接触网鸟害防治方案研究

赵红玉，魏 博

(铁道第三勘察设计院集团有限公司，天津 300251)

1 概述

由于人类对自然生态环境保护意识的加强，鸟类的繁衍数量也逐渐增多，活动范围日趋扩大，鸟类对于人类的益处是众所周知的，但在我国电气化铁路线路中，鸟类活动引起的线路故障紧次于雷击、外力破坏，居于线路故障总数第3。

电气化铁路接触网供电系统是铁路运输中机车、信号、控制等系统供电的重要组成部分，随着电气化铁路的快速发展，速度不断提高，高铁的供电安全性就更加重要。鸟类活动引起的输电线路短路，电气控制部件损坏、跳闸、机械补偿装置卡滞失灵等问题，严重影响了铁路运输安全，鸟害是影响接触网正常运行的一种自然灾害。因此采取有效的措施，进行防鸟、驱鸟是非常重要和必要的，针对高铁接触网线路长、杆柱型号多、现场环境不一致的情况，采取通用性强的、安装维护方便的主动驱鸟措施(如驱鸟器)更方便有效，在有鸟类栖息的地区安装鸟类保护装置会大大降低一些潜在的危险。［1-5]

2 接触网上鸟类活动对供电线路的主要危害原因

2.1 鸟类筑巢

春季鸟类开始在输电线路杆塔上筑巢产卵、孵化。经实地观察，多是喜鹊、乌鸦、苍鹰等鸟类。用树枝造成的鸟窝，在干燥的天气里虽未造成事故，但遇阴雨天气，杆塔上的鸟巢被风吹散掉落在带电导线或悬瓶上，树枝接触导线(或靠近导线)将发生短路、接地事故。

2.2 鸟类飞行

鸟儿喜欢飞行，而且鸟儿喜欢口叼树枝、铁丝、柴草等物飞行，当它们在线路上空往返飞行时，铁丝、杂草等物落在杆塔横担、悬垂绝缘子均压环上时或穿越靠近杆塔构件与导线绝缘间隙时，会造成线路故障;鸟在横担上刁食小动物时，小动物短接线路引起线路接地跳闸;体型较大的鸟类或鸟类争斗时飞行在导线间可能造成相间短路或单相接地故障。

2.3 鸟粪闪络

一些鸟类虽不在杆塔上筑窝，但栖息在杆塔横担上，由于排粪会使绝缘子污染，在空气潮湿、大雾时易发生闪络事故。原因有三:第一，鸟粪是一种导电混合液体，含水量和电解质较高，在带电导体之间造成闪络;第二，粪便污染了直线悬垂绝缘子串，若积粪太多，会使绝缘子发生污闪事故;第三，当鸟类处在绝缘子串的正上方拉稀屎时，长长的稀屎会沿着瓷裙表面下滑，使绝缘子串上形成一条稀屎短路带，造成绝缘子伞裙短接而使爬距减小，当稀屎短路4片以上绝缘子串时，即可引发一次单相接地故障事故。［6-10]

鸟类对接触网最致命的影响是通过自身身体或鸟巢树枝将带电体与接地体之间的绝缘距离缩小或短接，造成接地跳闸甚至断线，击穿绝缘子等事故。主要表现为鸟窝材料(树枝、铁丝等)对接触网形成短路，导致接触网跳闸停电，影响正常的运输秩序，严重时还可能导致接触网断线或设备烧损。如图1，图2所示。

图1 筑巢用的树枝

图2 设备烧损

3 鸟害发生的常见位置

鸟害是“不明原因闪络”不容忽视的主要原因之一。鸟类有一种相对固定的迁栖习惯，往往一些电气化铁路线多年来接连发生闪络的地区就是鸟类活动较多的地区。这种闪络发生的时间与季节有关，基本与候鸟迁移的季节符合。

发生闪络还与杆塔的结构有关，多发生在门形塔架等结构比较隐蔽处，鸟类常常在此筑巢。有鹰类活动的地方，鹰最喜欢停留的杆塔的顶端或者位置较高的一相上面，居高临下，便于观察和捕捉地面上的小动物。在很多发生鸟害闪络的地方，当地群众和线路维护人员都说有鹰在此活动。

4 现有的接触网鸟害防治措施

单纯依靠人工处置鸟窝只是权宜之计，一方面加大了运营维护的工作量，同时也有可能处置不及时而导致接触网故障，故不是长治久安之策。因此，在接触网上采取有效的鸟害防治措施是非常必要的。

