架空配电线路鼠害故障分析及应对措施

2023-07-13何林巍李浩然

电力与能源 2023年2期

何林巍，孙路，沈峰，张成，缪辉，李浩然

（国网上海市电力公司青浦供电公司，上海 201799）

电力线路绝缘导线的绝缘层、遮盖杆上装置带电裸露点的绝缘罩等高分子聚合物的气味为松鼠喜欢，使其常常成为松鼠啃咬的对象［1-2］。松鼠同时触碰线路某一相的带电裸露点（如被咬破绝缘层的导线、柱上设备的接线桩头等）和接地的点（如横担、柱上设备金属外壳等）会造成接地故障，如果线路是小电阻接地变电站的出线则还会进一步造成线路零流跳闸。松鼠如果同时触碰线路两相或三相的带电点，则会直接造成线路短路跳闸。

1 10 kV 配电线路鼠害故障分析

1.1 鼠害故障情况

2018 年1 月至2022 年12 月。国网上海市电力公司青浦供电公司（以下简称“上海青浦公司”）10 kV 架空配电线路共计发生鼠害跳闸故障34 起，接地故障1 起，上海青浦公司近年鼠害故障趋势见图1。

图1 2018—2022 年上海青浦公司鼠害故障趋势

由图1 可见，2022 年鼠害故障较2021 年增加4.25 倍，鼠害日趋严重。

1.2 鼠害故障时间分布

据统计，2018 年1 月至2022 年12 月，上海青浦公司鼠害造成线路跳闸、接地故障共35 起，呈递增趋势。通过分析发现，鼠害故障各季度均有发生。其中，5～7 月份（夏季）、8～10 月份（秋季）鼠害故障高发。2022 年5～7 月份（夏季）、8～10月份（秋季）的鼠害故障量较2～4 月份（春季）、11～1 月份（冬季）增长150%。2018—2022 年鼠害故障量统计如表1 所示。

表1 2018—2022 年鼠害故障量统计

通过分析鼠害引起的线路故障时间段发现，5∶00～8∶00 鼠害故障25 起，8∶00～11∶00 鼠害故障3 起，11∶00～14∶00 鼠害故障2 起，14∶00～17∶00 鼠害故障3 起，17∶00～20∶00 鼠害故障2起，可见鼠害多发生在上午8∶00 前。2018，2019，2020，2021，2022 年5∶00～8∶00 鼠害故障量分别占全年总故障量的100%，0，87.5%，100%，61.9%。2018—2022 年鼠害故障时间段分布统计如表2 所示。

表2 2018—2022 年鼠害故障时间段分布

1.3 鼠害故障类型位置

鼠害引起的10 kV 配电线路故障形式有线路接地、线路跳闸重合成功、线路跳闸重合不成功3 种。

上海青浦公司2018—2022 年鼠害造成线路跳闸重合成功33 起，占比94%，线路跳闸重合不成功1 起，占比3%，线路接地1 起，占比3%。鼠害造成线路跳闸重合成功事故中，3 起10 kV 线路所属变电站为消弧线圈接地系统，30 起10 kV 线路所属变电站为小电阻接地系统。

通过分析近年来松鼠故障位置发现，松鼠引起的线路故障位置主要为电缆过渡支架、柱上负荷开关和横担导线支撑处。2022 年，电缆过渡支架处鼠害故障占比42.86%，柱上负荷开关处鼠害故障占比33.33%。2018—2022 年鼠害故障位置分布见图2。

图2 2018—2022 年鼠害故障位置分布

鼠害造成线路故障的原因主要为松鼠同时触碰两相导线或设备裸露点，松鼠同时触碰线路、设备带电点和地电位装置。配电架空线路鼠害位置如图3 所示。

图3 配电架空线路鼠害位置

2 防鼠措施

2.1 人工运维防鼠措施

在松鼠出没频繁的区域，应加大树枝修剪力度，清理线路通道，一般有以下两种情况。

（1）对导线边线向外侧延伸3 m 范围内和导线下方3 m 范围内的树木进行修剪；

（2）对杆塔、柱上设备周围3 m 范围内树木进行修剪，防止松鼠以树木为媒介攀爬跳跃至架空线路上。

2.2 线路防鼠设备组合应用

2.2.1 线路防鼠装置

为了降低鼠害对配电架空线路安全运行的危害，上海青浦公司开发并引进了多种线路防鼠装置。

（1）防松鼠刺。防松鼠刺的结构如图4 所示。采用ABS 绝缘材质制成，可带电安装，受力或风吹可360°自动旋转，能有效阻止松鼠跳跃攀爬［3］。常安装于柱上设备两侧导线上、拉线中部。

