新型10 kV隔離開(kāi)關(guān)橫擔(dān)防鳥(niǎo)絕緣護(hù)套研制

劉 寶，劉紀(jì)東，盧 鶴，郭 翔，梁長(zhǎng)利

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司濟(jì)南供電公司，山東 濟(jì)南 250012）

0 引言

隨著人類對(duì)自然生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，鳥(niǎo)類的繁衍數(shù)量逐漸增多，活動(dòng)范圍日趨擴(kuò)大。許多鳥(niǎo)類，在濟(jì)南地區(qū)特別是喜鵲，在配電線路隔離開(kāi)關(guān)橫擔(dān)上筑巢，容易將鐵絲等導(dǎo)體搭落在帶電部位上，給配電線路的安全運(yùn)行造成了極大危害。配電線路鳥(niǎo)害事故的發(fā)生，會(huì)造成線路單相接地短路、閃絡(luò)等故障，以及使絕緣子絕緣性能下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成配電線路的非計(jì)劃停運(yùn)甚至停電事故。這些已成為影響電力安全生產(chǎn)的重要因素，線路可靠安全運(yùn)行受到嚴(yán)重的威脅，防止鳥(niǎo)害的問(wèn)題日益重要。

10 kV線路橫擔(dān)在配電線路中大量使用，由于橫擔(dān)長(zhǎng)期暴露在室外，風(fēng)吹日曬，設(shè)備壽命受到嚴(yán)重影響。特別是一些重要的配電設(shè)備，如隔離開(kāi)關(guān)，在運(yùn)行管理中常需要拉合操作，若橫擔(dān)受到腐蝕損壞，在拉合操作時(shí)容易斷裂，不但對(duì)設(shè)備造成損壞，同時(shí)容易造成操作人員的意外傷害。防鳥(niǎo)絕緣護(hù)套的加裝能夠防止橫擔(dān)直接裸露在外面，起到一定的保護(hù)作用。

10 kV隔離開(kāi)關(guān)橫擔(dān)防鳥(niǎo)絕緣護(hù)套的研制對(duì)防止鳥(niǎo)害造成的線路事故的發(fā)生、保障供電公司財(cái)產(chǎn)安全、施工人員人身安全具有重要意義。

1 傳統(tǒng)驅(qū)鳥(niǎo)裝置存在的缺陷

傳統(tǒng)驅(qū)鳥(niǎo)裝置主要有以下種類：防鳥(niǎo)罩、防鳥(niǎo)網(wǎng)、防鳥(niǎo)針、驚鳥(niǎo)裝置、聲波驅(qū)鳥(niǎo)裝置、脈沖電擊式驅(qū)鳥(niǎo)裝置、風(fēng)車式驅(qū)鳥(niǎo)器等［1-6］。

傳統(tǒng)驅(qū)鳥(niǎo)裝置在取得一定防鳥(niǎo)、驅(qū)鳥(niǎo)效果的同時(shí)，也存在一些缺點(diǎn)：1）防鳥(niǎo)罩、防鳥(niǎo)網(wǎng)保護(hù)范圍有限，同時(shí)防鳥(niǎo)罩防鳥(niǎo)網(wǎng)可能引來(lái)鳥(niǎo)類直接在其上搭巢；2）防鳥(niǎo)針主要適用于輸電線路，安裝在配電線路上影響檢修作業(yè)；3）驚鳥(niǎo)裝置在初期能起到驚嚇鳥(niǎo)類的作用，但經(jīng)一段時(shí)間的適應(yīng)之后驚鳥(niǎo)作用逐漸喪失；4）聲波驅(qū)鳥(niǎo)裝置在驅(qū)趕鳥(niǎo)類的同時(shí)，給周邊居民帶來(lái)噪聲，不適用于城區(qū)安裝；5）脈沖電擊式驅(qū)鳥(niǎo)裝置和風(fēng)車式驅(qū)鳥(niǎo)器驅(qū)鳥(niǎo)作用良好，但功能單一，壽命周期短。

傳統(tǒng)驅(qū)鳥(niǎo)裝置性能單一，只具備防鳥(niǎo)或驅(qū)鳥(niǎo)功能之一，且效果有待改善。

2 新型防鳥(niǎo)絕緣護(hù)套設(shè)計(jì)

