摘要:通过对输电线路故障进行分析可以发现,鸟害故障已成为导致输电线路出现安全事故的关键因素,较为常见的鸟害故障有鸟类筑巢故障、鸟类捕食故障、鸟类飞行故障、鸟粪引起闪络故障以及捕食鸟类故障。基于此,也就需要相关部门及人员能够重视鸟害故障的防范重要性,根据鸟害故障的产生原因和特点,以及我国环境变化特征,制定出促使电力行业与自然环境和谐发展的防范措施。
关键词:输电线路;鸟害故障;特征;防护措施
随着人类保护意识的增强,鸟类的种群和数量逐年增加,活动范围日趋扩大,给输电线路的安全稳定运行带来了极大的威胁。根据近年来的事故跳闸统计,由鸟害造成的事故跳闸位居第三位。鸟害故障的频发,給电网的安全可靠运行造成了极大损害,因此做好输电线路的防鸟害工作极为必要。
1电网鸟害故障的原因与特点
电网线路鸟害故障的相关数据显示,鸟害故障常出现在春季、冬季,究其原因是鸟类迁徙发生在这两个季节,它们在迁徙时会在电网的线缆、杆塔等位置栖息或筑巢。这样看来,季节性是电网鸟害故障的一个特点。根据统计还显示,夜晚是鸟害故障频繁出现的时间段,因此,鸟害故障还具有时间性的特点。而且,鸟害故障还具有区域性的特点,它们多栖息在靠近河流、山林、农野等区域的电网线路上,这些地带地广人稀,是鸟类喜好的生存地。除此之外,由于鸟类筑巢多依赖以往的位置,就算人们清理了他们的鸟巢,第二年可能还会选择在这个地方筑巢,所以也造成了鸟害故障随着筑巢反复而具有复发性的特点。最后,鸟害故障有保护动作瞬间性的特点。鸟类在电网线缆上展翼栖息会造成相间短路,电网线缆上存在筑巢采用的藤蔓、树枝、金属丝等杂物会引发接地或相间短路,导致线路保护动作,从而开关瞬间跳闸。
2鸟害故障种类
根据统计数据,输电线路鸟害故障主要有以下几种类型:鸟粪闪络、鸟巢材料故障、鸟体闪络故障、鸟类天敌故障等等。其中鸟粪故障是所有鸟害故障的最典型形式,其占比最高。
2.1鸟体闪络故障
鸟类喜好在杆塔上筑巢或者栖息,其中部分体型较大的鸟类,如白鹭、天鹅、白鹳、黑鹳等鸟类,其翼展往往超过1m以上,当这种大型鸟类在输电线路上飞行时,易造成相间短路或者单相对地短路。由鸟身体直接造成的故障一般易发生于110kV及以下输电线路上,220kV及以上电压等级更高,绝缘子串长,一般不会直接形成鸟体闪络故障。
2.2筑巢材料故障
鸟类一般于春季开始在杆塔上进行筑巢,其采用的筑巢材料中往往包含长条形稻草、树枝或藤曼等等。当鸟类在输电线路附近飞行时,易将筑巢材料滑落,或者鸟巢在风吹、鸟类活动下造成筑巢材料掉落,当长条形且带有一定导电性的筑巢材料沿导线附近掉落时,易引起间隙的局部甚至全部桥接,形成闪络。
2.3鸟粪闪络
因鸟类排便活动引起的输电线路跳闸被称为鸟粪闪络。根据形成机理的不同,可将鸟粪闪络分为两种,一是鸟粪空间闪络,二是鸟粪污闪。当较大体型鸟类排便时,易形成一段较长的且连续的条状鸟粪,由于鸟粪具有一定的电导率,当鸟粪沿绝缘子旁下落时,易引起空间电场的严重畸变,最终诱发闪络。这种由鸟粪引起绝缘子旁空气间隙击穿的闪络即为鸟粪空间闪络,主要出现在220kV及以下电压等级,500kV及以上电压由于绝缘子串长足够长,一般难以发生鸟粪空间闪络。除了直接导致闪络外,鸟类排便时往往容易在绝缘子上留下鸟粪痕迹,随着鸟粪的不断累积,在潮湿的气候下,容易形成绝缘子沿面闪络,这种类型的闪络特征与绝缘子污闪基本一致。
2.4鸟类天敌故障
输电线路上鸟类活动的存在易吸引其天敌,例如蛇类。当蛇类在输电线路上爬行时,容易短接线路形成闪络。
2.5复合绝缘子故障
部分鸟类有啄食复合绝缘子的习惯,如喜鹊、啄木鸟等。鸟类的啄食使得绝缘子护套、芯棒受损,在潮湿的气候环境下,易产生局部放电,使得绝缘子的电性能及机械性能急剧恶化,严重时甚至导致脆断的严重事故。
3鸟害故障特征
鸟类是鸟害故障的主体,而鸟类活动受多种因素的影响,因此鸟害故障呈现出了典型的时间、地理以及季节特征,不同地区或不同季节的鸟害故障呈现的形式有显著的差异。
3.1季节特征
季节的变换对鸟类活动具有显著的影响,所以鸟害故障具有明显的季节特征。春季为大部分鸟类的繁殖及觅食季节,鸟类活动频繁程度高于其他季节,因此输电线路春季鸟害故障出现的频度明显高于其他季节。秋季为各种作物的丰收季节,鸟类有充足的食物供给,因此易产生大量的排便,由此引起的鸟粪闪络也呈高发的特点。
3.2地理特征
鸟类种类及分布与地理环境有紧密联系,因此鸟害故障与地理环境具有高度相关性。根据历年电网统计数据,鸟害故障多发生于跨越山川、河流、湖泊、森林的线路区段,一来远离人类活动的干扰,二来这些地区可以为鸟类提供充足的食物,另外,也有较好的天然栖息环境。这些地区发生的鸟害故障多数为鸟粪闪络故障,而鸟巢类故障则相对少见,这是因为鸟类有较好的栖息环境,无需在杆塔上筑巢的缘故。
3.3电压等级
鸟害故障多发生于220kV及以下电压等级输电线路上,由于电压等级较低,绝缘子串长较短,鸟类活动能轻易的引起间隙电场畸变以致发生闪络。而500kV及以上电压等级则相对较难发生闪络。
3.4杆塔结构
根据统计数据,直线塔上鸟害故障发生概率高于耐张塔,这是由于直线塔的塔身结构更方便鸟类驻留。相比于V型布置的绝缘子串,I型绝缘子串上相对跟更容易积累鸟粪,因此I型串绝缘子更容易发生鸟粪污闪事故。
3.5重合闸成功率
鸟害故障中除了鸟体、鸟类天敌、鸟粪污闪外,其余集中类型都是瞬时性接地故障,因此能成功重合闸。相关统计数据中,某地区总计399次鸟害故障,其中重合闸成功次数为376次,高达94%,具有较高的重合闸成功率。