220kV輸電線(xiàn)路鳥(niǎo)害故障跳閘原因分析及處理措施

摘要：隨著生態(tài)環(huán)境的影響，鳥(niǎo)類(lèi)對(duì)輸電線(xiàn)路安全運(yùn)行的威脅程度日益加劇。因鳥(niǎo)害引起的線(xiàn)路跳閘比例逐年升高。鳥(niǎo)害對(duì)輸電線(xiàn)路可能造成線(xiàn)路電氣故障（鳥(niǎo)糞閃絡(luò)跳閘、鳥(niǎo)巢短路跳閘）和復(fù)合絕緣子被鳥(niǎo)啄食等，其中以鳥(niǎo)糞閃絡(luò)故障所占比例最高。鳥(niǎo)害引起線(xiàn)路故障跳閘比較特殊，不同于雷擊、風(fēng)偏、污閃等故障，故障特征不明顯造成線(xiàn)跳閘后故障原因查找困難，且鳥(niǎo)害故障還呈現(xiàn)頻發(fā)性，即跳閘發(fā)生后，如果線(xiàn)路運(yùn)維單位沒(méi)有找到故障點(diǎn)或者沒(méi)有及時(shí)更換閃絡(luò)的絕緣子，故障點(diǎn)近期內(nèi)可能還會(huì)發(fā)生同樣的事故。我們通過(guò)一起典型鳥(niǎo)糞閃絡(luò)故障案例，分析因鳥(niǎo)糞造成的線(xiàn)路故障，并根據(jù)目前線(xiàn)路鳥(niǎo)害治理中存在的問(wèn)題，提出針對(duì)性的防控對(duì)策。

關(guān)鍵詞：輸電線(xiàn)路;鳥(niǎo)害故障跳閘;原因分析及處理

1、故障概況

2014年1 1月19日02時(shí)36分，某地市供電公司220kV線(xiàn)路主保護(hù)跳閘，U相故障，重合閘重合成功。ll時(shí)30分，巡視人員登桿檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)091號(hào)塔桿上相（U）避雷器絕緣子線(xiàn)夾及均壓環(huán)有放電灼傷痕跡，初步確定故障點(diǎn)為091號(hào)塔。故障時(shí)故障區(qū)段天氣情況為多云。氣溫在0～10℃，南風(fēng)。風(fēng)力2級(jí)，無(wú)霧，空氣濕度50%。故障區(qū)段地處平原農(nóng)田耕地，外部運(yùn)行環(huán)境較好，無(wú)近線(xiàn)施工。該220 kV線(xiàn)路全長(zhǎng)40.073 km。與另外一回220kV線(xiàn)路同塔雙回架設(shè)，全線(xiàn)共有桿塔106基，起止桿塔號(hào)1—106號(hào)，投運(yùn)于2005年03月18日。LGJ一400/35導(dǎo)線(xiàn)，一側(cè)地線(xiàn)OPGW一側(cè)地線(xiàn)GJ—50;外絕緣設(shè)計(jì)：懸垂串采用FXBW～220/100。耐張串采用雙串XWP一120;全線(xiàn)處于為D級(jí)污區(qū)。2014年，開(kāi)展差異化防雷改造，部分直線(xiàn)桿塔安裝有并聯(lián)避雷器，上端避雷器單元，下端串聯(lián)一段絕緣子做問(wèn)隙?，F(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)塔頂、絕緣子等上遺留大量鳥(niǎo)糞。初步分析判斷為此次線(xiàn)路跳閘為9l號(hào)塔鳥(niǎo)糞閃絡(luò)故障跳閘。

2、故障原因分析

2.1鳥(niǎo)糞污染絕緣子引起的閃絡(luò)鳥(niǎo)糞引起的絕緣子串閃絡(luò)，一般認(rèn)為有2種機(jī)理：由于淌稀的鳥(niǎo)糞傾瀉在絕緣子表面，這種稀的鳥(niǎo)糞導(dǎo)電率非常高，曾測(cè)得2片因鳥(niǎo)害跳閘絕緣子的鹽密值分別高達(dá) 0.172mg/cm和0.154mg/cm，而且鳥(niǎo)糞數(shù)量特別多，甚至短接了絕緣子裙邊而導(dǎo)致絕緣子串沿面閃絡(luò);鳥(niǎo)糞在同一絕緣子串上日積月累，干鳥(niǎo)糞和濕鳥(niǎo)糞混合達(dá)到一定數(shù)量，一旦遇到濕潤(rùn)天氣，就會(huì)發(fā)生閃絡(luò)放電，這樣的閃絡(luò)形式與大氣污染在絕緣子串表面積污引起的污穢閃絡(luò)十分類(lèi)似。