现在国内主要的几种驱鸟方式为:驱鸟剂、图片、声音、光、驱鸟刺、超声波驱鸟。主要驱鸟产品性能对比见表1。

表1 主要驱鸟产品性能对比

4.1 驱鸟剂

涂刷可降解制剂。

4.2 图片驱鸟和声音驱鸟

主要是在现场悬挂模拟鸟类天敌的图片和播放鸟类天敌的声音，使鸟类恐惧，远离该区域。主要在机场、粮库等单一固定场所使用。

4.3 光驱鸟

光驱鸟的产品主要是旋转反光镜，在风的吹动下产生旋转，反射阳光，惊吓鸟类，达到驱鸟目的。

4.4 驱鸟刺

采用散开的尖状金属丝束结构，使鸟类无法在安装有驱鸟刺的部位停留或筑巢，防止鸟类活动。

4.5 超声波驱鸟

发射超声波，恶化鸟类生存环境，使鸟类远离该区域。

5 目前电气化铁路中主要采取的几种措施

通过对电气化铁路防鸟害情况的调查，目前驱鸟剂、超声波驱鸟器、萤火虫驱鸟器、风车式驱鸟器、驱鸟刺在预防鸟害整治过程中都有应用。由于图像、声音驱鸟及超声波驱鸟维护工作量大、维护困难，采用的相对较少。对于硬横梁、供电杆塔等这些鸟巢集中地方的钢支柱还可用铁丝捆绑缠绕，筑成防鸟保安全的坚固铁丝防线。主要采取的接触网鸟害防治措施性能分析如下。

5.1 驱鸟剂

驱鸟剂是一种安全、无毒、无害，具有可降解性的粘性趋避剂，它主要是通过其粘性刺激鸟类的感觉器官(如足部，羽毛等)，使其感觉不适而飞离，同时鸟类在啄去粘在身体部位的残留物时，会刺激鸟类的中枢神经，使其产生恶心，呕吐，从而使鸟类产生记忆效应，远离此区域。驱鸟剂的特点是:安全性好，不影响接触网设备外观;使用方便，用玻璃胶枪涂抹即可;效果持久，一般环境下可持续1年以上;不伤害鸟类，环保，无毒;对设施无腐蚀性，可直接涂抹于设施表面。

5.2 风车式驱鸟器［6，8，9]

风车式驱鸟器一般是以风力为动力源，同时采用独特的轴承，并在风轮上加装贴片或反光镜，使风轮在做反复运动时利用光学反射原理在驱鸟器区域内形成一个散光区，360°反射角，无驱赶盲点，使鸟类惧光不敢靠近筑巢、栖息，从而实现驱鸟功能。见图3、图4。

图3 反光贴片式

图4 反光镜式

5.3 萤火虫驱鸟器(图5)

FireFly型驱鸟器是一种能够旋转发光、反光的驱鸟器，能实现24 h驱鸟功能，其主要的驱鸟原理是采用鸟类敏感的光线理论，鸟类对特定波长的光线尤其敏感，试验证明在特定波长光线的环境中，鸟类主要生理系统会受到严重影响，甚至包括生殖系统紊乱，鸟类在生存中会敏感规避有该类光线的区域或物体，以免对身体造成伤害。因鸟类一般在傍晚甚至夜间才栖息，这是对输电线路最危险的时间段，在光线不足的情况下，FireFly型驱鸟器有夜间发光功能(moonshine技术)，能发出鸟类警觉的光线，远离该区域。

图5 TireFly型驱鸟器昼夜发光对比

5.4 驱鸟刺［6－9](图6、图7)

