架空輸電線路涉鳥故障分析與防范-馬萬鵬

架空輸電線路涉鳥故障分析與防范馬萬鵬摘要：架空輸電線路運(yùn)行中受到的影響因素較多，其中鳥類引發(fā)的故障問題是一種常見現(xiàn)象。對(duì)此文章對(duì)鳥害類型和故障機(jī)理進(jìn)行分析，并探討架空輸電線路涉鳥故障的防范措施。

關(guān)鍵詞：輸電線路；涉鳥故障；故障分析；故障防范

引言

鳥害是架空輸電線路六防對(duì)象之一，是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重大隱患點(diǎn)。根據(jù)國(guó)網(wǎng)公司有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，因鳥類活動(dòng)引起架空輸電線路跳閘概率僅次于雷擊和外力破壞。輸電線路鳥害指由于鳥類活動(dòng)造成的線路運(yùn)行障礙，包括鳥糞排泄在絕緣子表面，在潮濕環(huán)境下引起的沿面閃絡(luò)故障;鳥類筑巢用導(dǎo)電體或整體鳥巢掉落至橫擔(dān)與導(dǎo)體之間造成的短路故障;鳥類展翅飛翔造成相間短路或單相接地故;鳥啄復(fù)合絕緣子傘套，導(dǎo)致端部密封破壞進(jìn)而引發(fā)故障等。

1高壓輸電線路的特點(diǎn)

首先，電壓高，維護(hù)工作量大。高壓輸電線路傳輸?shù)木嚯x比較遠(yuǎn)，所覆蓋的區(qū)域地形也比較復(fù)雜，為了使電能在電纜線上的損耗將到最低，對(duì)傳輸?shù)碾妷鹤隽松龎禾幚恚虼藗鬏斁€上具有比較高的電壓參數(shù)等級(jí)，比普通的電線上的電壓高得多，同時(shí)傳輸時(shí)，使用到了片數(shù)、噸位以及較長(zhǎng)的絕緣子串。因此維護(hù)起來增加了很多工作量。其次，可靠性，安全性要求更高。高壓輸電線路關(guān)系到供電的穩(wěn)定性問題，同時(shí)由于它傳輸?shù)氖歉邏弘?，因此?duì)其安全性要求比較高，另外，由于高壓傳輸線是利用塔桿來搭載的，而塔桿比普通的電線桿要高很多，同時(shí)還裸露在空氣之中，鳥類聚集所引發(fā)的故障問題較為常見，如何做好這方面工作是當(dāng)前高壓輸電線路運(yùn)行維護(hù)的重點(diǎn)問題。高壓輸電是一項(xiàng)具有極強(qiáng)技術(shù)性的工作，本身比較特殊，鳥害問題嚴(yán)重干擾高壓輸電工作，不利于供電服務(wù)的健康發(fā)展，對(duì)此我們有必要進(jìn)行鳥害問題的分析與故障防護(hù)、處理工作，通過科學(xué)方法提高輸電線路運(yùn)行維護(hù)水平。

2涉鳥故障相關(guān)鳥種和故障機(jī)理

2.1涉鳥故障相關(guān)鳥種

鳥種雖多，但根據(jù)調(diào)查，選擇在輸電線路桿塔上活動(dòng)的鳥類只有少部分。第一，引起鳥巢類故障的鳥類涉及在桿塔上筑巢、繁育，主要為鸛形目、隼形目、雀形目鳥類。第二，引起鳥糞類故障一般為體型較大鳥類或數(shù)量較多的鳥群。第三，引起鳥體短接類故障的鳥類體型較大，一般為翅展超過1.5m以上的大型鳥類或猛禽。第四，引起鳥啄類故障的鳥類喜歡啄食復(fù)合絕緣子，主要有喜鵲、灰喜鵲、大嘴烏鴉等。