2.2 烏糞下落畸變絕緣子串附近的電場(chǎng)引起的閃絡(luò)鳥(niǎo)糞閃絡(luò)主要是絕緣子串周?chē)目諝忾g隙在鳥(niǎo)糞傾瀉的瞬間畸變了絕緣子串附近的電場(chǎng)而導(dǎo)致的擊穿，而不是以往認(rèn)為的僅僅是絕緣子串的沿面閃絡(luò)。由于絕緣子串表面并無(wú)鳥(niǎo)糞沾附.因此，原來(lái)認(rèn)為的許多不明原因的閃絡(luò)故障中有相當(dāng)一部分實(shí)際上應(yīng)屬于鳥(niǎo)糞閃絡(luò)。通過(guò)對(duì)鳥(niǎo)糞閃絡(luò)機(jī)理的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)。鳥(niǎo)糞閃絡(luò)存在以下規(guī)律。

2.2.1鳥(niǎo)糞電導(dǎo)率當(dāng)鳥(niǎo)糞電導(dǎo)率小于2US/cm時(shí)閃絡(luò)很難發(fā)生，而大于3.2 US/cm時(shí)幾乎每次試驗(yàn)都會(huì)導(dǎo)致絕緣子閃絡(luò)?？梢?jiàn)絕緣子閃絡(luò)受鳥(niǎo)糞通道電阻或電導(dǎo)率的限制.且存在一個(gè)電導(dǎo)率的閾值范圍。

2.2.2鳥(niǎo)糞通道和絕緣子均壓環(huán)之間水平距離d當(dāng)d小于12～13cm時(shí)。閃絡(luò)概率接近100%，當(dāng)d超出這個(gè)范圍時(shí)。閃絡(luò)概率迅速降至0，可見(jiàn)，鳥(niǎo)糞通道與絕緣子均壓環(huán)之間的空氣間隙是閃絡(luò)發(fā)生的前提條件。

2.2.3鳥(niǎo)糞通道與鳥(niǎo)糞的初速度和黏度的關(guān)系鳥(niǎo)糞在下落過(guò)程中受重力加速度的影響會(huì)逐漸拉長(zhǎng)變細(xì)，并趨于分裂。通過(guò)肉眼觀(guān)察。鳥(niǎo)糞仍然是連續(xù)流下，但實(shí)際上其通道的前端已經(jīng)處于分離的水珠狀態(tài)。鳥(niǎo)糞的黏度增大時(shí)，這種趨勢(shì)被減緩，即鳥(niǎo)糞通道的連續(xù)性好，電阻值較低，易導(dǎo)致閃絡(luò)。

2.2.4鳥(niǎo)糞閃絡(luò)發(fā)展過(guò)程

a.鳥(niǎo)糞通道的形成和伸長(zhǎng)。鳥(niǎo)糞以自由落體的方式下落，形成一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的下落體。由于首末端開(kāi)始下落的時(shí)問(wèn)有先后，最先下落的那段總是比最后下落的那段下落速度快。鳥(niǎo)糞到達(dá)絕緣子高壓端附近時(shí)的長(zhǎng)度要比剛開(kāi)始下落時(shí)長(zhǎng)得多。

b.絕緣子周同的電場(chǎng)發(fā)生嚴(yán)重畸變。具有一定導(dǎo)電性的鳥(niǎo)糞通道的介入，使絕緣子周同的電場(chǎng)分布發(fā)生嚴(yán)重畸變，鳥(niǎo)糞通道的前端與絕緣子高壓端之問(wèn)空氣間隙的電場(chǎng)強(qiáng)度大大增加，絕緣子承受的大部分電壓都加在這一段空氣間隙上。

C.空氣間隙擊穿，導(dǎo)致絕緣子閃絡(luò)。當(dāng)鳥(niǎo)糞通道的前端越來(lái)越接近絕緣子的高壓端時(shí)，它們之問(wèn)空氣間隙的電場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越強(qiáng)，當(dāng)達(dá)到擊穿場(chǎng)強(qiáng)后，間隙擊穿，形成局部電弧。當(dāng)鳥(niǎo)糞電導(dǎo)率超過(guò)一定值和通道超過(guò)一定長(zhǎng)度時(shí)，局部電弧最終發(fā)展為絕緣子閃絡(luò)?？梢?jiàn)，鳥(niǎo)糞閃絡(luò)與絕緣子之問(wèn)的距離、鳥(niǎo)糞體積、黏度以及電導(dǎo)率等參數(shù)存在直接的關(guān)系。

