秦岭山区动物对牵引供电系统安全的影响及防护措施

董建林

（中国铁建电气化局集团有限公司，西安 710000）

0 引言

随着人类对环境保护意识的增强，动物的繁殖数量逐渐增加，活动领域日益扩大，加之陕西省统筹推进秦岭山区植被保护与生物多样性保护，大力加强环境保护措施，使秦岭山区环境、动植物资源得到了进一步保护，目前秦岭地区动物种类、数量繁多，本文通过对西成客专开通以来秦岭山区牵引供电设备故障原因分析，发现由鸟类、鼯鼠造成秦岭山区牵引供电设备故障占故障总数的第1位，并依次对鸟类、鼯鼠造成秦岭山区牵引供电设备故障原因进行分析，提出秦岭山区鸟类、鼯鼠活动频繁地区牵引供电系统的防治对策。

1 牵引供电设备故障统计情况及结果分析

西成高铁自开通运行以来，共发生5次牵引供电跳闸现象，经过分析，跳闸情况全部由秦岭山区接触网设备故障引起，接触网供电线上网门型架柱式复合绝缘子闪络，造成1次跳闸；接触网供电线悬挂点处悬式瓷质绝缘子闪络，造成2次跳闸；接触网隧道间正馈线悬式瓷质绝缘子闪络，造成1次跳闸；接触网隔离开关柱式复合绝缘子闪络，造成1次跳闸；综上所述可以发现，故障点主要集中在秦岭山区隧道间正馈线悬式瓷质绝缘子、供电线悬式瓷质绝缘子、隔离开关柱式复合绝缘子和供电线上网门型架柱式复合绝缘子。

2 牵引供电设备故障原因分析

经过对牵引供电设备故障分析，猫头鹰夜间落在接触网供电线上网门型架柱式复合绝缘子附近，猫头鹰翅膀短接复合绝缘子，复合绝缘子闪络，造成1次跳闸；喜鹊落在供电线悬挂点附近，翅膀短接供电线悬式瓷质绝缘子，悬式瓷质绝缘子闪络，造成1次跳闸；鼯鼠夜间在滑翔过程中翼膜短接隧道间正馈线悬式瓷质绝缘子，悬式瓷质绝缘子闪络，造成1次跳闸；鼯鼠夜间在滑翔过程中翼膜短接接触网供电线悬式瓷质绝缘子，悬式瓷质绝缘子闪络，造成1次跳闸；鼯鼠夜间在滑翔过程中翼膜短接隔离开关柱式复合绝缘子，隔离开关柱式复合绝缘子闪络，造成1次跳闸；综上所述可以发现，鸟类引起接触网设备故障2次，鼯鼠引起接触网设备故障3次。

图1 被高压电流烧伤的猫头鹰

图2 烧伤柱式复合绝缘子

图3 被高压电流烧伤的喜鹊和烧伤供电线绝缘子照片

图4 隧道间正馈线绝缘子烧伤照片

3 防治对策

3.1 猫头鹰、喜鹊、鼯鼠生活习性

1）猫头鹰属脊椎动物门，鸟纲，猛禽类，鸮型目，国家二级保护动物。习惯于晨、昏和黑夜捕猎，被称为“夜猫子”，白天即群栖于树荫隐蔽处。听觉、视觉发达，性情温柔，爱清洁，每当深夜、明月高悬时即开始“音乐晚会”，其实是调情的表现。食物以鼠类和其他小型动物为主。

图5 被高压电流烧伤的鼯鼠

图6 鼯鼠将隧道间隔离开关支持绝缘子烧伤照片

2）喜鹊，国家野生保护动物，在山区、平原都有栖息习惯，无论是城市、郊区、乡村、山林都能看到，适应能力强，经常出现在人类活动地区。喜鹊白天觅食，夜间栖息。通常在高大树木上营巢，有时也在乡村附近和公路旁的树上营巢，甚至在高压电力铁塔上营巢。

3）鼯鼠，中国野生保护动物，能够利用翼膜在山林自由滑翔，迄今已发现分布于中国秦岭山区的有3种：灰头鼯鼠、红白鼯鼠和复齿鼯鼠，鼯鼠滑翔时速度快速，接近目标时，它会调整飞行角度，增大与空气阻力，从而减少与目标树的冲击。鼯鼠的生活习性特点：一是不筑巢，栖身在现成的岩壁缝或树洞中，窝内仅铺些干草，冬天用干草封住洞口御寒，然后倒头蛰伏直至春天到了；二是喜欢安静，胆小，喜欢独居，夜行性较强，对有光地方的利用会比无光地方利用少，只有春季的繁殖季节到来，它们才会配对繁殖后代；三是对气温敏感，怕低温又怕高温；四是白天休息，夜间觅食叶子、果子、虫子或小型鸟类；五是在固定地点排泄粪便，一般在巢穴附近排泄粪便；六是滑翔，当它碰到天敌或觅食时会借力腾空而起，快速展开翼膜滑翔而去。