新型護(hù)套在克服現(xiàn)有護(hù)套及防鳥(niǎo)工具缺陷的基礎(chǔ)上，主要實(shí)現(xiàn)3個(gè)方面的功能：主動(dòng)防御，即具備防止鳥(niǎo)類筑巢的功能；被動(dòng)防御，即在有導(dǎo)體搭在橫擔(dān)與帶電部位之間時(shí)，降低事故發(fā)生率；安裝便捷。

新型10 kV隔離開(kāi)關(guān)橫擔(dān)防鳥(niǎo)絕緣護(hù)套的設(shè)計(jì)原理為：使用護(hù)套將橫擔(dān)正面及前后兩側(cè)絕緣化，橫擔(dān)下側(cè)不需絕緣材料包裝，以便于后期將護(hù)套直接扣在橫擔(dān)上；分段設(shè)計(jì)，大小可調(diào)節(jié)；同時(shí)，通過(guò)多種方式減少鳥(niǎo)類筑巢可能性，如改變護(hù)套形狀提高鳥(niǎo)類筑巢難度、使用對(duì)鳥(niǎo)類具有刺激性的顏色、在護(hù)套表面安裝反光部件刺激鳥(niǎo)類眼睛、安裝防鳥(niǎo)針等。

護(hù)套的設(shè)計(jì)主要包括3部分，即護(hù)套主體、主動(dòng)防御部件和連接部件。

2.1 護(hù)套主體設(shè)計(jì)

護(hù)套主體材料的絕緣性能是實(shí)現(xiàn)護(hù)套被動(dòng)防御性能的基礎(chǔ)；同時(shí)考慮護(hù)套其他各方面性能的需要，如塑形性能、耐腐蝕性能等，選用ABS塑料作為制作護(hù)套主體的材料。

2.1.1 護(hù)套形狀

為實(shí)現(xiàn)防止鳥(niǎo)類搭巢功能，護(hù)套形狀的設(shè)計(jì)是其關(guān)鍵之一。護(hù)套主體按功能分為2部分：一部分為扣槽，用于將護(hù)套主體扣在橫擔(dān)上。結(jié)合橫擔(dān)形狀及安裝便捷性目標(biāo)，扣槽形狀設(shè)計(jì)如圖1所示。另外一部分為尖端，實(shí)現(xiàn)絕緣性能的同時(shí)，降低異物搭落穩(wěn)定性?？紤]到材料重量、成本及加工難度，將尖端設(shè)計(jì)為等腰三角形，其底邊長(zhǎng)8 cm，高4.3 cm。因?yàn)槿切渭舛说拇嬖?，隔離開(kāi)關(guān)的橫擔(dān)與桿塔橫擔(dān)不再在一個(gè)水平面上，存在一定的角度，異物搭落的穩(wěn)定性降低，降低了鳥(niǎo)類搭巢的可能性。

2.1.2 護(hù)套顏色

濟(jì)南地區(qū)配電線路鳥(niǎo)巢主要是喜鵲的巢穴，因此，在護(hù)套顏色的選擇方面，主要針對(duì)喜鵲的喜好進(jìn)行。文獻(xiàn)［7］進(jìn)行了喜鵲對(duì)顏色喜好的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示喜鵲對(duì)于綠色最為親近，對(duì)于橙色最為排斥。因此，選擇橙色作為護(hù)套的顏色，通過(guò)噴涂工藝，將橙色噴涂在護(hù)套表面。

圖1 護(hù)套主體形狀

2.2 主動(dòng)防御部件

2.2.1 反光部件

反光部件采用反射率在95%以上的反光鏡，安裝在護(hù)套表面，通過(guò)反射陽(yáng)光刺激鳥(niǎo)類眼睛，減少其在橫擔(dān)上的降落機(jī)會(huì)。放光部件的選擇需要考慮其成本、耐用性、反光效果等多方面因素。

為便于反光鏡的安裝，在護(hù)套主體表面設(shè)置了反光鏡槽，如圖2所示。安裝過(guò)程中，在槽內(nèi)涂抹強(qiáng)力膠，將合適大小的反光鏡貼在槽內(nèi)即可。

