吉林电网220 kV输电线路鸟害故障研究

矫立新，王志钢，金 鹏，张 杨，刘俊博，刘 赫，刁美娜

(1. 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，长春 130021；2. 国网吉林省电力有限公司，长春 130021；3. 国网松原供电公司，吉林 松原 138000；4. 国网延边供电公司，吉林 延吉 133000)

近年来，随着生态环境的改善和人们对野生动物保护意识的增强，鸟类活动更加频繁，加之吉林电网输电线路规模逐年扩大，由鸟类活动引起的架空输电线路跳闸故障(以下简称鸟害故障)次数也有明显上升，鸟害已成为仅次于雷害、外力破坏的第三大输电线路跳闸原因[1-2]。为保障输电线路安全稳定运行，有必要对鸟害故障发生原因和规律进行分析，以便更好地开展防鸟害工作。以下对吉林电网220 kV输电线路近7年的鸟害故障情况进行统计研究，从鸟害故障的总体趋势、时间分布、区域分布、线路相别分布及引起故障鸟种等几方面进行分析，并根据吉林省鸟害风险区域及其特点提出吉林电网防范鸟害故障建议。

1 吉林电网鸟害故障情况

2010年至2016年吉林电网220 kV架空输电线路共发生故障357次，其中鸟害故障88次，占故障跳闸总数的24.65%。鸟害故障的发生与鸟类活动情况紧密相关，下面将7年来吉林电网鸟害故障数据与鸟类活动情况相结合进行统计分析，得到了鸟害故障的时间分布、区域分布、线路相别分布及引起故障鸟种等几方面特点[3-4]。

1.1 鸟害故障总体情况

2010年至2016年吉林电网各地市公司220 kV输电线路鸟害故障统计情况见表1。

从表1看出，吉林、四平、长春、通化公司鸟害故障次数较多，共计68次，占故障总数的77.27%。吉林省有三条大的鸟类迁徙通道，一条为贯通松原、四平西南及长春西北地区；另一条为吉林、长春东南、四平东部及辽源地区；另外由于延边地区位于吉林省南部隔朝鲜半岛面临太平洋，西、北、东三面为大小兴安岭和长白山所围成的马蹄型地形，是迁徙鸟类重要停歇地，停歇鸟种和种群数量都较大。跳闸次数较多的线路单元基本处于三大鸟类迁徙通道路径范围内。

表1 2010年至2016年吉林电网各地市公司220 kV输电线路鸟害故障

鸟害一般分为鸟巢、鸟粪、鸟体短接和鸟啄四大类[5]。对鸟害故障的类别进行统计分析，鸟粪类发生的故障为84次，占故障总数的95.45%，是引起鸟害故障的主要发生原因；鸟巢、鸟体短接、鸟啄类发生的故障较少，分别为1、2、1次，共占故障总数的4.55%，为次要原因。

1.2 时间分布特点

受鸟类的迁徙、繁殖、捕食等生活习性影响，鸟害故障季节性和时间性特点较强[6]。吉林省鸟害一年四季均有发生，但各季情况有所不同，从鸟害发生的时间看，春末夏初和秋季为鸟害多发时期。目前吉林省鸟害具有明显的季节性特点，存在3个发生高峰期：3至5月份、7至8月份和10至11月份，其中全年中4月份最高，占全年鸟闪络事故的29.54%。这与3至5月份是鸟类迁徙高峰期有直接关系，而且鸟类进入繁殖期，尤其4月份鸟类迁徙和繁殖均为高峰期，导致这一时期事故发生率高，另外在吉林省初春和初冬季节，天气乍冷还寒，鸟的食物混杂，粪便较稀，而鸟窝的搭建也是在横担靠杆或有支撑物处如拉杆等，有些大型鸟类还在凌晨起飞的时候排泄粪便，能沿瓷瓶串造成放电通道；7～8月份为繁殖鸟类的雏鸟离巢期；10～11月份为鸟类迁徙期，导致这两个时期事故发生率较高。全年鸟害故障按月份统计分析见图1。

