防鸟刺在输电线路上的应用

2014-04-17李景霞李晋城

科技视界 2014年13期

许焱李景霞李晋城

（1.国网济源供电公司，河南济源 454650；2.国网河南省电力公司检修公司，河南郑州 450000）

近些年，随着人类环境保护意识的提高，自然环境也逐步改善，鸟类数量急剧上升，随之带来的输电线路鸟害故障也明显增加。根据调查，近几年河南地区220千伏线路因鸟害跳闸的次数仅次于外力破坏和雷击闪络，位于该电压等级线路跳闸原因前三位。因此，各式各样的防鸟装置被研发出来，并大量应用于输电线路的防鸟害工作中，输电线路鸟害故障也得到了有效的控制。但是，有些地区由于防鸟刺选取不当或安装位置不正确，导致了输电线路鸟害故障的不断反复。因此，如何选择防鸟刺和正确安装就显得尤为重要。

1 防鸟刺的应用范围

导致线路鸟害故障的主要原因有鸟粪闪络、鸟巢材料短路、鸟类身体短路等几种。其中，鹭科、鹳科等大型水鸟在杆塔上排便引起的线路跳闸约占输电线路鸟害故障的90%，是输电线路涉鸟跳闸的主要原因。鸟巢材料短路、鸟类身体短路引起的线路跳闸主要发生在配电线路中。因此，输电线路防鸟害工作重点是防止大型鸟类造成的鸟害。防鸟刺是加装在杆塔上的“钢针”，目的是为了阻止大型鸟类在杆塔上活动，从而达到消除鸟粪闪络的目标。防鸟刺主要应用于防止110千伏至500千伏线路因鸟粪闪络的工作中。

2 防鸟刺的选择

经过不断地探索，防鸟刺的类型也发展的多种多样。其中，主要有简单的散状金属刺、根部做成螺旋形状的金属刺、底部带有防鸟档板的防鸟刺。通过实践可以看出，性能优良的防鸟刺必须具备可靠、实用、耐用和安装灵活几个特点。

2.1 防鸟刺的可靠性

首先，防鸟刺的设计和安装应保证现有运行设备的安全，必须满足运行线路的各种安全距离，且安装牢固可靠。由于防鸟刺加装在杆塔上方，长时间受风力作用，易产生因风震造成的防鸟刺底座螺栓松动，从而导致防鸟刺整体脱落。因此，防鸟刺螺栓应采取防松措施。

2.2 防鸟刺的实用性

防鸟刺的设计应突出其阻止大型鸟类在杆塔上活动的功能，所以力求简单实用。防鸟刺的长度应根据不同材质进行具体设计。制造长度过大，防鸟刺的韧度及弹性较差，起不到防鸟作用。制度长度过小，防鸟刺防护范围有限，防鸟效果差，也造成了用量的增加，加大了维护的工作量。依据本地区使用经验，防鸟刺长度采用80cm～90cm较为合适。

2.3 防鸟刺的耐用性

目前，防鸟刺有冷镀锌和热镀锌两种。冷镀锌的防鸟刺外观质量较好，但耐腐蚀性能较差，一般运行二至三年会发生不同程度的锈蚀。图1所示产品是我公司运行四年的冷镀锌防鸟刺产品，可以看出鸟刺整体锈蚀严重，鸟刺底部钢丝变细，部分钢丝锈断。这批安装的防鸟刺不仅完全失去了防鸟性能，同时也严重威胁着线路的安全运行。

图1 锈蚀的防鸟刺

热镀锌防鸟刺耐腐蚀性好。我公司采用的热镀锌防鸟刺运行五年仍有良好的防鸟性能。

2.4 防鸟刺的灵活性

防鸟刺应适用于不同型式的杆塔，且安装方便。同时还应保证安装后不会对杆塔检修工作造成影响。目前，常见有两种做法。

（1）鸟刺与底座可分离。安装时，先将鸟刺底座固定在杆塔上，再将鸟刺插入底座内。检修时，将鸟刺从底座中拔出，放置于杆塔上牢靠地方。

（2）鸟刺与底座不可分离，但鸟刺带有收紧装置，且带有转向功能。

3 防鸟刺的安装位置

鸟粪闪络有两种形式：一种是绝缘子表面的积粪引起的闪络。但是由于鸟粪被绝缘子伞裙遮挡分隔为多段，实际上直接发生闪络的机率很低。另一种是鸟粪沿绝缘子外侧附近落下，直接导致上下金具间短路放电，而绝缘子上并不留下鸟粪痕迹，这也是鸟粪闪络的主要形式。清华大学电机系在成功地模拟绝缘子鸟粪闪络现象的基础上，对鸟粪闪络机理及闪络条件进行了研究，认为鸟粪下落的瞬间畸变了绝缘子周围的电场分布，使鸟粪通道在绝缘子高压端发生了空气间隙击穿从而导致了绝缘子闪络。以110千伏合成绝缘子为例，直径为55cm的圆周内均应是防护范围。同时，考虑风力作用下的鸟粪会呈抛物线状下落。实际工作中，将以绝缘子串为基点，两边夹角30～45°的范围内杆塔顶部横担区域做为防鸟重点。其次，鸟刺要保证一定密度，把鸟彻底“堵”在防护区之外。

图2 地线横担遗漏了防鸟刺

工程应用中，由于杆塔型式、种类复杂，我们可能会遗漏一些防鸟重点区域，从而导致鸟害故障的发生。图2中三相导线绝缘子上方鸟刺安装到位，却没有在边导线上方的地线横担上加装防鸟刺，给故障的发生留下了隐患。

图3 杆头遗漏了防鸟刺

图3所示Π型杆，横担的横拉杆及斜拉杆不适合大型鸟类活动和栖息。边导线悬挂点和地线支架上加装了防鸟刺，却没有在电杆的杆头加装，致使大鸟在此栖息，从而导致鸟害故障的发生。

图4 耐张杆上也会发生鸟害

图4所示，220千伏某线#56杆的地线横担安装鸟刺密度不足，致使大鸟在此栖息。鸟粪在风力的作用下，使耐张绝缘子串闪络，导致了2011年2月14日和2011年12月30日两次线路故障的发生。

在本地区长期的鸟类活动观察中，发现大型鸟类一般选择杆塔高处的坚固塔材栖息，一般不会选择中、下层横担。因此，杆塔最高处的导、地线横担是杆塔防鸟的重点区域。加装鸟刺应根据杆塔型式，按绝缘子上方夹角30～45°的原则实施。对于地线保护角过大的杆塔，还须在两边导线安装少量防鸟刺。杆塔其它区域无需过多加装防鸟刺，以减少维护的工作量。