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【摘 要】高压输电线路鸟害问题长期困扰电企安全生产。随着人们现在对鸟类的保护意识逐渐增强,鸟类的繁衍速度不断加快,鸟害问题更加突出。本文分析了鸟害的故障特征,介绍了驱鸟型措施,探讨了防止鸟害工作的系统管理。
【关键词】输电线路;鸟害;原因分析;措施
1.引言
宁夏中卫地区气候干燥,植被面积小,常年风沙较大,从理论上讲这里并不是鸟类大量繁衍的理想之地。但是,这里喜鹊数量巨多,在没有茂密森林作为筑巢条件的情况下,它们选择了高压电力线路杆塔作为自己的“安家”之地。在中卫供电局线路工区所管辖的110KV-330KV线路杆塔上,分布着大量的鸟窝,几乎全是喜鹊窝,这些鸟窝主要分布在绝缘子的正上方、防鸟刺中、横担上,每年都有因鸟害而引起的跳闸事故发生,给线路的安全稳定运行带来了极大的隐患。
2011年,宁夏电力公司110KV及以上线路累计跳闸33次,其中因鸟害而引起的跳闸达11次,占总跳闸数的33%,目前已经是引起线路跳闸的第一大罪魁祸首。针对这一情况,中卫供电局线路工区加大力度进行现场勘查、搜集资料、整理数据,对鸟害问题全面展开研究,并制定了一系列措施,以降低鸟害事故的发生。
2.鸟害故障特征
2.1 地理环境特征。由于不同的鸟类都有着不同的栖息习性和环境要求,这就形成了鸟害故障的地理环境特征。调查发现,大部分鸟害故障发生在人员稀少的丘陵、山地、水田,并且附近没有树木或者树木稀少的地带。究其原因,这种地带没有高大的树木,鸟类为了繁殖和考虑自身的安全,只有选择在输电线路杆塔上筑巢,因此,这些地区易发生鸟害事故。
2.2 季节特征。调查发现,冬春两季是鸟害故障的多发期。春季是鸟类繁殖的旺季,电力线路杆塔上的鸟巢此起彼伏,发生鸟害故障的概率自然大大增加。而在冬季,由于鸟类的自然栖息环境变得恶劣,导致电力线路杆塔上落鸟的概率增加,再加之冬季雨水少,落在绝缘子表面的鸟粪不易被清洗掉,从而加大了鸟粪污闪的概率。每年的8-10月是农作物成熟及收割期鸟类吃食较多,排泄量随之增多,且排泄周期缩短,鸟害故障也相应会增多。
2.3 时间特征。鸟粪闪络故障多发生在夜间,白天相对较少。究其原因,主要有两个方面:一是候鸟为了觅食方便,晚上就栖息在铁塔上,排放的粪便污染绝缘子,引起绝缘子闪络故障。二是冬季夜间湿度大,雾、小雨、小雪会稀释粪便,使绝缘子的外绝缘水平明显下降,导致绝缘子闪络故障。通过观察,大型鸟类一般会在杆塔上栖息时或起飞前排便,排除的粪便连续稀释且呈喷雾状,粪便短接导线和横担间空气间隙,造成空气绝缘组合间隙缩短引起线路跳闸。
2.4 瞬间性、继发性特征。瞬间性是鸟害故障短时间接地、跳闸,一般均能重合成功。继发性是鸟害故障会在同一天或者相隔几天再次甚至多次发生,故障点相对集中,往往在同一基杆塔发生重复性闪络,或者相邻塔位发生闪络。究其原因,这与鸟类特有的“定期、定点、群居”的生活习性有关。
