变电站防小动物精细化管理策略研究

2024-04-23吴德志张可佳

电力安全技术 2024年3期

吴德志，张可佳

(国网北京市电力公司检修分公司，北京 100073)

0 引言

随着变电站数量的持续增加,防范小动物的管理工作也越来越繁重。防小动物安全管理作为电网变电运维的一项重点工作,关系到电网的安全稳定运行。一旦发生小动物事故,轻则出现设备异常,重则出现大面积停电,造成严重的经济损失和不良的社会影响。因此在运维工作中,及时发现并防范小动物,确保变电站不发生小动物事故是一项非常重要的工作。

1 小动物事故的原因和造成的影响

1.1 小动物进入变电站的原因

根据过去30年内北京地区变电站小动物事故的统计,发现小动物事故均发生在每年11月至来年4月。进入变电站的小动物包括鼠类、黄鼠狼、蛇类以及灰喜鹊、麻雀等鸟类。小动物进入变电站的原因主要有以下几个方面。

1) 寻觅食物。无论是为了冬眠储存粮食还是冬眠之后恢复体力,天气寒冷时节小动物难以觅食,误入变电站寻找食物。

2) 遮蔽风寒。冬季室外气温低,而变电站设备区常常温度较高,在寒冷的季节为小动物提供了热量来源。

3) 适宜筑巢。变电站室外架构给灰喜鹊等鸟类提供了筑巢的便利条件,并且高度符合鸟类的筑巢习性。如果变电站的建筑构造或设备存在孔洞,也会吸引麻雀等其它鸟类筑巢安家。

不同种类的小动物进入变电站的原因也不尽相同,可以根据实际情况采取不同的防范措施,从而实现精细化管理。

1.2 小动物事故造成的影响

通过列举电网发生的两起小动物事故案例来说明小动物事故造成的影响。一是某110 kV变电站3号变差动保护动作跳113、203开关,母联245自投成功,未影响负荷。事后检查分析事故原因为黄鼠狼爬至10 kV出口支瓶线夹压接处,造成相间短路故障,后发展为三相故障。二是某110 kV变电站的10 kV开关室发生异响,全站失电,事故导致少送电1.9 kWh。事后检查分析事故原因为老鼠爬到开关柜母线上,引起弧光短路,又因主变10 kV侧过流保护跳闸压板松动导致保护拒动,越级跳闸扩大为全站停电事故。通过两起小动物事故案例可总结出小动物事故对变电站、电网稳定、送电量等有着重大影响,轻则出现设备异常,重则出现大面积停电,从而给人们的生产生活带来不便。

2 现有防范措施的种类和不足

2.1 现有防范措施的种类

现有的变电站防小动物措施主要有主动式和被动式两种。

1) 主动式措施包括放置鼠药和粘鼠板。鼠药包含针对老鼠的引诱剂,可引诱老鼠吞食。粘鼠板将鼠药和水溶性胶粘剂结合,可有效减少老鼠食用鼠药后乱窜的情况。此外,部分变电站设备间安装驱鼠器,利用其发出18～30 kHz的扫频声波,使进站的小动物产生不适,从而驱赶小动物离开。

2) 被动式措施包括封堵和围挡。例如,室外电容器设置1.7 m甚至全封闭的围栏；室外通往电缆夹层的通风口加装密网；变电站每个设备间门口加装0.4 m高度的挡鼠板；电缆夹层通往站外的电缆孔洞做严密封堵等。围挡和封堵可以将变电站设备和小动物保持物理隔绝,从根本上杜绝小动物接近设备,防止小动物事故的发生。

2.2 现有防范措施的不足

1) 管理方式粗犷。防小动物措施没有考虑到小动物类型和室内设备类型,未做到差异化、精细化管理。

2) 存在着防范资源的过度浪费。目前防小动物措施是在变电站所有设备间均布置数量可观的鼠药、粘鼠板和挡鼠板,成本较高。

3) 定期更换鼠药和粘鼠板工作量大。运维人员需要找到变电站各个设备间的鼠药位置进行更换,位置越多越容易出现遗漏。

以某110 kV变电站ZZY为例,此站为敞开式半户内结构,电容器在户外,变压器半户内结构,110 kV开关室、10 kV开关室及所内变电容器室为户内结构。变电站一层包含厨房、宿舍、备班室、主控室、10 kV开关室、主变间、接地变所内变室。目前挡鼠板和鼠药盒布置如图1所示。

