變電站防小動物精細化管理策略研究

吳德志，張可佳

(國網北京市電力公司檢修分公司，北京 100073)

0 引言

隨著變電站數量的持續增加,防范小動物的管理工作也越來越繁重。防小動物安全管理作為電網變電運維的一項重點工作,關系到電網的安全穩定運行。一旦發生小動物事故,輕則出現設備異常,重則出現大面積停電,造成嚴重的經濟損失和不良的社會影響。因此在運維工作中,及時發現并防范小動物,確保變電站不發生小動物事故是一項非常重要的工作。

1 小動物事故的原因和造成的影響

1.1 小動物進入變電站的原因

根據過去30年內北京地區變電站小動物事故的統計,發現小動物事故均發生在每年11月至來年4月。進入變電站的小動物包括鼠類、黃鼠狼、蛇類以及灰喜鵲、麻雀等鳥類。小動物進入變電站的原因主要有以下幾個方面。

1) 尋覓食物。無論是為了冬眠儲存糧食還是冬眠之后恢復體力,天氣寒冷時節小動物難以覓食,誤入變電站尋找食物。

2) 遮蔽風寒。冬季室外氣溫低,而變電站設備區常常溫度較高,在寒冷的季節為小動物提供了熱量來源。

3) 適宜筑巢。變電站室外架構給灰喜鵲等鳥類提供了筑巢的便利條件,并且高度符合鳥類的筑巢習性。如果變電站的建筑構造或設備存在孔洞,也會吸引麻雀等其它鳥類筑巢安家。

不同種類的小動物進入變電站的原因也不盡相同,可以根據實際情況采取不同的防范措施,從而實現精細化管理。

1.2 小動物事故造成的影響

通過列舉電網發生的兩起小動物事故案例來說明小動物事故造成的影響。一是某110 kV變電站3號變差動保護動作跳113、203開關,母聯245自投成功,未影響負荷。事后檢查分析事故原因為黃鼠狼爬至10 kV出口支瓶線夾壓接處,造成相間短路故障,后發展為三相故障。二是某110 kV變電站的10 kV開關室發生異響,全站失電,事故導致少送電1.9 kWh。事后檢查分析事故原因為老鼠爬到開關柜母線上,引起弧光短路,又因主變10 kV側過流保護跳閘壓板松動導致保護拒動,越級跳閘擴大為全站停電事故。通過兩起小動物事故案例可總結出小動物事故對變電站、電網穩定、送電量等有著重大影響,輕則出現設備異常,重則出現大面積停電,從而給人們的生產生活帶來不便。

2 現有防范措施的種類和不足

2.1 現有防范措施的種類

現有的變電站防小動物措施主要有主動式和被動式兩種。

1) 主動式措施包括放置鼠藥和粘鼠板。鼠藥包含針對老鼠的引誘劑,可引誘老鼠吞食。粘鼠板將鼠藥和水溶性膠粘劑結合,可有效減少老鼠食用鼠藥后亂竄的情況。此外,部分變電站設備間安裝驅鼠器,利用其發出18～30 kHz的掃頻聲波,使進站的小動物產生不適,從而驅趕小動物離開。

2) 被動式措施包括封堵和圍擋。例如,室外電容器設置1.7 m甚至全封閉的圍欄；室外通往電纜夾層的通風口加裝密網；變電站每個設備間門口加裝0.4 m高度的擋鼠板；電纜夾層通往站外的電纜孔洞做嚴密封堵等。圍擋和封堵可以將變電站設備和小動物保持物理隔絕,從根本上杜絕小動物接近設備,防止小動物事故的發生。