2.5 杆塔特征。调查发现,铁塔比电杆的鸟害故障率高,发生在铁塔的故障占90%以上。究其原因,由于铁塔高大、稳定,鸟类视野开阔,适宜鸟类停留、筑巢。直线塔鸟害故障多为横担与导线短接;而耐张塔鸟害接地故障多发生在横担与引流线间空气间隙处。
2.6 绝缘子材质特征。复合绝缘子鸟粪闪络事故率高于瓷质和玻璃绝缘子。原因有两方面:一是复合绝缘子的伞间距小,在鸟排便的瞬间,已形成鸟粪的桥接,从而发生伞群间电弧放电现象;二是复合绝缘子的伞群是柔性材料,大鸟粪便在重力作用下坠落时,易于全部顺伞群边缘下落,不易反弹和飞溅。而瓷质和玻璃绝缘子属刚性材料,由于反弹和飞溅可以减少下落的鸟粪量,甚至阻断鸟粪对伞群的桥接。
3.鸟害故障成因及机理分析
如前所述,鸟粪闪络是鸟害故障的主要类型。从故障形成机理分析,鸟粪闪络可分为2类,一是鸟粪污染绝缘子引起的闪络,二是鸟粪下落畸变绝缘子串周围的电场引起的闪络。
3.1 鸟粪污染绝缘子引起的闪络。鸟粪污染绝缘子引起的闪络一般认为有两种机理。一是由于很稀的鸟粪倾泻在绝缘子表面,这种稀的鸟粪导电率非常高,鸟粪量达到一定程度时,就会短接绝缘子伞群边而导致绝缘子串的沿面闪络。二是鸟粪在同一绝缘子串日积月累,干鸟粪和湿鸟粪混合达到一定数量,一旦遇到湿润天气,就会发生闪络放电,这样的闪络形式与大气污染在绝缘子串表面积污所引起的污秽闪络十分类似。
3.2 鳥粪下落畸变绝缘子串周围的电场引起的闪络。通过调查发现,鸟粪闪络主要是在鸟粪倾泻的瞬间,绝缘子串附近的电场发生畸变,进而导致击穿,而不是以往仅仅认为的绝缘子串的沿面闪络。对于此类闪络故障,绝缘子串表面并无鸟粪沾附。因此,原来认为的许多不明原因的闪络故障中,有相当一部分实际上属于鸟粪闪络。
3.2.1 鸟粪粘度的影响
鸟粪粘度对鸟粪闪络的影响表现在两方面。一是在一定范围内增加粘度使得液体在下落过程中,即使被拉长变细也不容易断开,而是倾向于连成一条连续的长条。因此,较少的鸟粪量就有可能导致闪络。二是鸟粪粘度太大,则下落过程中不容易被拉长,需要较多的体积才能形成足够长的连续通道。因此,太粘稠的鸟粪反而不利于闪络的发生。
3.2.2 鸟粪通道与绝缘子均压环间水平距离的影响
当鸟粪通道与绝缘子均压环间水平距离小于12-13cm时,闪络概率接近于100%。当超过这个范围时,闪络率迅速降为0。可见,鸟粪通道与绝缘子均压环间的空气间隙足够短是闪络发生的前提条件。
3.2.3 鸟粪闪络的发展过程可分为以下3个阶段:一是鸟粪通道的形成和伸长;二是绝缘子周围电场发生畸变。;三是空气间隙击穿,完成闪络。当闪络产生的电弧将鸟驱赶飞走后,鸟粪落地,绝缘子串周围电场分布又恢复正常,此时进行重合闸操作,线路再送电时均能正常供电。鸟粪闪络机理也说明了鸟粪闪络重合闸动作成功率高的原因。 4.防治鸟害的技术措施
中卫地区110kV-330kV线路主要的防治鸟害的技术措施有三种:驱鸟型、隔离型和引导型。
4.1 驱鸟型措施。驱鸟型措施是设法让鸟类远离架空线路设施,目前中卫地区在架空线路上应用最多的驱鸟装置有防鸟刺、风车式驱鸟器、脉冲驱鸟器。
4.1.1 防鸟刺
防鸟刺为一束向上的钢刺,罩住绝缘子串上方横担,一端固定、一端散开,形狀呈蘑菇状。