3.2 防治措施

3.2.1 组织措施

绘制秦岭山区动物病害地域布置图，利用统计学原理分析牵引供电动物病害故障，根据秦岭山区动物病害地域内动物的物种、产生病害的季节和病害地段绘制牵引供电动物病害地域布置图。牵引供电动物病害地域布置图便于查找动物病害故障位置，方便故障排除，恢复行车。

3.2.2 技术措施

1）鸟类翅膀、鼯鼠翼膜容易造成悬式瓷质绝缘子串短接，引起跳闸情况，主要由于鸟类翅膀、鼯鼠翼膜接触面积过大，爬电距离减少，可以通过采用增加悬式瓷质绝缘子直径方法，增加绝缘子串爬电距离，减少鸟类翅膀、鼯鼠翼膜与绝缘子串接触面积，隧道间悬式瓷质绝缘子串第一片绝缘子，即与肩架球头挂环连接绝缘子，由XWP2-70型（绝缘件公称直径255mm）改为XP-400型（绝缘件公称直径360mm），悬式瓷质绝缘子爬电距离由1600mm增加至1725mm，减少鸟类、鼯鼠类动物短接牵引供电设备造成绝缘子闪络故障率。

图7 标准伞几何参数计算图

S=Sab+Sbc+Scd+Sde+Sef+Sfg+Sgh+Shi+Sig

S表示爬距，ab、bc、cd、de、ef、fg、gh、hi、ig表示直线或者曲线长度。

2）在隧道间中间柱、转换柱、下锚柱、对向下锚柱、上网门型架、供电线钢柱、隔离开关底座处增设防鸟害措施。

（1）在隧道间中间柱、转换柱、下锚柱、对向下锚柱、上网门型架、供电线钢柱安装风车光片式驱鸟器。风车光片式驱鸟器集转动、发光、反光于一体，白天反射阳光，在光线昏暗和夜晚时自身发光，选择鸟类最敏感的光色，使鸟类产生焦躁情绪，驱使鸟类远离牵引供电设备。

图8 原绝缘子串示意图

图9 优化后绝缘子串示意图

（2）在上网门型架、供电线钢柱、隔离开关底座处安装超声波驱鸟器。超声波驱鸟器采用红外线感技术感知鸟类的靠近自动发出使鸟类恐惧的声音、超声波或发出闪光，从而迫使鸟离开所要保护的区域，达到驱鸟目的。

（3）在隧道口附加导线对锚处涂抹驱鸟剂。驱鸟剂中添加天然植物性精油，有效的刺激鸟类的嗅觉，同时对鸟类五项器官都有刺激作用，让鸟类感觉不适而离开。

（4）在供电线钢柱、下锚柱处安装鸟刺。

通过上述防鸟害技术措施，可以减少鸟类对存在牵引供电设备路径利用和对钢柱的利用，降低鸟类动物短接供电设备造成绝缘子闪络故障率。

图10 风车光片式驱鸟器

3）在供电线钢柱增设太阳能照明灯具，使灯光朝向钢柱顶端，夜间开启灯具，通过开启灯光方式，减少夜行性较强猫头鹰、鼯鼠对存在供电设备路径利用，降低鸟类、鼯鼠类动物短接牵引供电设备造成绝缘子闪络故障率。

4 结论

经过对秦岭山区动物原因造成牵引供电设备故障情况进行了统计，发现牵引供电设备故障主要由鸟类和鼯鼠造成，分析了牵引供电动物病害形成的原因及规律，根据牵引供电系统施工情况提出了并制定防治措施；利用统计学原理分析牵引供电动物病害故障，并根据动物病害的种类、发生动物病害的季节和位置制作牵引供电动物病害地域布置图防治的思路、方法和通过对鸟类（喜鹊、猫头鹰）、鼯鼠生活习性的研究，采用增加悬式瓷质绝缘子直径、增设防鸟害措施、增设照明灯具等方式可以减少鸟类（喜鹊、猫头鹰）、鼯鼠对存在牵引供电设备路径利用，降低鸟类、鼯鼠类动物短接牵引供电设备造成绝缘子闪络故障率，同时也减少了牵引供电设备对野生保护动物的伤害。