2.2鳥害故障機(jī)理

第一，鳥巢短接。鳥巢的主要成分為鐵絲、樹枝、藤蔓、稻草等,在潮濕環(huán)境中,鳥巢易引起接地故障。而對(duì)于主網(wǎng)線路,鳥巢中鐵絲可能會(huì)墜落,從而引起空氣間隙擊穿和絕緣子沿面閃絡(luò)的混合過程,最終導(dǎo)致輸電線路停電故障。第二，鳥糞閃絡(luò)。隨著絕緣子積累大量鳥糞,又由于鳥糞自身電解質(zhì)的屬性,為絕緣子污穢閃絡(luò)創(chuàng)造了條件。當(dāng)鳥糞電導(dǎo)率較高時(shí),絕緣子泄漏電流流過鳥糞淌落區(qū),經(jīng)發(fā)熱、烘干等一系列作用,空氣間隙的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到擊穿場(chǎng)強(qiáng)后,間隙擊穿,形成局部電弧。進(jìn)一步發(fā)展,最終形成沿面閃絡(luò)。第三，空氣間隙。鳥糞自由落體運(yùn)動(dòng)中,高壓端和低壓端鳥糞電場(chǎng)極不均勻,分別形成局部電弧,隨著鳥糞通道的前端接近均壓環(huán)高壓端時(shí),空氣間隙擊穿,形成局部電弧,最終貫穿鳥糞通道。

3架空輸電線路涉鳥故障防范措施

3.1加強(qiáng)輸電線路鳥害故障防治力度

為了保障輸電線路的正常運(yùn)作，相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)輸電線路鳥害故障的防治力度，因此相關(guān)人員需要注意以下幾點(diǎn)：第一，驅(qū)鳥，利用鳥類不適應(yīng)聲音、光線等習(xí)性，相關(guān)人員可以采用風(fēng)車式反光鏡驚鳥器、智能聲光驅(qū)鳥器等設(shè)備對(duì)鳥類進(jìn)行驅(qū)趕；第二，堵鳥，通過在桿塔生安裝各類裝置，比如防鳥刺、防鳥針，來防止鳥類在桿塔上筑巢停留，從而實(shí)現(xiàn)鳥害故障的預(yù)防；第三，疏鳥，相關(guān)人員可以在輸電線路附近安全的位置，人為的制造一些適合鳥類棲息的設(shè)施，比如，人造鳥巢，棲鳥架等，這樣可以有效的避免鳥類的糞便及其叼抓鐵絲等現(xiàn)象的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)對(duì)鳥害故障的防治。因此，相關(guān)人員可以通過驅(qū)鳥、堵鳥、疏鳥的方式，使鳥類地活動(dòng)遠(yuǎn)離輸電線路，這樣可以有效的避免鳥害故障的發(fā)生，確保了輸電線路的正常運(yùn)行。

3.2應(yīng)用絕緣護(hù)套

鳥害是影響輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素之一，除劃區(qū)域、有重點(diǎn)、按計(jì)劃，因地制宜開展各種鳥害防治措施外，通過仿真、試驗(yàn)等研究手段不斷更新升級(jí)新材料、新技術(shù)、新設(shè)備以獲取更好的防鳥害效果也應(yīng)不遺余力。通過搭建輸電線路安裝絕緣護(hù)套的模型進(jìn)行仿真分析，得到了當(dāng)絕緣護(hù)套厚度為1cm、導(dǎo)線夾有效長(zhǎng)度為50cm時(shí)，防鳥害效果最佳;將導(dǎo)線、金具和均壓環(huán)都包覆在內(nèi)時(shí)，絕緣子高壓端電場(chǎng)分布最優(yōu)的結(jié)論，這為絕緣護(hù)套現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)，也為其他防鳥裝置的研究提供了思路。此外，絕緣護(hù)套作為一種效果較好、適用于鳥害嚴(yán)重地區(qū)的防鳥裝置，同時(shí)也有安裝工藝要求高、安裝不方便、造價(jià)高等缺點(diǎn)。