优点:制作简单、安装方便、成本低;缺点:一是防鸟刺为螺栓固定型,时间久了易生锈而无法打开;二是时间长了易变形,变形到一定程度大鸟仍能栖落,同时钢针变形、断落时会威胁线路的安全 ;三是如果直径较小鸟还能在附近栖落,直径太大则会影响检修工作。
4.1.2 风车式驱鸟器
风车式驱鸟器的原理是在风的作用下驱鸟器旋转来恐吓鸟类,有的上面还涂有反光材料,在太阳的照射下,反光来驱赶鸟。
优点:成本低廉、使用方便。缺点:一是易老化、自然损坏严重、寿命短、无风天气不能发挥作用;二是由于鸟的适应性很强,经过一段时间后鸟类对这种器具习以为常,不再惧怕。
4.1.3 脉冲驱鸟器
脉冲驱鸟器是一种集声、电为一体的新型驱鸟装置。当驱鸟器上方有鸟着落时,会发出高压电子脉冲电压,电击驱赶鸟类。
优点:驱鸟效果好,其产生的高压脉冲电压微电流对鸟不致伤害;缺点:成本高,时间久了易老化损坏,且需要定期更换电池,增加了工作量。
4.2 隔离型措施
隔离型措施是将鸟类活动与线路带电的关键部位分隔开。目前,在中卫地区应用最多的隔离型措施有以下两类。
4.2.1 绝缘防鸟隔板
用绝缘板加工制作,利用架子安装在横担下部,将悬垂绝缘子与横担隔绝。
优点:防鸟效果好,能有效预防鸟害;缺点:一是安装不方便,易折断,给检修工作带来不便;二是进行绝缘子更换工作时必须先将其拆除方能进行。
4.2.2 绝缘子上方加装防鸟罩
在悬垂绝缘子上方加装一片大盘经绝缘子或硅橡胶大伞群罩,以防止鸟粪闪络造成线路跳闸。硅橡胶大伞群安装在第一片绝缘子上方,受材质限制,直径一般在100-600mm。
优点:不会增加检修工作难度,防鸟效果明显;缺点:直径不宜过大,否则在自重作用下会产生变形,另外还会影响绝缘子自洁功能。
4.3 引导型措施
引导型措施是指在有鸟类活动区域,若隔离效果有限而又不宜强行驱逐时,则主动为鸟类提供栖息场所,同时又不影响线路的安全稳定运行。
目前中卫供电局线路工区正在研发一种新型引鸟装置,即在杆塔横担以下主动为鸟搭建一个巢穴,吸引鸟类驻留“安家”,减弱其对线路设施的影响,达到“人鸟和谐”的目的。
5.防鸟害工作的管理
为了更好的巩固防鸟害工作效果,在采取合理防鸟害措施的同时,加强对防鸟害工作的管理亦不能忽视,应做好以下工作:
(1)详细划分架空送电线路鸟害区域,做到主次分明,重点突出;
(2)建立完善的防鸟害工作资料台账,依据鸟类活动规律制定可行的反措计划;
(3)积极开展监察性巡视,掌握鸟害活动频繁地区的绝缘子污染状况,合理安排清扫,以保证绝缘良好;
(4)积极开展防鸟害专项治理活动,群策群力,群防群治;
(5)针对鸟害故障的多发季节,采取适当缩短巡视周期的方法,并对鸟害多发线路开展特训,及时发现鸟害缺陷,防患于未然。
6.结束语
鸟害防护措施是一个系统工作。有效防止输电线路鸟害事故的发生,必须根据不同的电压等级、不同的鸟类,结合鸟害发生地区的实际情况,灵活的将各种防鸟措施交替配合使用,采取针对性措施,才能达到综合治理鸟害的目的,确保输电线路的安全稳定运行。
参考文献:
[1] 王清葵.送电线路运行与检修.北京.中国电力出版社,2003