图4 防松鼠刺

（2）松鼠防护罩及挡板。柱上负荷开关、耐张绝缘子、电缆过渡装置避雷器处鼠害故障高发，松鼠防护挡板采用硬质绝缘材质，通过地电位安装方式实现负荷开关、避雷器、耐张绝缘子专用硬质绝缘防护罩，有效杜绝松鼠攀爬啃咬电缆过渡装置绝缘罩造成的线路故障，如图5 所示。

图5 松鼠防护罩及挡板

（3）小动物惊扰装置。太阳能智能感应声光语音警报器配置3 块太阳能板为语音播报和灯光电池充电，可球形360°环绕感应小动物，当感应到移动小动物后语音警报器发声示警，同时警示灯高亮红灯，有效驱离小动物。惊扰装置安装在电杆上，安装方便。小动物惊扰装置见图6。

图6 小动物惊扰装置

（4）防鼠罩。防鼠罩由圆形ABS 板雕刻成型，用塑料钉扣多点位固定，且加装由下方凸型和上方凹型的圆形塑料注件组成的固定件，由螺丝固定。防鼠罩安装方便，适合电杆、铁塔、拉线上使用。电杆防鼠罩和拉线防鼠罩见图7。

图7 电杆防鼠罩和拉线防鼠罩

2.2.2 线路防鼠装置的组合配置方案

在鼠害频发区域，电杆中部加装防鼠罩，有板线的电杆加装绝缘套管和防鼠罩，能有效阻断松鼠攀爬至架空线路路径。同时在电杆顶部安装小动物惊扰装置，通过声音驱离小动物，在横担上安装占位器，阻断松鼠在铁横担上啃咬绝缘罩和导线发生接地故障。由于大部分10 kV 架空线路电杆多、线路长、设备多，并且10 kV 电杆多有通信线、低压线合杆情况，电杆、板线加装防鼠罩不能做到松鼠登杆路径的全封堵。在线路重要设备两侧加装防鼠刺，可防止松鼠攀爬跳跃至设备上引起线路故障。

对鼠害频发线路加装松鼠防护罩和挡板，对耐张绝缘子加装耐张绝缘子绝缘防护罩，尽量减少铁横担地电位对高压放电环的近距离接触和避免动物攀爬搭接。电缆过渡支架避雷器、柱上负荷开关两侧避雷器加装避雷器绝缘防护罩、避雷器绝缘挡板，实现高压端与地电位有效绝缘分隔。对负荷开关裸漏刀、触头加装绝缘防护罩，其防护效果显著。

松鼠防护罩及挡板安装实例见图8。

图8 松鼠防护罩及挡板安装实例

2.3 线路全绝缘化改造

对易引起鼠害线路故障的架空配电线路设备的绝缘薄弱点进行全绝缘化改造，防止松鼠碰触裸露点而引起线路故障。现有的全绝缘化改造措施，对跌落式熔断器加装跨伞固定型绝缘罩实现熔断器绝缘化；对供杆变的跌落式熔断器，结合技改、基建项目，将其更换为封闭型全绝缘熔断器方式实现熔断器绝缘化。

柱上断路器导线连接处、隔离开关加装专用绝缘罩，同时尝试采用全绝缘化杆刀代替传统杆刀、断路器。对接地环、接续线夹、耐张线夹加装专用绝缘罩，或对无绝缘的耐张线夹和接续线夹采用自固化绝缘包材进行绝缘包覆。后续计划试点结合项目施工，优先将小电阻接地系统变电站的10 kV 架空线路涉及的电缆过渡支架处的避雷器横担，调换为避雷器全绝缘横担，阻断松鼠接地通路的形成。对短时间无法调换的设备，在各相避雷器上带电加装避雷器防松鼠挡板，有效形成松鼠绝缘防护层。

3 防鼠措施成效

上海青浦公司应对鼠害采取了加强线路运维、安装各类防鼠设备、实施线路全绝缘改造3 类措施。实际应用发现，防鼠刺受风力作用易滑动。修剪线路通道树木、电杆板线加装防鼠罩防范路径有限，不能完全阻断松鼠攀爬路径。全绝缘化改造实施不具时效性，需立项实施。绝缘罩存在老化、脱落、被松鼠啃咬等现象。松鼠防护罩及挡板应用效果较好，安装过程中存在横担式避雷器绝缘防护罩尺寸不匹配的情况。3 类防鼠措施优缺点及成效比对见表3。