閃絡，還能在一定程度上抑制風偏類閃絡，如圖8所示。采用具有防鳥功能的并聯間隙等新技術、新方法，提高輸電線路的綜合防鳥水平。

圖7 紅外視頻觀鳥裝置

圖8 絕緣護套配合大傘裙絕緣子

5 結 語

1)通過對一起鳥糞空氣擊穿引起220 kV線路跳閘故障的分析，得出在布置防鳥措施時，要對耐張桿塔光纜耐張線夾和跳線支架間防鳥薄弱區域進行裝置補強，提高防鳥措施覆蓋范圍。

2)環境改善、鳥害區劃分以及防鳥裝置的安裝狀況都是影響鳥害跳閘的主要因素，在日常線路運維中應加強鳥害觀測、動態修訂鳥區圖、加強防鳥裝置安裝，提升鳥害運維管理水平。

3)使用絕緣護套、防鳥桿塔、智能激光驅鳥器和長效環保驅鳥劑等新技術、新裝備，轉變科學防鳥思路，補齊常規防鳥技術短板。