[2] 余兆年.输电线路鸟害事故分析及防范措施.青海电力,2005
[3] 朱先志.输电线路鸟害规律分析及防治对策.华东电力,2000
【关键词】输电线路;鸟害;原因分析;措施
1.引言
宁夏中卫地区气候干燥,植被面积小,常年风沙较大,从理论上讲这里并不是鸟类大量繁衍的理想之地。但是,这里喜鹊数量巨多,在没有茂密森林作为筑巢条件的情况下,它们选择了高压电力线路杆塔作为自己的“安家”之地。在中卫供电局线路工区所管辖的110KV-330KV线路杆塔上,分布着大量的鸟窝,几乎全是喜鹊窝,这些鸟窝主要分布在绝缘子的正上方、防鸟刺中、横担上,每年都有因鸟害而引起的跳闸事故发生,给线路的安全稳定运行带来了极大的隐患。
2011年,宁夏电力公司110KV及以上线路累计跳闸33次,其中因鸟害而引起的跳闸达11次,占总跳闸数的33%,目前已经是引起线路跳闸的第一大罪魁祸首。针对这一情况,中卫供电局线路工区加大力度进行现场勘查、搜集资料、整理数据,对鸟害问题全面展开研究,并制定了一系列措施,以降低鸟害事故的发生。
2.鸟害故障特征
2.1 地理环境特征。由于不同的鸟类都有着不同的栖息习性和环境要求,这就形成了鸟害故障的地理环境特征。调查发现,大部分鸟害故障发生在人员稀少的丘陵、山地、水田,并且附近没有树木或者树木稀少的地带。究其原因,这种地带没有高大的树木,鸟类为了繁殖和考虑自身的安全,只有选择在输电线路杆塔上筑巢,因此,这些地区易发生鸟害事故。
2.2 季节特征。调查发现,冬春两季是鸟害故障的多发期。春季是鸟类繁殖的旺季,电力线路杆塔上的鸟巢此起彼伏,发生鸟害故障的概率自然大大增加。而在冬季,由于鸟类的自然栖息环境变得恶劣,导致电力线路杆塔上落鸟的概率增加,再加之冬季雨水少,落在绝缘子表面的鸟粪不易被清洗掉,从而加大了鸟粪污闪的概率。每年的8-10月是农作物成熟及收割期鸟类吃食较多,排泄量随之增多,且排泄周期缩短,鸟害故障也相应会增多。
2.3 时间特征。鸟粪闪络故障多发生在夜间,白天相对较少。究其原因,主要有两个方面:一是候鸟为了觅食方便,晚上就栖息在铁塔上,排放的粪便污染绝缘子,引起绝缘子闪络故障。二是冬季夜间湿度大,雾、小雨、小雪会稀释粪便,使绝缘子的外绝缘水平明显下降,导致绝缘子闪络故障。通过观察,大型鸟类一般会在杆塔上栖息时或起飞前排便,排除的粪便连续稀释且呈喷雾状,粪便短接导线和横担间空气间隙,造成空气绝缘组合间隙缩短引起线路跳闸。
2.4 瞬间性、继发性特征。瞬间性是鸟害故障短时间接地、跳闸,一般均能重合成功。继发性是鸟害故障会在同一天或者相隔几天再次甚至多次发生,故障点相对集中,往往在同一基杆塔发生重复性闪络,或者相邻塔位发生闪络。究其原因,这与鸟类特有的“定期、定点、群居”的生活习性有关。
2.5 杆塔特征。调查发现,铁塔比电杆的鸟害故障率高,发生在铁塔的故障占90%以上。究其原因,由于铁塔高大、稳定,鸟类视野开阔,适宜鸟类停留、筑巢。直线塔鸟害故障多为横担与导线短接;而耐张塔鸟害接地故障多发生在横担与引流线间空气间隙处。