2.2 現有防范措施的不足

1) 管理方式粗獷。防小動物措施沒有考慮到小動物類型和室內設備類型,未做到差異化、精細化管理。

2) 存在著防范資源的過度浪費。目前防小動物措施是在變電站所有設備間均布置數量可觀的鼠藥、粘鼠板和擋鼠板,成本較高。

3) 定期更換鼠藥和粘鼠板工作量大。運維人員需要找到變電站各個設備間的鼠藥位置進行更換,位置越多越容易出現遺漏。

以某110 kV變電站ZZY為例,此站為敞開式半戶內結構,電容器在戶外,變壓器半戶內結構,110 kV開關室、10 kV開關室及所內變電容器室為戶內結構。變電站一層包含廚房、宿舍、備班室、主控室、10 kV開關室、主變間、接地變所內變室。目前擋鼠板和鼠藥盒布置如圖1所示。

圖1 擋鼠板和鼠藥盒布置情況

從圖1可看出,所有設備區的出入門均安裝了擋鼠板,在每個設備區均布置了鼠藥盒,面積較大的10 kV開關室放置了6個鼠藥盒。僅變電站ZZY一層就安裝了11個擋鼠板,布置了14個鼠藥盒。

該變電站近十年未發生過室內小動物事故,從結果導向來看,當前防小動物措施比較到位。但從管控過程來看,防小動物措施的管理還是存在一些不足。從例行的防小動物措施檢查情況來看,鼠藥基本未被動過,站室內基本未檢查到小動物尸體,可見目前的變電站防小動物措施防范資源過度浪費,管理方式粗獷,不符合當前精細化管理的要求。

3 防范措施改進策略

3.1 變電站精細化分類

以北京某運維班轄內管理的變電站為例,其中19座變電站的設備類型、建設方式以及所處環境均存在差異,這對該運維班防范小動物的精細化管理提出了較高要求。

為制定精細化的變電站防小動物管理策略,根據變電站情況,按照設備類型、是否戶外、地理位置、環境四個維度對變電站進行分類(見表1)。

表1 變電站分類統計表

1) 設備類型。研究發現,變電站設備類型對防小動物措施的布置有很重要影響。例如GIS設備變電站的一次設備全部被密封在金屬管中,實現小動物與一次設備的物理隔絕。針對此類變電站僅需做好部分非GIS設備(接地變、所內變)和二次設備的防小動物措施即可[1]。

2) 是否戶外。北京很多市區變電站位于室內,部分變電站采用全地下或半地下的形式。由于此類變電站只有少數幾個甚至一個進入站室的入口,因此對入口做好管控措施即可有效地防范小動物。如果有戶外設備,則需要加強對鳥類的防范措施。

3) 地理位置。地理位置是按照變電站在北京環路的分布界定的,四環內以居住和辦公為主,四環外綠化、公園的面積大幅度增加,因此,四環外野生動物數量也會相應增加,而四環內以與人共居的動物較多。

4) 環境。根據變電站所處環境的不同,將其分為居住區、餐飲區、綠化區和辦公區。居住區包括居民小區、棚戶區等,居住區寵物較多,流浪動物也不在少數；餐飲區包括餐館、小商鋪、食堂等,餐飲區由于廚余垃圾較多,會吸引大量的流浪動物以及老鼠等,處于餐飲區周邊的變電站防小動物壓力較大；綠化區包括公園、綠化帶等,綠化區的動物大部分為野生小動物,如黃鼠狼和蛇等,鳥類也較多；辦公區包括寫字樓、停車場、商場等,辦公區一般處在鬧市區,沒有居民居住,動物數量少,給變電站造成的事故風險相對較低。

3.2 改進方案

3.2.1 戶內/半戶內設備

以變電站ZZY為例。變電站ZZY坐落于某小區內,附近有較多的商鋪和小區自建板房,屬于典型的居住區環境,進入變電站的小動物有老鼠、貓、狗和鳥類等。因此,可以對變電站ZZY一層的防小動物措施做出如圖2所示改進。

圖2 變電站ZZY一層的防小動物措施改進

擋鼠板僅在變電站主控樓與站外隔絕的出入門安裝,例如與站院相通的大門、3號變與10 kV開關室門(3號變為半敞開式結構),由于這些門屬于常閉防火門,使得各房間處于一個相對封閉的狀態,可以有效隔絕貓、狗等小動物進入設備間；電纜夾層與設備間的大門也應安裝擋鼠板,可以隔絕電纜夾層的老鼠進入設備間。在每個擋鼠板靠近設備間一側配置鼠藥或粘鼠板,如果小動物進站,可以保證其被鼠藥氣味吸引,從而被誘殺。