一些杆塔、肩架的结构复杂，在该处易被鸟搭窝，可在此处及附近采用加装驱鸟刺的措施。这个措施的缺点是安装的范围要比较大，但是安装、维护方便。

图6 防鸟刺

图7 国外铁路防鸟措施

6 不同位置的鸟害特点及防治建议方案分析

结合以上分析，对于不同位置的鸟害特点及防治建议方案如下。

(1)搭建在格构式钢柱2节铁塔的法兰连接处。

特点:对供电安全的危害较小，但影响供电设备的整体美观。

防治方案:安装风车式驱鸟器或驱鸟刺。

(2)搭建在硬横梁钢柱上方、硬横梁吊柱底座上方、硬横梁法兰连接处。

特点:情况较为普遍，对接触网的危害较小，影响供电设备的整体美观，位置比较隐蔽，人工巡视时不易发现，处理用时及难度相对较大，需要停电后人工爬上硬横梁进行处理。。

防治方案:采用质量可靠的金属丝网对钢柱上部和硬横梁进行四面防护。

(3)搭建在硬横梁接触悬挂上方。

特点:对接触网的危害最大，极易造成因树枝下垂短接承力索导致跳闸停电甚至发生断线事故，发现后需要立即申请停电天窗进行处理。

防治方案:采用质量可靠的金属丝网对硬横梁进行四面防护。

(4)搭建在接地跳线肩架或斜腕臂跳线回头处、附加导线下锚角钢与接地跳线肩架之间、在腕臂上底座与跳线肩架处。

特点:对接触网的危害较大，易发生树枝下垂短接绝缘子造成跳闸。

防治方案:根据现场实际调整肩架位置，改变跳线肩架的结构偏转方向，使其不具备搭建鸟巢的条件，同时，安装风车式驱鸟器进行预防。

(5)搭建在隔离开关底座处。

特点:对供电安全危害极大，且隐蔽性强，搭建初期不易发现，极易造成重复跳闸，烧坏设备。

防治方案:采取驱鸟剂的方法进行预防，在每年春季完成驱鸟剂的涂抹工作，下雨后要及时进行补涂。

(6)搭建在钢柱大限界框架处。

特点:由于采用大限界框架处所很少，这种搭建位置较少，但树枝过长会短接绝缘子造成跳闸。

防治方案:采用质量可靠的金属丝网对硬横梁进行四面防护。

(7)搭建在棘轮补偿装置的框架内。

特点:主要在高速铁路棘轮补偿处，数量较多。由于鸟巢搭建在几轮补偿装置的棘轮底座的机构内，距离接触网带电设备距离较远，对供电安全基本没有影响，但可能影响棘轮补偿绳的伸缩或出现卡槽现象。

防治方案:安装风车式驱鸟器或鸟刺进行预防。同时，加强巡视检查，发现后利用正常天窗进行处理。

(8)搭建在AF线或供电线肩架处。

特点:鸟巢的树枝距AF线或供电线距离较近，易搭接在AF线或供电线上，造成短路跳闸，危害很大。

防治方案:安装风车式驱鸟器进行预防。

鸟害防治建议方案中涉及到的风车式驱鸟器需在接触网线索或结构物上固定，具体固定方式还需结合安装处所具体考虑。一般情况下，驱鸟器必须被安装在鸟类上方或与鸟类视线平齐的位置，才能够有效起到阻止鸟类栖息或筑巢的目的。以鸟类的视线来看这个驱赶半径是一个水平的效果。如果将驱鸟器安装超出鸟类的直视范围，或者被植物、障碍物挡住，驱鸟器就不会起到驱鸟的作用。

驱鸟器的几种安装方式如下。

直立式:适合在杆塔顶部安装，位置合适，驱鸟范围大。

预绞式:可方便安装在圆柱结构。

卡夹式:可安装到线索及圆环形的设备上。

只要驱鸟器在设备周围的安装位置合适，驱鸟器就可有效地工作。

7 结论

以上根据现有电气化铁路经验，总结出的几种典型危害及防治措施，安装的金属丝网、驱鸟器等设施需纳入正常的设备管理，要安装牢固可靠，出现锈蚀、断裂、失效等情况要及时更换。对于行车、供电安全危害极大、较大的要及时处理;危害较小的加强巡查，利用正常天窗点集中处理。还可借鉴架空高压输电线路中采用的防鸟害措施，进一步研究防鸟篮、激光驱鸟器、超声波驱鸟器等防鸟设施在电气化铁路中的应用。在鸟害防治过程中，要结合实际情况采取针对性措施，灵活地将各种防鸟措施配合使用，以达到综合治理鸟害的目的。

［1]中铁电气化局集团有限公司.电气化铁道接触网［M].北京:中国电力出版社，2004.

［2]张占胜.鸟类对接触网运行的影响及防护［J].科技情报开发与经济，2006(24).

［3]赵 军.高速铁路驱鸟方法研究及驱鸟器的使用［J].城市建设理论研究(创新科技)，2011(4).

［4]于万聚.高速电气化铁路接触网［M].成都:西南交通大学出版社，2002.

［5]吉鹏霄.接触网［M].北京:化学工业出版社，2006.

［6]李 虹.高压输电线路鸟害特点及防治措施分析［J].电力安全技术，2008(8).

［7]张爱萍，刘建兵，白 云，等.输电线路鸟害故障的特征及预防装置［J].内蒙古电力技术，2002(5).

［8]梅超美，蒲 路，王雪松，等.架空输电线路鸟害防治技术分析［J].陕西电力，2008(8).

［9]温渡江.电力线路鸟害故障规律与防治对策［J].电力安全技术，2004(8).

［10]陈 坤.浅谈防范鸟害重要性［J].中小企业管理与科技(上旬刊)，2009(10).