输电线路鸟害故障特征分析及防护措施研究

芶庆松

摘要：通过对输电线路故障进行分析可以发现，鸟害故障已成为导致输电线路出现安全事故的关键因素，较为常见的鸟害故障有鸟类筑巢故障、鸟类捕食故障、鸟类飞行故障、鸟粪引起闪络故障以及捕食鸟类故障。基于此，也就需要相关部门及人员能够重视鸟害故障的防范重要性，根据鸟害故障的产生原因和特点，以及我国环境变化特征，制定出促使电力行业与自然环境和谐发展的防范措施。

关键词：输电线路;鸟害故障;特征;防护措施

随着人类保护意识的增强，鸟类的种群和数量逐年增加，活动范围日趋扩大，给输电线路的安全稳定运行带来了极大的威胁。根据近年来的事故跳闸统计，由鸟害造成的事故跳闸位居第三位。鸟害故障的频发，給电网的安全可靠运行造成了极大损害，因此做好输电线路的防鸟害工作极为必要。

1电网鸟害故障的原因与特点

电网线路鸟害故障的相关数据显示，鸟害故障常出现在春季、冬季，究其原因是鸟类迁徙发生在这两个季节，它们在迁徙时会在电网的线缆、杆塔等位置栖息或筑巢。这样看来，季节性是电网鸟害故障的一个特点。根据统计还显示，夜晚是鸟害故障频繁出现的时间段，因此，鸟害故障还具有时间性的特点。而且，鸟害故障还具有区域性的特点，它们多栖息在靠近河流、山林、农野等区域的电网线路上，这些地带地广人稀，是鸟类喜好的生存地。除此之外，由于鸟类筑巢多依赖以往的位置，就算人们清理了他们的鸟巢，第二年可能还会选择在这个地方筑巢，所以也造成了鸟害故障随着筑巢反复而具有复发性的特点。最后，鸟害故障有保护动作瞬间性的特点。鸟类在电网线缆上展翼栖息会造成相间短路，电网线缆上存在筑巢采用的藤蔓、树枝、金属丝等杂物会引发接地或相间短路，导致线路保护动作，从而开关瞬间跳闸。

2鸟害故障种类

根据统计数据，输电线路鸟害故障主要有以下几种类型：鸟粪闪络、鸟巢材料故障、鸟体闪络故障、鸟类天敌故障等等。其中鸟粪故障是所有鸟害故障的最典型形式，其占比最高。

2.1鸟体闪络故障

鸟类喜好在杆塔上筑巢或者栖息，其中部分体型较大的鸟类，如白鹭、天鹅、白鹳、黑鹳等鸟类，其翼展往往超过1m以上，当这种大型鸟类在输电线路上飞行时，易造成相间短路或者单相对地短路。由鸟身体直接造成的故障一般易发生于110kV及以下输电线路上，220kV及以上电压等级更高，绝缘子串长，一般不会直接形成鸟体闪络故障。

2.2筑巢材料故障

鸟类一般于春季开始在杆塔上进行筑巢，其采用的筑巢材料中往往包含长条形稻草、树枝或藤曼等等。当鸟类在输电线路附近飞行时，易将筑巢材料滑落，或者鸟巢在风吹、鸟类活动下造成筑巢材料掉落，当长条形且带有一定导电性的筑巢材料沿导线附近掉落时，易引起间隙的局部甚至全部桥接，形成闪络。

2.3鸟粪闪络

因鸟类排便活动引起的输电线路跳闸被称为鸟粪闪络。根据形成机理的不同，可将鸟粪闪络分为两种，一是鸟粪空间闪络，二是鸟粪污闪。当较大体型鸟类排便时，易形成一段较长的且连续的条状鸟粪，由于鸟粪具有一定的电导率，当鸟粪沿绝缘子旁下落时，易引起空间电场的严重畸变，最终诱发闪络。这种由鸟粪引起绝缘子旁空气间隙击穿的闪络即为鸟粪空间闪络，主要出现在220kV及以下电压等级，500kV及以上电压由于绝缘子串长足够长，一般难以发生鸟粪空间闪络。除了直接导致闪络外，鸟类排便时往往容易在绝缘子上留下鸟粪痕迹，随着鸟粪的不断累积，在潮湿的气候下，容易形成绝缘子沿面闪络，这种类型的闪络特征与绝缘子污闪基本一致。

2.4鸟类天敌故障

输电线路上鸟类活动的存在易吸引其天敌，例如蛇类。当蛇类在输电线路上爬行时，容易短接线路形成闪络。

2.5复合绝缘子故障

部分鸟类有啄食复合绝缘子的习惯，如喜鹊、啄木鸟等。鸟类的啄食使得绝缘子护套、芯棒受损，在潮湿的气候环境下，易产生局部放电，使得绝缘子的电性能及机械性能急剧恶化，严重时甚至导致脆断的严重事故。

3鸟害故障特征

鸟类是鸟害故障的主体，而鸟类活动受多种因素的影响，因此鸟害故障呈现出了典型的时间、地理以及季节特征，不同地区或不同季节的鸟害故障呈现的形式有显著的差异。

3.1季节特征

季节的变换对鸟类活动具有显著的影响，所以鸟害故障具有明显的季节特征。春季为大部分鸟类的繁殖及觅食季节，鸟类活动频繁程度高于其他季节，因此输电线路春季鸟害故障出现的频度明显高于其他季节。秋季为各种作物的丰收季节，鸟类有充足的食物供给，因此易产生大量的排便，由此引起的鸟粪闪络也呈高发的特点。