圖2 反光鏡槽

2.2.2 防鳥(niǎo)針

防鳥(niǎo)針目前在輸電線路上使用廣泛，在配電線路上使用較少。輸電線路防鳥(niǎo)針為放射狀［8］，外形較大，安裝在配電線路上不利于線路施工。因此，重新設(shè)計(jì)了適用于10 kV隔離開(kāi)關(guān)橫擔(dān)防鳥(niǎo)絕緣護(hù)套的防鳥(niǎo)針，防鳥(niǎo)針為圓錐形，安裝在護(hù)套頂端，如圖3所示。該種防鳥(niǎo)針采用絕緣材料制作，不存在斷裂跌落時(shí)碰觸開(kāi)關(guān)等帶電部件造成事故的隱患，且具有良好的防鳥(niǎo)效果。

2.3 連接部件

每段護(hù)套側(cè)面都設(shè)計(jì)了分段連接部位，在使用過(guò)程中，只需要將強(qiáng)力雙面膠粘貼在分段連接部位，即可實(shí)現(xiàn)分段連接。

圖3 防鳥(niǎo)針

綜上所述，10 kV隔離開(kāi)關(guān)橫擔(dān)防鳥(niǎo)絕緣護(hù)套如圖4所示。

圖4 10 kV隔離開(kāi)關(guān)橫擔(dān)防鳥(niǎo)絕緣護(hù)套

3 護(hù)套性能測(cè)試

3.1 主動(dòng)防御性檢查

新型防鳥(niǎo)絕緣護(hù)套主要通過(guò)改變護(hù)套形狀、使用對(duì)喜鵲具有刺激性的顏色、在護(hù)套表面安裝反光鏡、安裝防鳥(niǎo)針4方面達(dá)到主動(dòng)防御功能。針對(duì)護(hù)套形狀對(duì)其主動(dòng)防御性能進(jìn)行了測(cè)試。

將鐵絲搭落在橫擔(dān)上，進(jìn)行小型風(fēng)洞試驗(yàn)，將風(fēng)力從小逐級(jí)增加，直至鐵絲被吹了為止。測(cè)試結(jié)果如表1所示。結(jié)果表明，異物在護(hù)套上搭落穩(wěn)定性很差，有微風(fēng)吹過(guò)異物即會(huì)跌落，不利于鳥(niǎo)類筑巢。

表1 風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果 m／s

3.2 被動(dòng)防御性檢查

將防鳥(niǎo)絕緣護(hù)套安裝在橫擔(dān)上，并在護(hù)套與隔離開(kāi)關(guān)帶電部位使用導(dǎo)線連接，進(jìn)行耐流測(cè)試?？紤]目前配電網(wǎng)主干線路電流及限流一般在800 A以內(nèi)，因此，試驗(yàn)過(guò)程中電流從0到800 A逐步增加，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 耐流試驗(yàn)結(jié)果 A

從試驗(yàn)結(jié)果可知，在配網(wǎng)主干線路電流大小范圍內(nèi)，在橫擔(dān)上加裝防鳥(niǎo)絕緣護(hù)套后，如有鐵絲等導(dǎo)體搭落在護(hù)套與導(dǎo)電部位，也不會(huì)造成放電、短路等故障，事故發(fā)生率為0。

3.3 安裝便捷性檢查

安排施工人員進(jìn)行了安裝計(jì)時(shí)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表3所示。

表3 安裝計(jì)時(shí)測(cè)試結(jié)果 s

測(cè)試結(jié)果顯示，護(hù)套安裝平均時(shí)間為17.4 s，表明新型防鳥(niǎo)絕緣護(hù)套安裝便捷、快速。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)現(xiàn)有絕緣護(hù)套及防鳥(niǎo)工具存在的缺點(diǎn)，結(jié)合鳥(niǎo)類易在隔離開(kāi)關(guān)橫擔(dān)處搭巢且搭巢后危害性較大的現(xiàn)實(shí)，設(shè)計(jì)了新型10 kV隔離開(kāi)關(guān)橫擔(dān)防鳥(niǎo)絕緣護(hù)套。護(hù)套采用ABS塑料作為主體材料，起到絕緣，即被動(dòng)防御作用；通過(guò)等腰三角形的形狀設(shè)計(jì)、護(hù)套顏色的選擇、反光鏡、防鳥(niǎo)針等多方位設(shè)計(jì)，達(dá)到主動(dòng)防御鳥(niǎo)類搭巢的功能。新型10 kV隔離開(kāi)關(guān)橫擔(dān)防鳥(niǎo)絕緣護(hù)套克服了傳統(tǒng)護(hù)套、防鳥(niǎo)工具的缺點(diǎn)，具有功能全面、安裝便捷的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)防止事故發(fā)生，保障保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)安全具有重要作用。