图1 鸟害故障月份统计

以全天24 h 分段统计，吉林电网鸟害故障在不同时间发生数量存在显著差异，具有明显的时段性特点，夜间发生的鸟害故障比白天多，主要集中在20时至次日7时，尤其是4时至6时，鸟类一般在凌晨开始外出觅食，夜间休息。一些鸟类，尤其是没有巢穴的鸟类或某些大型涉水禽类等喜欢栖息在输电线路、铁塔等位置较高的地方。鸟的这种活动规律造成了鸟害故障在一天中不同时段发生的概率不同。

1.3 区域分布特点

鸟害故障的分布呈现较强的区域性[7]。耕地发生的故障最多，共计63次，占故障总数的71.08%；丘陵发生的故障次之，共计9次；湿地、密林、城区发生的故障最少，均为4次。由于环保意识的不断增强，人类对于鸟类的滥捕、滥杀趋近于零，且耕种地一般处于乡镇、近郊、村屯附近，周边大多有小溪、水渠、水库、水井等水源，耕种地内玉米、高梁等农作物和秋收后居民的粮食存储，都为鸟类提供了较好的饮食条件。

1.4 故障相别分布特点

输电导线的空间位置主要由导线的排列方式决定，排列方式包括垂直排列、水平排列和三角排列。吉林省220 kV架空输电线路的杆塔塔型包括干字塔、猫头塔、酒杯塔、门型塔和鼓型塔。其中鼓型塔导线为垂直排列，猫头塔、酒杯塔和门型塔导线为水平排列，干字塔导线为三角排列。

导线为水平排列的杆塔发生故障最多，共计63次，占故障总数的71.59%，其中，中相导线发生的故障最多，共计43次，占全部故障的48.86%；猫头塔、酒杯塔和拉门塔等直线杆塔中相导线发生鸟害故障概率高，应重点加装防鸟装置。鸟害故障发生在导线呈三角或水平排列型式的中相导线的比例明显高于发生在其他相的比例，这是由于中相导线横担一般位置较高、空间较大，鸟类在上面视线较好、活动方便，容易在中相横担上搭窝、驻足，导致鸟类在中相导线上方活动的概率大大增加。

1.5 引起故障鸟种特点

统计结果表明，鸟鹰引发的故障最多，为84次，占故障总数的95.45%；东方白鹳与喜鹊引发的故障最少，分别为3、1次，共占故障总数的4.55%。

吉林省鸟类种类西部数量要高于东部山区，特别是鸟鹰、喜鹊密度明显大于东部山区。鸟鹰导致线路跳闸率较高，主要是因为架空输电线路多处于农耕或山区，鸟鹰多食老鼠等小型动物，即使杆塔上有喜鹊亦会被以食肉为主的鸟鹰驱赶至其他位置，因此鸟鹰在其飞翔、停歇、排便时引发的鸟害故障最多。

2 吉林省鸟害风险区域等级分布

根据电力行业DL/T 1570—2016《架空输电线路涉鸟故障风险分级及分布图绘制》和《输电线路六防工作手册 防鸟害》中对鸟害故障风险等级划分的规定，鸟害故障风险由低到高划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级。目前吉林省鸟害风险Ⅱ级覆盖面积大约0.32×104km2，占全省面积1.7%；鸟害风险Ⅲ级覆盖面积大约0.09×104km2，占全省面积0.62%。吉林电网处于鸟害风险Ⅱ级区域的线路有1 921.8 km，处于鸟害风险Ⅲ级区域的线路有948.5 km。