2.6 绝缘子材质特征。复合绝缘子鸟粪闪络事故率高于瓷质和玻璃绝缘子。原因有两方面:一是复合绝缘子的伞间距小,在鸟排便的瞬间,已形成鸟粪的桥接,从而发生伞群间电弧放电现象;二是复合绝缘子的伞群是柔性材料,大鸟粪便在重力作用下坠落时,易于全部顺伞群边缘下落,不易反弹和飞溅。而瓷质和玻璃绝缘子属刚性材料,由于反弹和飞溅可以减少下落的鸟粪量,甚至阻断鸟粪对伞群的桥接。
3.鸟害故障成因及机理分析
如前所述,鸟粪闪络是鸟害故障的主要类型。从故障形成机理分析,鸟粪闪络可分为2类,一是鸟粪污染绝缘子引起的闪络,二是鸟粪下落畸变绝缘子串周围的电场引起的闪络。
3.1 鸟粪污染绝缘子引起的闪络。鸟粪污染绝缘子引起的闪络一般认为有两种机理。一是由于很稀的鸟粪倾泻在绝缘子表面,这种稀的鸟粪导电率非常高,鸟粪量达到一定程度时,就会短接绝缘子伞群边而导致绝缘子串的沿面闪络。二是鸟粪在同一绝缘子串日积月累,干鸟粪和湿鸟粪混合达到一定数量,一旦遇到湿润天气,就会发生闪络放电,这样的闪络形式与大气污染在绝缘子串表面积污所引起的污秽闪络十分类似。
3.2 鳥粪下落畸变绝缘子串周围的电场引起的闪络。通过调查发现,鸟粪闪络主要是在鸟粪倾泻的瞬间,绝缘子串附近的电场发生畸变,进而导致击穿,而不是以往仅仅认为的绝缘子串的沿面闪络。对于此类闪络故障,绝缘子串表面并无鸟粪沾附。因此,原来认为的许多不明原因的闪络故障中,有相当一部分实际上属于鸟粪闪络。
3.2.1 鸟粪粘度的影响
鸟粪粘度对鸟粪闪络的影响表现在两方面。一是在一定范围内增加粘度使得液体在下落过程中,即使被拉长变细也不容易断开,而是倾向于连成一条连续的长条。因此,较少的鸟粪量就有可能导致闪络。二是鸟粪粘度太大,则下落过程中不容易被拉长,需要较多的体积才能形成足够长的连续通道。因此,太粘稠的鸟粪反而不利于闪络的发生。
3.2.2 鸟粪通道与绝缘子均压环间水平距离的影响
当鸟粪通道与绝缘子均压环间水平距离小于12-13cm时,闪络概率接近于100%。当超过这个范围时,闪络率迅速降为0。可见,鸟粪通道与绝缘子均压环间的空气间隙足够短是闪络发生的前提条件。
3.2.3 鸟粪闪络的发展过程可分为以下3个阶段:一是鸟粪通道的形成和伸长;二是绝缘子周围电场发生畸变。;三是空气间隙击穿,完成闪络。当闪络产生的电弧将鸟驱赶飞走后,鸟粪落地,绝缘子串周围电场分布又恢复正常,此时进行重合闸操作,线路再送电时均能正常供电。鸟粪闪络机理也说明了鸟粪闪络重合闸动作成功率高的原因。 4.防治鸟害的技术措施
中卫地区110kV-330kV线路主要的防治鸟害的技术措施有三种:驱鸟型、隔离型和引导型。
4.1 驱鸟型措施。驱鸟型措施是设法让鸟类远离架空线路设施,目前中卫地区在架空线路上应用最多的驱鸟装置有防鸟刺、风车式驱鸟器、脉冲驱鸟器。
4.1.1 防鸟刺
防鸟刺为一束向上的钢刺,罩住绝缘子串上方横担,一端固定、一端散开,形狀呈蘑菇状。
优点:制作简单、安装方便、成本低;缺点:一是防鸟刺为螺栓固定型,时间久了易生锈而无法打开;二是时间长了易变形,变形到一定程度大鸟仍能栖落,同时钢针变形、断落时会威胁线路的安全 ;三是如果直径较小鸟还能在附近栖落,直径太大则会影响检修工作。
