樊雅文,韓如月,李 博,李建國,劉 洋
(1.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué),內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080;2.阿拉善電業(yè)局,內(nèi)蒙古 阿拉善 750306;3.內(nèi)蒙古蒙高電力發(fā)展有限公司,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080)
架空輸電線路鳥害隨著生態(tài)環(huán)境的改善相應(yīng)逐年增加,鳥害對電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成了嚴(yán)重的影響。而且每次鳥害跳閘,候鳥均受到傷害或死亡。鳥是人類的朋友,在不傷害鳥類的情況下,保證輸電線路安全運(yùn)行,是我們需要研究的課題。
鳥害故障對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成影響,雖然鳥害故障大多數(shù)為瞬間故障,重合成功,或強(qiáng)送后可以重新投入運(yùn)行。但它具有重復(fù)性,如果不及時(shí)采取有效措施,在一定時(shí)間或一天內(nèi)可以多次重復(fù)性發(fā)生,對線路的穩(wěn)定運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響,甚至可以使網(wǎng)架與設(shè)備薄弱區(qū)域發(fā)生短時(shí)性斷電事故,造成經(jīng)濟(jì)損失。
造成部分設(shè)備損傷。鳥害故障發(fā)生后,將會(huì)對送電線路的絕緣子、導(dǎo)線、均壓環(huán)及金具造成一定的損傷,必要時(shí)應(yīng)停電處理。
鳥害跳閘時(shí)刻分布在20∶00~8∶00左右的時(shí)間段內(nèi),鳥害的高峰在凌晨1∶00~8∶00。分析其原因?yàn)榱璩繒r(shí)分露水增多,鐵塔、絕緣子以及金具布滿了露水,露水與絕緣子串上的鹽密結(jié)合在一起,導(dǎo)致輸電線路絕緣性能下降,此時(shí)鳥類糞便拉絲,容易造成線路跳閘。8∶00以后,隨著陽光照射,露水逐漸蒸發(fā),絕緣子串變?yōu)楦稍餇顟B(tài),絕緣性能提高。
鳥害大多數(shù)發(fā)生在鐵塔上,因其電壓等級較高,易引發(fā)擊穿,水泥桿上因其電壓等級相對較低,所以發(fā)生較少。
絕緣子串分布特點(diǎn):鳥害跳閘在絕緣子材質(zhì)類型方面沒有明顯的傾向性,而中相為V型串的絕緣子鳥害跳閘的次數(shù)較多。
如圖1左圖所示,諸多現(xiàn)象表明,中相鳥害跳閘概率較大,因中相更容易到達(dá)和停留,且水平排列時(shí)中相上方橫擔(dān)側(cè)更宜于筑巢。
圖1 鳥類在塔上筑巢
防鳥措施目前效果最好為防鳥刺,其次為擋板、防鳥罩以及超聲波防鳥器等。
其中,防鳥刺極易傷害鳥類,而且在鐵塔橫擔(dān)側(cè)掛滿防鳥刺,影響了輸電線路運(yùn)行檢修工的作業(yè),使作業(yè)人員受到傷害現(xiàn)象也為之增多,而且仍有跳閘現(xiàn)象發(fā)生。
防鳥擋板目前使用效果較好,不傷及鳥類。但長期使用會(huì)積累鳥糞,如遇雨天鳥糞與雨水混合,排漏中更會(huì)導(dǎo)致跳閘發(fā)生。
防鳥罩,在一定程度上制止了鳥害發(fā)生,但區(qū)域性較小,垂直發(fā)生時(shí)的鳥糞起到一定作用,但避開防鳥罩區(qū)的地方,仍會(huì)發(fā)生鳥害。
如圖1右圖所示,超聲波防鳥器,在起初安裝好超聲波防鳥器時(shí),效果良好,但鳥類的適應(yīng)性較強(qiáng),而且超聲波防鳥器的使用壽命一般為1年,1年后蓄電池衰竭。
脈沖爆閃驅(qū)鳥裝置基本原理采用了電子脈沖電壓電路,高亮度發(fā)光LED,開關(guān)采用了微波雷達(dá)感應(yīng)開關(guān),電源采用太陽能電池板與蓄電池供電。當(dāng)有鳥類進(jìn)入?yún)^(qū)域時(shí),微波雷達(dá)感應(yīng)開關(guān)閉合,形成回路,發(fā)出強(qiáng)烈的脈沖光源,不停地閃爍;鳥類離開后20s自動(dòng)停止脈沖爆閃。
如圖2所示,電子脈沖爆閃器市場上常見的有爆閃4次、停2次,單次周期約為150ms,在電路導(dǎo)通狀態(tài)下,一直循環(huán)。
圖2 電子脈沖爆閃器
此電子脈沖爆閃器電源為DC5-24V,電壓范圍較寬,適合野外安裝使用。
如圖3所示,微波雷達(dá)感應(yīng)開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是隔物也能正常感應(yīng)到動(dòng)物和移動(dòng)物體,且不受濕度、溫度影響,感應(yīng)無死角,而且感應(yīng)距離為直徑16m的半球體。
圖3 市場常用雷達(dá)感應(yīng)開關(guān)
選擇此開關(guān)時(shí)電壓選用DC9-26V,數(shù)量為2個(gè),并聯(lián)使用,因其超高壓鐵塔橫擔(dān)側(cè)長度為22m,故在適當(dāng)位置安裝2個(gè),從而保證全塔橫擔(dān)側(cè)預(yù)防。
微波雷達(dá)感應(yīng)開關(guān)的參數(shù):①直流電壓DC9V-26V;②額定電流:10A;③最大功率:阻性負(fù)載1 200W,感性負(fù)載300W;④感應(yīng)直徑:2m~16m內(nèi)可調(diào)節(jié);⑤感應(yīng)角度:360°;⑥感應(yīng)延時(shí):10s~30min可調(diào);⑦光控照度:2LUX~2 000LUX;⑧電源功率耗電:小于0.5W。
如圖4所示,采用電源為DC12V的LED燈,功率為10W,戶外防雨水型,可選擇兩組,并聯(lián)使用,安置于不同角度。
圖4 戶外LED燈源
太陽能電池板用途較廣,采購也方便,只要功率大于30W均可使用。
在220kV及以上輸電線路中,常見鳥害發(fā)生在鐵塔的橫擔(dān)側(cè)中相,而且傍晚20∶00開始,到8∶00左右。在傍晚時(shí)分,候鳥開始尋找塔位中相駐留的落腳點(diǎn)。
如圖5所示,此裝置安裝于塔位中相頂端部位,當(dāng)有候鳥在即將飛入塔位橫擔(dān)側(cè)時(shí),微波雷達(dá)感應(yīng)開關(guān)閉合,脈沖爆閃器工作,帶動(dòng)超亮LED爆閃,候鳥驚慌而逃。
圖5 脈沖爆閃驅(qū)鳥裝置工作原理
傍晚過后,進(jìn)入夜晚,鳥類不再活動(dòng),裝置也不再啟動(dòng),所以不再耗電。
在現(xiàn)場實(shí)際使用中,我們增加了聲控功能,如爆炸聲、狗叫聲,但只適應(yīng)于野外遠(yuǎn)離村莊處,故裝置屬于選配型設(shè)計(jì)。另外增加了智能充電裝置,當(dāng)蓄電池電量超過50%時(shí),不在充電狀態(tài),低于50%時(shí)自動(dòng)充電,這樣保障了蓄電池的壽命,使裝置達(dá)到使用周期為5年內(nèi)不用更換蓄電池。