西部的松原与白城交界查干湖区域、中部的长春、四平、吉林地区以及通化部分地区，由于森林覆盖率低于15%，植被以人工林和农田为主，鸟类活动在漫长的历史发展过程中，受到外界环境条件影响，构成独特的鸟类区域性活动范围，同时也是迁徙鸟类重要停歇地，在迁徙的过程中，栖息于输电线路杆塔上，导致上述区域时有鸟害引起输电线路跳闸，该地区鸟害故障风险Ⅱ、Ⅲ级特征是按照区域分布。吉林省东南部山区和西部盐碱地、沙地，由于长白山森林、西部平原的独特地理环境，鸟类活动范围是按照地带和非地带性分布，相对鸟害引起输电线路跳闸故障较少，鸟害风险Ⅱ、Ⅲ级区域特征为孤岛分布。经分析，四平、松原、白城、吉林、长春、通化为鸟害高发区，延边、白山、辽源为鸟害低高发区。

吉林省鸟害风险Ⅱ区域：涉鸟故障鸟类主要是排泄物为猛禽型(稀粪便)，其次为偶尔在输电线塔栖落的非雀形目鸟类或偶尔利用输电线塔繁殖的中、小型猛禽，涉鸟故障其活动区域特征是人类活动较少的、树木较稀疏、候鸟次要迁徙通道、山地丘陵和山地森林的交界区、农田地区、河流、水海洋等水域周边6 km范围内。对发生故障杆塔周边6 km范围抽样调查，鸟筑巢率大于15.0%且不大于20%，目前吉林省鸟害风险Ⅱ级覆盖面积占全省面积1.7%。

吉林省鸟害风险Ⅲ区域：涉鸟故障鸟类通常为利用输电线路上喜鹊巢繁殖的中、大型猛禽(包括隼形目和鸮形目猛禽)，不利用输电线塔繁殖但常夜宿或栖落于线路杆塔取食的中、大型猛禽，其活动区域为人类活动较少的、树木较稀疏、候鸟主要迁徙通道、山地丘陵、平原、农田地区、湖泊、河流、沼泽、海洋等水域周边6 km范围内。对发生故障杆塔周边6 km范围抽样调查，鸟筑巢率不小于20%，目前吉林省鸟害风险Ⅲ级覆盖面积占全省面积0.62%。

3 吉林电网防范鸟害建议

对吉林电网220 kV输电线路近7年的鸟害故障情况进行统计研究，得到了鸟害故障总体情况、时间分布、区域分布、线路相别分布及引起故障鸟种等几方面特点，明确了吉林省鸟害风险区域特点。建议因地制宜开展鸟害防治工作，针对不同的鸟害防治区域及线路情况，制定合理的防鸟策略和配置不同的防鸟装置。

3.1 实现鸟害防治重点区域划分

近年来，吉林电网采取了大量防鸟害措施，但要么防护不足，使已有的防鸟害装置形同虚设，要么防护过当，造成不必要的经济损失，因此，有必要结合吉林省鸟害风险区域特点，根据吉林电网鸟害故障与鸟类活动情况综合确定各区域、线路的风险类别与故障风险等级，绘制涉鸟故障风险分布图，实现鸟害防范重点区域划分。根据鸟害的危害程度及线路的重要程度有针对性采取相应防鸟害措施，提升鸟害防治工作的规范化、标准化和科学化水平。

3.2 建立科学合理的鸟害防治体系

目前应用在电力系统中的各类防鸟害措施都各有优缺点，区域不同，鸟种及其活动规律也有所不同，且鸟类具有极强的适应能力，因此必须根据不同地区鸟类的种群分布、生活习性、迁徙特点，采用疏堵结合的手段，制定有效的组织管理策略和防鸟措施，在线路关键部位不给鸟类活动留下空间，同时在对线路运行不构成威胁的区域给鸟类生活创造条件，建立引鸟、驱鸟、防鸟三位一体的鸟害防治体系，实现人与社会、人与环境和谐发展。