4.1.2 风车式驱鸟器
风车式驱鸟器的原理是在风的作用下驱鸟器旋转来恐吓鸟类,有的上面还涂有反光材料,在太阳的照射下,反光来驱赶鸟。
优点:成本低廉、使用方便。缺点:一是易老化、自然损坏严重、寿命短、无风天气不能发挥作用;二是由于鸟的适应性很强,经过一段时间后鸟类对这种器具习以为常,不再惧怕。
4.1.3 脉冲驱鸟器
脉冲驱鸟器是一种集声、电为一体的新型驱鸟装置。当驱鸟器上方有鸟着落时,会发出高压电子脉冲电压,电击驱赶鸟类。
优点:驱鸟效果好,其产生的高压脉冲电压微电流对鸟不致伤害;缺点:成本高,时间久了易老化损坏,且需要定期更换电池,增加了工作量。
4.2 隔离型措施
隔离型措施是将鸟类活动与线路带电的关键部位分隔开。目前,在中卫地区应用最多的隔离型措施有以下两类。
4.2.1 绝缘防鸟隔板
用绝缘板加工制作,利用架子安装在横担下部,将悬垂绝缘子与横担隔绝。
优点:防鸟效果好,能有效预防鸟害;缺点:一是安装不方便,易折断,给检修工作带来不便;二是进行绝缘子更换工作时必须先将其拆除方能进行。
4.2.2 绝缘子上方加装防鸟罩
在悬垂绝缘子上方加装一片大盘经绝缘子或硅橡胶大伞群罩,以防止鸟粪闪络造成线路跳闸。硅橡胶大伞群安装在第一片绝缘子上方,受材质限制,直径一般在100-600mm。
优点:不会增加检修工作难度,防鸟效果明显;缺点:直径不宜过大,否则在自重作用下会产生变形,另外还会影响绝缘子自洁功能。
4.3 引导型措施
引导型措施是指在有鸟类活动区域,若隔离效果有限而又不宜强行驱逐时,则主动为鸟类提供栖息场所,同时又不影响线路的安全稳定运行。
目前中卫供电局线路工区正在研发一种新型引鸟装置,即在杆塔横担以下主动为鸟搭建一个巢穴,吸引鸟类驻留“安家”,减弱其对线路设施的影响,达到“人鸟和谐”的目的。
5.防鸟害工作的管理
为了更好的巩固防鸟害工作效果,在采取合理防鸟害措施的同时,加强对防鸟害工作的管理亦不能忽视,应做好以下工作:
(1)详细划分架空送电线路鸟害区域,做到主次分明,重点突出;
(2)建立完善的防鸟害工作资料台账,依据鸟类活动规律制定可行的反措计划;
(3)积极开展监察性巡视,掌握鸟害活动频繁地区的绝缘子污染状况,合理安排清扫,以保证绝缘良好;
(4)积极开展防鸟害专项治理活动,群策群力,群防群治;
(5)针对鸟害故障的多发季节,采取适当缩短巡视周期的方法,并对鸟害多发线路开展特训,及时发现鸟害缺陷,防患于未然。
6.结束语
鸟害防护措施是一个系统工作。有效防止输电线路鸟害事故的发生,必须根据不同的电压等级、不同的鸟类,结合鸟害发生地区的实际情况,灵活的将各种防鸟措施交替配合使用,采取针对性措施,才能达到综合治理鸟害的目的,确保输电线路的安全稳定运行。
参考文献:
[1] 王清葵.送电线路运行与检修.北京.中国电力出版社,2003
[2] 余兆年.输电线路鸟害事故分析及防范措施.青海电力,2005
[3] 朱先志.输电线路鸟害规律分析及防治对策.华东电力,2000