經過改造后,擋鼠板和鼠藥盒精準配置,形成防小動物雙重保障,而變電站一層擋鼠板數量降至5個,鼠藥盒降至4個,節省了成本并且運維工作量降低,運維質量提高,實現了對防小動物過程管理的精準把控。

3.2.2 戶外設備

戶外變電站接觸的小動物種類多,其中不乏貓、狗以及鳥類。以該運維班所轄110 kV變電站G為例。該站110 kV設備區、電容器均在戶外,35 kV開關室、10 kV開關室、接地變所內變均在戶內。該站地處西北五環內,緊鄰小區,戶外開闊,樹木較少,鳥類、鼠、貓、狗是變電站防范的重點。

1) 針對室外設備區的鳥類防范,由于變電站G周邊基本無樹木,110 kV的門型架構成為鳥類優良的棲息、筑巢場所。鑒于周邊有居民,不宜使用驅鳥器,可以采用引導法,在變電站四周安裝人造鳥巢,引導鳥類在人造鳥巢中棲息。此外,在門型架構上加裝驅鳥裝置——風力反光驅鳥器,干擾驚嚇鳥類,防止其在架構上筑巢。以上兩種方法配合,可以有效降低鳥類在戶外設備上筑巢的概率。

2) 很多位于居住區的敞開式設備變電站,使用縫隙較大的鐵柵欄與居民區隔離。鐵柵欄容易銹蝕,維護成本較高且縫隙較大,居民區的老鼠、貓、狗等小動物極易穿過柵欄進入變電站。有的變電站雖然有圍墻,但是大門采用的是柵欄。變電站基建時一般應采用符合標準高度的圍墻,大門采用密封金屬材質大門,可以有效地防范地面小動物進入變電站。對于圍墻較低的,圍墻頂部可以安裝專用的防攀爬圍欄,圍欄向站外傾斜,可有效阻止跳躍攀爬能力強的小動物進站。

3) 過去10年內,北京地區發生的小動物事故均發生在變壓器的穿墻套管或母線橋的位置。為了掛地線方便,穿墻套管和母線橋在部分位置留有少量的裸露部分,一旦小動物爬到穿套位置極容易發生相間短路。因此,穿墻套管位置一定要做好絕緣措施,使用絕緣護套將穿套和母線橋室外部分全部包裹嚴密。一旦發現絕緣護套破損或者丟失情況,及時列缺,日常巡視時應加強關注。

3.2.3 電纜夾層

變電站電纜夾層與站外電纜溝封堵不嚴密時,非常容易出現鼠患。有老鼠甚至沿著市政污水管道爬到污水井進入電纜夾層。因此,電纜夾層防鼠措施一定要到位。以變電站ZZY電纜夾層防小動物措施為例(見圖3)。電纜夾層配置2個入口擋鼠板,10個鼠藥盒,部分鼠藥盒配置位置已經被新投運的電纜占據,更換難度大。2個擋鼠板位置的出入口直接和設備間相通,因此擋鼠板設置在此處是合適的,可以適當減少鼠藥盒位置。經過調整后,鼠藥盒數量降低至2個(圖3中A、B兩處鼠藥盒保留),既發揮了鼠藥的作用,擋鼠板又保證老鼠不會通過出入口進入設備間。

圖3 變電站ZZY電纜夾層防小動物措施

4 結束語

變電站防小動物管理是一個整體、細致的工作。變電站防小動物的水平高低決定了電力運維工作精細化管理水平的高低。因此,通過對傳統粗獷式的防小動物管理措施進行改進,針對不同變電站情況制定不同的防范措施,避免資源過度浪費,提高防范效率,真正實現精細化管理,做到任意時段對關鍵戰線、關鍵設備的雙精準管控。