3.3 提升鸟害防治措施的有效性

输电线路鸟害的防治是世界性难题，该研究涉及鸟类学、生态学、动物学、植物学、气象学等综合学科，要想取得良好的鸟害防治效果，必须将其作为长期可持续研究与应用的综合性课题。在现有鸟害防治技术的基础上，满足安全运行的前提下，结合线路实际运行状况及线路环境的不同，借助其他学科的研究成果，加强科技研发，适时研发符合实际运行的防鸟装置，同时提出修改建议与各类针对性措施，提高防鸟措施的有效性和经济性。

3.4 建立鸟害防治的组织管理长效机制

鸟害防治仅靠技术措施还远远不够，只有配以适合季节性鸟害防治的组织管理长效机制，才能充分发挥防鸟装置的作用。在鸟害多发季节加强现有防鸟重点线路的排查和管理，对防鸟装置的完好性进行检查，以涉鸟故障风险分布图给定的线路为主，开展重点排查，以零星发生鸟害线路为辅，逐步有序地开展排查，及时清除危及线路安全的鸟巢。

4 结论

a.2010年至2016年，吉林电网220 kV架空输电线路共发生故障357次，其中鸟害故障88次，占故障跳闸总数的24.65%；四平、吉林、长春、通化发生的鸟害故障共计68次，占故障总数的77.27%；其中鸟粪类故障次数最多，为84次，占故障总数的95.45%。

b.对吉林电网鸟害故障的时间分布、区域分布、线路相别分布及引起故障鸟种等几方面进行了分析。在时间分布方面，鸟害故障主要发生在春末夏初和秋季，在一天中又以4时至6时最为集中；在区域分布方面，鸟害故障主要发生在耕种地区，距离水源、粮食种植与存储地越近，鸟类活动越频繁；在线路相别分布方面，鸟害故障发生在导线呈三角或水平排列型式的中相的比例较高；在引起故障鸟种方面，鸟鹰导致线路跳闸率最高。

c.吉林省中部地区和西部平原区是鸟害故障易发区。西部的松原与白城交界查干湖区域、中部的长春、四平、吉林地区以及通化部分地区是迁徙鸟类重要停歇地，该地区鸟害故障风险Ⅱ、Ⅲ级特征是按照区域分布；吉林省东南部山区和西部盐碱地、沙地相对鸟害引起输电线路跳闸故障较少，鸟害风险Ⅱ、Ⅲ级区域特征为孤岛分布。

d.因地制宜开展鸟害防治工作，针对不同的鸟害防治区域及线路情况，制定合理的防鸟策略和配置不同的防鸟装置。以科学划分鸟害防治重点区域为基础，建立引鸟、驱鸟、防鸟三位一体的鸟害防治体系，通过加强科技研发提高防鸟措施的有效性和经济性，最终建立适合季节性鸟害防治的组织管理长效机制。

参考文献：

[1] 国家电网公司运维检修部．输电线路六防工作手册防鸟害[D]．北京：中国电力出版社，2015．

[2] 易辉，熊幼京，周刚，等．架空输电线路鸟害故障分析及对策[J]．电网技术，2008，32(20)：95-100．

[3] 唐永胜，唐永明，张勇．220 kV输电线路鸟害跳闸原因分析及整改措施[J]．黑龙江电力，2002，24(3)：213-218．

[4] 郭开禄，聂新华，吴克谦，等．220 kV输电线路直线杆塔中相鸟害分析与防治[J]．江西电力，2007，31(5)：35-37．

[5] 林锐，李扬森．架空输电线路鸟害防治措施研究现状及展望[J]．能源与环境，2015(5)：18-22．

[6] 吴增明，王科，周仿荣．云南电网输电线路鸟害差异化防治研究：云南电力技术论坛论文集[C]．昆明：出版者不祥，2015．

[7] 丁薇，周仿荣，黄修乾，等．云南鸟类活动与线路鸟害跳闸关系[J]．云南电力技术，2015，43(4)：3-4．