3.3防鳥刺

防鳥刺是第二代防鳥設(shè)備，安裝到導(dǎo)線正上方橫擔(dān)處，針刺材質(zhì)有鍍鋅鐵絲和不銹鋼，由于設(shè)計(jì)和制造原因，市面上大部分防鳥刺的針刺在數(shù)量、長(zhǎng)度和材質(zhì)上不滿足要求，長(zhǎng)期運(yùn)行或者針刺銹蝕斷落為鳥巢提供了支撐和固定點(diǎn)。但由于其牢固、美觀等特點(diǎn)，山東電網(wǎng)防鳥害措施以防鳥刺為主。

3.4防鳥擋板

防鳥擋板安裝于絕緣子串上方的橫擔(dān)處，可大面積封堵寬橫擔(dān)，對(duì)預(yù)防110～330kV線路鳥糞類故障效果好。防鳥擋板是現(xiàn)階段寧夏電網(wǎng)僅次于防鳥刺應(yīng)用規(guī)模最大的防鳥裝置，約20%桿塔加裝。但相較于其他防鳥裝置，防鳥擋板造價(jià)較高、拆裝不方便，可能積累鳥糞在雨季時(shí)造成絕緣子污染。同時(shí)，防鳥擋板面積大，厚度僅為3～5mm，不適用于風(fēng)速較高的地區(qū)。對(duì)鳥害多發(fā)地段，防鳥擋板應(yīng)配合防鳥刺、絕緣護(hù)套和防鳥罩等作為主要的防鳥措施。鳥害因地區(qū)、鳥類種類和季節(jié)不同而導(dǎo)致災(zāi)害的嚴(yán)重程度、可能性不同。對(duì)不同區(qū)域防鳥應(yīng)堅(jiān)持因地制宜原則，并結(jié)合實(shí)際考慮不同防鳥措施的優(yōu)勢(shì)與不同。單一的防鳥措施難以有效防止鳥害故障發(fā)生，而防鳥刺、絕緣護(hù)套、防鳥罩和防鳥擋板作為防鳥效果較好的裝置，可組合運(yùn)用，以提高線路的鳥害防范能力。同時(shí)應(yīng)注意大風(fēng)區(qū)域不宜采用防鳥擋板和防鳥罩，水源區(qū)域可增加防鳥拉線，候鳥遷徙通道區(qū)域應(yīng)開展特巡驅(qū)鳥等。

3.5采用綜合防護(hù)措施

第一，綜合考慮天氣和雷電定位系統(tǒng)查詢情況，可排除雷擊跳閘的可能。第二，綜合考慮全線登桿檢查結(jié)果、天氣和周邊環(huán)境等情況，可排除鳥害跳閘、污閃跳閘以及風(fēng)偏跳閘故障的可能。第三，綜合考慮通道巡查情況、故障發(fā)生時(shí)間，可排除吊車碰線、山火等外破故障的可能。第四，在輸電線路附近有大量的山體護(hù)坡薄膜、線下新修馬路上有大量散落包覆路燈用的薄膜，在線路跳閘期線路所在地出現(xiàn)大風(fēng)大雨天氣。綜合現(xiàn)場(chǎng)踏勘，試驗(yàn)與波形分析，通過排除法，并與典型低阻異物短路波形比較，判斷該次故障為異物（薄膜）短路引起。通過無人機(jī)巡視發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)線和架空地線有相應(yīng)的放電點(diǎn)，并在放電點(diǎn)下方找到小片燒焦的塑料薄膜，從而驗(yàn)證了判斷。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，鳥害對(duì)架空輸電線路所造成的危害是毋庸置疑的，對(duì)此依據(jù)涉鳥故障類型合理選擇防鳥裝置，對(duì)鳥巢不能簡(jiǎn)單地拆除，應(yīng)根據(jù)不同情況區(qū)別對(duì)待，結(jié)合生態(tài)理念做好鳥害防護(hù)措施，從多方面保證輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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