此次跳閘現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)91號(hào)塔桿上相（U）并聯(lián)線(xiàn)路避雷器串聯(lián)間隙絕緣子導(dǎo)線(xiàn)線(xiàn)夾及均壓環(huán)有放電灼傷痕跡，現(xiàn)場(chǎng)桿塔橫擔(dān)有大量鳥(niǎo)糞，避雷器和串聯(lián)間隙絕緣子表面也有大量鳥(niǎo)糞。結(jié)合線(xiàn)路故障桿塔區(qū)段環(huán)境，該區(qū)域林術(shù)植被較為茂盛。周?chē)蟹植加卸鄠€(gè)水庫(kù)。屬鳥(niǎo)害易發(fā)區(qū)。故障現(xiàn)場(chǎng)閃絡(luò)點(diǎn)線(xiàn)夾、避雷器、間隙絕緣子和導(dǎo)線(xiàn)上的鳥(niǎo)糞痕跡，以及桿塔橫擔(dān)大量鳥(niǎo)糞，可能為大量遷徙鳥(niǎo)類(lèi)長(zhǎng)時(shí)停留桿塔橫擔(dān)，鳥(niǎo)類(lèi)站立在桿塔橫擔(dān)上進(jìn)行多次排便，鳥(niǎo)糞的下落在避雷器串聯(lián)絕緣子附近，直接短接部分空氣間隙與串聯(lián)絕緣子，引起了避雷器串聯(lián)絕緣子發(fā)生閃絡(luò)。另外故障相為上相（鳥(niǎo)害故障多發(fā)生在導(dǎo)線(xiàn)水平排列的中相、i角排列的上相、垂直排列的上相引起閃絡(luò)的次數(shù)較多），線(xiàn)路接地螺栓閃絡(luò)痕跡（圖1）也符合鳥(niǎo)害故障特征，因此確定為鳥(niǎo)糞閃絡(luò)跳閘。

3、線(xiàn)路鳥(niǎo)糞閃絡(luò)跳閘防范措施

3.1安裝防烏刺和防烏針板

采取在絕緣子上方橫擔(dān)塔材安裝防鳥(niǎo)擋板、防鳥(niǎo)刺一般采用多股鋼絞線(xiàn)一端固定（固定防鳥(niǎo)網(wǎng)等手段防止鳥(niǎo)類(lèi)在絕緣子上方筑巢，因?yàn)樵谔刂频牡鬃鶅?nèi)），一端散開(kāi)，鋼絞線(xiàn)長(zhǎng)度為80～鳥(niǎo)巢短路造成跳閘閃絡(luò)。另外也有在桿塔頂部涂100? cm.形成“蘑菇”狀或“云杉樹(shù)”狀。目前一般刷紅油漆、掛小紅旗、安裝風(fēng)鈴、驚鳥(niǎo)牌，以及噴涂按照線(xiàn)路電壓等級(jí)的不同。防護(hù)范同的不同，在桿防鳥(niǎo)磁性漆等來(lái)驅(qū)逐鳥(niǎo)類(lèi)在鐵塔上停留棲息。塔絕緣子上方安裝不同數(shù)量的防鳥(niǎo)刺來(lái)阻止鳥(niǎo)

3.2目前大盤(pán)徑硅膠傘裙罩直徑可達(dá)400～600mm，大盤(pán)徑玻璃鋼傘裙罩直徑可達(dá)700 mm，鳥(niǎo)罩與大盤(pán)徑絕緣子功能類(lèi)似.安裝在絕緣子上側(cè)接地端，利用大盤(pán)徑絕緣子傘裙和房鳥(niǎo)罩阻擋鳥(niǎo)糞近絕緣子垂直下落，預(yù)防鳥(niǎo)糞閃絡(luò)效果明顯。

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作者介紹：

李成龍（1987.6.8 ）男，云南云縣人，彝族，學(xué)歷：本科，職稱(chēng)：助理工程師，職務(wù)：檢修工，研究方向：線(xiàn)路運(yùn)維檢修，單位：國(guó)網(wǎng)荊州供電公司檢修分公司。