江西500kV輸電線路鳥(niǎo)害跳閘故障分析及治理

祝曉軍

摘 要： 近些年來(lái)，鳥(niǎo)害跳閘故障在江西500kV輸電線路跳閘故障中所占的比重較大，已成為危害電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要故障類型之一。本文通過(guò)分析近年來(lái)江西500kV輸電線路鳥(niǎo)害跳閘故障，總結(jié)了鳥(niǎo)害跳閘故障與季節(jié)、時(shí)間段、桿塔周邊生境、線路結(jié)構(gòu)的規(guī)律。以此為基礎(chǔ)，制定了江西500kV輸電線路鳥(niǎo)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分原則及相應(yīng)的防范措施。

關(guān)鍵詞： 鳥(niǎo)害;跳閘故障;風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)劃;防治措施

國(guó)內(nèi)對(duì)輸電線路鳥(niǎo)害防范措施方面的研究已持續(xù)多年，雖然各種類型的防鳥(niǎo)措施早已規(guī)?；瘧?yīng)用，但對(duì)鳥(niǎo)害等級(jí)劃分的研究進(jìn)展較為緩慢。目前的這些鳥(niǎo)害區(qū)域劃分規(guī)則較為籠統(tǒng)或比較狹隘，沒(méi)有形成區(qū)域劃分的一般性規(guī)則，僅僅考慮輸電線路沿線的情況，對(duì)于新建線路的線路選取，無(wú)法發(fā)揮充分的指導(dǎo)作用[1，2，3]，僅對(duì)于已建線路的鳥(niǎo)害防范有一定的幫助。但本文通過(guò)對(duì)近幾年江西500kV輸電線路附近活動(dòng)的鳥(niǎo)類品種進(jìn)行觀察，對(duì)鐵塔上鳥(niǎo)巢筑巢位置及鳥(niǎo)類生境進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，對(duì)鳥(niǎo)害跳閘故障發(fā)生的桿塔塔型、絕緣子串型等進(jìn)行分析，制定了江西500kV輸電線路鳥(niǎo)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分原則，并針對(duì)不同風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)制定了相應(yīng)的防范措施。

1 江西鳥(niǎo)害跳閘故障特征分析

1.1 季節(jié)性

鳥(niǎo)類活動(dòng)的頻繁程度受季節(jié)影響很大，顯然鳥(niǎo)類活動(dòng)越頻繁，線路桿塔上出現(xiàn)鳥(niǎo)類可能性和數(shù)量就越高，線路上發(fā)生鳥(niǎo)害跳閘故障的可能性就越高。圖1給出了江西500kV輸電線路鳥(niǎo)害跳閘故障的季度分布狀況，不難看出鳥(niǎo)害跳閘故障均發(fā)生在春夏季，其中春季最多，占70%，3月份達(dá)到頂峰。其主要原因是：由于3月份是江西省冬候鳥(niǎo)集群，準(zhǔn)備遷飛的月份，大型候鳥(niǎo)更傾向于集中在河流、湖泊等食物豐富的地區(qū)，一些候鳥(niǎo)的集群數(shù)量可達(dá)到數(shù)千只，因此在水系附近的桿塔發(fā)生鳥(niǎo)害跳閘故障的概率明顯增大。

1.2 時(shí)段性

鳥(niǎo)類每天的活動(dòng)較為規(guī)律，一般凌晨開(kāi)始外出覓食，夜間休息。沒(méi)有巢穴的鳥(niǎo)類和黑鶴、灰鶴等大型涉水禽類喜歡在輸電線路鐵塔等位置較高的地方棲息。鳥(niǎo)類的這種活動(dòng)規(guī)律造成了鳥(niǎo)害跳閘故障在一天中不同時(shí)段發(fā)生的概率不同。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，夜間發(fā)生的鳥(niǎo)害故障比白天多，主要集中在晚20時(shí)～早7時(shí)[4]。

造成這一現(xiàn)象的原因主要有兩個(gè)：第一，夜間空氣濕度較大，在鳥(niǎo)糞較多的絕緣子串上，極易因濕度增大形成導(dǎo)電液，引起絕緣子串沿面閃絡(luò);第二，鳥(niǎo)類在凌晨時(shí)刻開(kāi)始外出捕食，活動(dòng)頻率增大，同時(shí)江西省境內(nèi)鄱陽(yáng)湖屬于候鳥(niǎo)聚集地，大鳥(niǎo)猛禽（翅展超過(guò)2米）較多，大鳥(niǎo)在鐵塔與導(dǎo)線間（特別是酒杯塔中相）穿越時(shí)，極易造成導(dǎo)線與鐵塔之間空氣間隙被擊穿。