3.2地理特征

鸟类种类及分布与地理环境有紧密联系，因此鸟害故障与地理环境具有高度相关性。根据历年电网统计数据，鸟害故障多发生于跨越山川、河流、湖泊、森林的线路区段，一来远离人类活动的干扰，二来这些地区可以为鸟类提供充足的食物，另外，也有较好的天然栖息环境。这些地区发生的鸟害故障多数为鸟粪闪络故障，而鸟巢类故障则相对少见，这是因为鸟类有较好的栖息环境，无需在杆塔上筑巢的缘故。

3.3电压等级

鸟害故障多发生于220kV及以下电压等级输电线路上，由于电压等级较低，绝缘子串长较短，鸟类活动能轻易的引起间隙电场畸变以致发生闪络。而500kV及以上电压等级则相对较难发生闪络。

3.4杆塔结构

根据统计数据，直线塔上鸟害故障发生概率高于耐张塔，这是由于直线塔的塔身结构更方便鸟类驻留。相比于V型布置的绝缘子串，I型绝缘子串上相对跟更容易积累鸟粪，因此I型串绝缘子更容易发生鸟粪污闪事故。

3.5重合闸成功率

鸟害故障中除了鸟体、鸟类天敌、鸟粪污闪外，其余集中类型都是瞬时性接地故障，因此能成功重合闸。相关统计数据中，某地区总计399次鸟害故障，其中重合闸成功次数为376次，高达94%，具有较高的重合闸成功率。

4防治措施

与传统的外破及雷击等故障不同的是，鸟害故障由鸟类活动引起，而鸟类活动的影响因素多，不确定性大，且鸟类具有较强的适应能力与调节能力，使得鸟类活动的防范措施实施起来难度很大，无法起到很好的效果。根据电网多年的运行经验，针对不同地区、不同电压等级输电线路，并结合经济性、可行性等，已形成了差异化的防鸟措施。

4.1布设防鸟挡板

布設防鸟挡板的目的是防止鸟粪沿绝缘子旁边下落，或者避免鸟粪掉落在绝缘子伞裙上，可以避免因鸟粪引起的闪络发生。防鸟挡板一般安装在杆塔顶部，绝缘子与导线悬挂点的正上方。

4.2布设防鸟网

防鸟网一般布设于猫头结构塔形的中间横担处，用于防止鸟类进入，以达到避免鸟害故障发生的目的。防鸟网一般用金属丝织成，结构简单。

4.3安装防鸟拉线

与安装防鸟网的目的相同的是，本质上是阻止鸟类活动，包括驻留以及筑巢等等。该措施实施起来相对容易，且投资小，可以产生持续性效果，对于易筑巢的杆塔，多采用这种措施。

4.4大盘径绝缘子

采用特制的绝缘子，其中从上往下第一片绝缘子的伞裙面积显著大于其他绝缘子，主要作用是当鸟类有排便等活动时，大盘径绝缘子遮挡鸟粪的下落，其作用与防鸟挡板相似。

4.5驱鸟器

前面几种措施均是采用预防的手段，尽可能降低鸟类活动的影响，而驱鸟器则是采用一定的技术手段，对潜在可能落在杆塔上的鸟类间接或直接的驱离，最常见的驱鸟器有风车式驱鸟器以及超声波驱鸟器等。风车式驱鸟器通过自然风力驱动旋翼旋转，旋翼上安装有红色或黄色的反光镜，旋转时会产生变化的红光或黄光，引起鸟儿警觉甚至是不敢靠近。这种措施结构简单，安装便捷，但存在着以下问题：一是带旋转功能的器械在自然环境下机械性能易老化，长期运行可靠性不高，二是鸟类对光照具有一定的适应性，无法起到长期驱鸟效果。因此应用效果不够理想。超声波驱鸟器则是通过声音来驱赶鸟类，其做法是，通过录制鸟类恐惧的声音，周期性的播放，对鸟类进行恐吓以达到驱鸟的目的。与风车式驱鸟器类似的是，鸟类适应性较强，一旦适应了这种驱鸟器后，驱鸟效果将大打折扣。

4.6防鸟刺

防鸟刺能有效预防挂点处鸟的活动，且经济性好、安装方便被广泛应用于输电线路防鸟害治理措施之中。防鸟刺打开后的防护半径有限，当鸟类在悬垂绝缘子挂点上方的防鸟刺间隙中排便时，鸟粪滴落短接导线与塔身之间的空气间隙仍然会引起跳闸，除此之外，时间长久以后，防鸟刺生锈、变形、散落影响检修的同时也威胁着电网安全。

4.7封堵式方法

要想保证这种方法奏效，就要求工作人员熟悉当地鸟类的种类、生活习惯、活动范围等，还需要做好迁徙鸟类的调查研究工作，这样才能够根据所掌握的具体情况封堵鸟类的活动范围，将其驱赶到事先为其提供的活动区域内，保证鸟类生活不被干扰的用时，输电线路可以正常运行下去。其主要做法就是把防鸟盒子摆放在电塔高处。这种盒子一般绝缘性十分良好，借助夹板可以将其安放在线路两端。此外，工作人员需要做好巡查工作，避免因为恶劣天气导致盒子无法正常使用。

5结语

深入理解鸟害故障是防治工作开展的基础，尽管人类已经对鸟类故障进行了大量广泛而深入的研究，然而目前输电线路鸟害故障防治难题仍未得到彻底根除，因此相关工作需持续深入进行下去。

参考文献

[1]王斌权.架空输电线路鸟害故障及其防治技术措施[J].黑龙江科技信息，2017（02）：70.

[2]侯宝良.架空电力输电线路鸟害故障分析及防治措施[J].科技展望，2016，26（19）：107.