2 鳥(niǎo)害跳閘故障原因分析

江西歷年500kV輸電線路鳥(niǎo)害跳閘故障，均為鳥(niǎo)糞引起的，分為兩類：一類是鳥(niǎo)糞通道引起絕緣子串閃絡(luò)，另一類是滴落在絕緣子上的鳥(niǎo)糞因受潮形成導(dǎo)電液引起絕緣子串閃絡(luò)[5，6]。

鳥(niǎo)糞通道引起絕緣子串閃絡(luò)的機(jī)理是鳥(niǎo)糞下落的瞬間造成絕緣子周圍的電場(chǎng)畸變，使鳥(niǎo)糞通道與絕緣子高壓均壓環(huán)或金具之間發(fā)生了空氣間隙擊穿而導(dǎo)致閃絡(luò)。

絕緣子表面的鳥(niǎo)糞受潮形成導(dǎo)電液引起絕緣子串閃絡(luò)的機(jī)理類似于污閃，鳥(niǎo)害跳閘一般多發(fā)生于晴朗或者濕度較大的陰天、大霧、毛毛雨等天氣條件下，空氣濕度較大時(shí)，絕緣子上殘留的鳥(niǎo)糞容易受潮形成導(dǎo)電液。

3 鳥(niǎo)害跳閘故障防治對(duì)策

3.1 防鳥(niǎo)裝置配置原則

防鳥(niǎo)裝置的選用應(yīng)依據(jù)江西500kV輸電線路鳥(niǎo)害跳閘故障風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，明確線路桿塔所屬的鳥(niǎo)害跳閘故障風(fēng)險(xiǎn)區(qū)類型及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，有針對(duì)性地進(jìn)行配置。配置標(biāo)準(zhǔn)不低于如下原則：a級(jí)：不需安裝防鳥(niǎo)裝置。b級(jí)：根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，選擇鳥(niǎo)類多見(jiàn)桿塔安裝防鳥(niǎo)擋板。c級(jí)：每基桿塔均安裝防鳥(niǎo)擋板。d級(jí)：每基桿塔均安裝防鳥(niǎo)刺和防鳥(niǎo)擋板。

3.2 防鳥(niǎo)裝置的要求

3.2.1 防鳥(niǎo)裝置的一般要求

防鳥(niǎo)裝置應(yīng)有8年及以上的使用壽命，能長(zhǎng)期耐受紫外線、雨、冰、風(fēng)、溫度變化等外部環(huán)境和短時(shí)惡劣天氣的考驗(yàn)。裝置結(jié)構(gòu)應(yīng)保持穩(wěn)定，不應(yīng)變形、松動(dòng)、變位甚至脫落。

500kV輸電線路安裝的防鳥(niǎo)刺、防鳥(niǎo)擋板防鳥(niǎo)糞閃絡(luò)的保護(hù)范圍為以懸垂絕緣子懸掛點(diǎn)為圓心、半徑分別為1.2m的圓。

3.2.2 防鳥(niǎo)刺的具體要求

（1）防鳥(niǎo)刺的長(zhǎng)針一般25～30根左右，長(zhǎng)度不小于0.6m，除散開(kāi)的長(zhǎng)針外，中間應(yīng)設(shè)置4～8根0.35m短直針，以防止小鳥(niǎo)利用鳥(niǎo)刺筑巢。每相絕緣子串上方防鳥(niǎo)刺的支數(shù)應(yīng)滿足防護(hù)范圍的要求，當(dāng)橫擔(dān)順線路方向較寬時(shí)，應(yīng)在順線路方向安裝2只及以上的防鳥(niǎo)刺。

（2）對(duì)于相導(dǎo)線垂直布置的塔型，在下方導(dǎo)線橫擔(dān)上加裝防鳥(niǎo)刺前，應(yīng)校核防鳥(niǎo)刺與上方導(dǎo)線間的電氣距離。

3.2.3 防鳥(niǎo)擋板的具體要求

（1）防鳥(niǎo)裝置應(yīng)在桿塔上固定牢固，防鳥(niǎo)盒或防鳥(niǎo)擋板的綁扎線不可采用易銹斷的鐵絲或鋁絲，可使用BV-1×2.5mm2的單股塑包銅線。

（2）防鳥(niǎo)裝置的設(shè)計(jì)加工，除按照桿塔設(shè)計(jì)圖紙確定防鳥(niǎo)裝置的尺寸外，必要時(shí)應(yīng)登塔進(jìn)行尺寸測(cè)量，保證防鳥(niǎo)裝置安裝后與桿塔貼合緊密。新設(shè)計(jì)的防鳥(niǎo)裝置在批量生產(chǎn)前，應(yīng)在桿塔上進(jìn)行樣品試裝。

3.3.3 防鳥(niǎo)裝置的安裝位置要求

防鳥(niǎo)擋板、防鳥(niǎo)刺應(yīng)安裝在易發(fā)生涉鳥(niǎo)故障的絕緣子串上方，其數(shù)量和尺寸應(yīng)滿足防護(hù)范圍要求。典型桿塔防鳥(niǎo)裝置安裝位置如下：

4 實(shí)例驗(yàn)證

南樂(lè)II回線途徑鄱陽(yáng)湖區(qū)域，是候鳥(niǎo)過(guò)冬主要棲息地之一，鳥(niǎo)類繁多，其中對(duì)輸電線路危害最大的是東方白鸛。且在江西500kV輸電線路歷年的10次鳥(niǎo)害跳閘故障中，南樂(lè)II回線占6次，故本文以500kV南樂(lè)II回線的防鳥(niǎo)害治理工作為例，對(duì)該線路進(jìn)行鳥(niǎo)害故障風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域劃分，并針對(duì)桿塔所在的不同風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域?qū)嵤┫鄬?duì)應(yīng)的鳥(niǎo)害防治措施。

南樂(lè)II回線鳥(niǎo)害故障風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域劃分及防鳥(niǎo)裝置配置：

5 南樂(lè)II回線防鳥(niǎo)害治理效果評(píng)價(jià)

5.1 鳥(niǎo)害跳閘故障對(duì)比

鳥(niǎo)害防治措施實(shí)施前后南樂(lè)II回線鳥(niǎo)害跳閘故障次數(shù)對(duì)比見(jiàn)圖5。

通過(guò)上面的觀察，我們很容易發(fā)現(xiàn)，防鳥(niǎo)措施實(shí)施前，南樂(lè)II回鳥(niǎo)害跳閘達(dá)到6次之多;防鳥(niǎo)措施實(shí)施后，南樂(lè)II回線沒(méi)有發(fā)生鳥(niǎo)害跳閘故障。

5.2 桿塔掛點(diǎn)處鳥(niǎo)巢數(shù)量對(duì)比

通過(guò)鳥(niǎo)害防治措施實(shí)施前后南樂(lè)II回線桿塔掛點(diǎn)處鳥(niǎo)巢數(shù)量對(duì)比，我們很容易發(fā)現(xiàn)，防鳥(niǎo)措施實(shí)施前，南樂(lè)II回桿塔掛點(diǎn)處鳥(niǎo)巢數(shù)有104個(gè)，其中大型鳥(niǎo)類巢穴達(dá)13個(gè)之多;防鳥(niǎo)措施實(shí)施后，南樂(lè)II回線鳥(niǎo)巢數(shù)降至25個(gè)，大型鳥(niǎo)類巢穴僅2個(gè)。

6 結(jié)語(yǔ)

本論文通過(guò)對(duì)江西500kV輸電線路近年來(lái)鳥(niǎo)害跳閘故障的調(diào)研與數(shù)據(jù)分析，系統(tǒng)研究了鳥(niǎo)害跳閘故障的特點(diǎn)與原因，從桿塔結(jié)構(gòu)特征和桿塔周圍適于鳥(niǎo)類活動(dòng)的生存環(huán)境特征等方面出發(fā)，分析了引發(fā)鳥(niǎo)害跳閘故障發(fā)生的主要原因，并以影響鳥(niǎo)害跳閘故障的主要特征為考核因素，提出了鳥(niǎo)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)劃分原則，最后，針對(duì)不同的鳥(niǎo)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域等級(jí)制定了不同的防鳥(niǎo)害治理措施，為今后制定防鳥(niǎo)害措施提供了新的思路。

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