图1 挡鼠板和鼠药盒布置情况

从图1可看出,所有设备区的出入门均安装了挡鼠板,在每个设备区均布置了鼠药盒,面积较大的10 kV开关室放置了6个鼠药盒。仅变电站ZZY一层就安装了11个挡鼠板,布置了14个鼠药盒。

该变电站近十年未发生过室内小动物事故,从结果导向来看,当前防小动物措施比较到位。但从管控过程来看,防小动物措施的管理还是存在一些不足。从例行的防小动物措施检查情况来看,鼠药基本未被动过,站室内基本未检查到小动物尸体,可见目前的变电站防小动物措施防范资源过度浪费,管理方式粗犷,不符合当前精细化管理的要求。

3 防范措施改进策略

3.1 变电站精细化分类

以北京某运维班辖内管理的变电站为例,其中19座变电站的设备类型、建设方式以及所处环境均存在差异,这对该运维班防范小动物的精细化管理提出了较高要求。

为制定精细化的变电站防小动物管理策略,根据变电站情况,按照设备类型、是否户外、地理位置、环境四个维度对变电站进行分类(见表1)。

表1 变电站分类统计表

1) 设备类型。研究发现,变电站设备类型对防小动物措施的布置有很重要影响。例如GIS设备变电站的一次设备全部被密封在金属管中,实现小动物与一次设备的物理隔绝。针对此类变电站仅需做好部分非GIS设备(接地变、所内变)和二次设备的防小动物措施即可[1]。

2) 是否户外。北京很多市区变电站位于室内,部分变电站采用全地下或半地下的形式。由于此类变电站只有少数几个甚至一个进入站室的入口,因此对入口做好管控措施即可有效地防范小动物。如果有户外设备,则需要加强对鸟类的防范措施。

3) 地理位置。地理位置是按照变电站在北京环路的分布界定的,四环内以居住和办公为主,四环外绿化、公园的面积大幅度增加,因此,四环外野生动物数量也会相应增加,而四环内以与人共居的动物较多。

4) 环境。根据变电站所处环境的不同,将其分为居住区、餐饮区、绿化区和办公区。居住区包括居民小区、棚户区等,居住区宠物较多,流浪动物也不在少数；餐饮区包括餐馆、小商铺、食堂等,餐饮区由于厨余垃圾较多,会吸引大量的流浪动物以及老鼠等,处于餐饮区周边的变电站防小动物压力较大；绿化区包括公园、绿化带等,绿化区的动物大部分为野生小动物,如黄鼠狼和蛇等,鸟类也较多；办公区包括写字楼、停车场、商场等,办公区一般处在闹市区,没有居民居住,动物数量少,给变电站造成的事故风险相对较低。

3.2 改进方案

3.2.1 户内/半户内设备

以变电站ZZY为例。变电站ZZY坐落于某小区内,附近有较多的商铺和小区自建板房,属于典型的居住区环境,进入变电站的小动物有老鼠、猫、狗和鸟类等。因此,可以对变电站ZZY一层的防小动物措施做出如图2所示改进。

图2 变电站ZZY一层的防小动物措施改进

挡鼠板仅在变电站主控楼与站外隔绝的出入门安装,例如与站院相通的大门、3号变与10 kV开关室门(3号变为半敞开式结构),由于这些门属于常闭防火门,使得各房间处于一个相对封闭的状态,可以有效隔绝猫、狗等小动物进入设备间；电缆夹层与设备间的大门也应安装挡鼠板,可以隔绝电缆夹层的老鼠进入设备间。在每个挡鼠板靠近设备间一侧配置鼠药或粘鼠板,如果小动物进站,可以保证其被鼠药气味吸引,从而被诱杀。

经过改造后,挡鼠板和鼠药盒精准配置,形成防小动物双重保障,而变电站一层挡鼠板数量降至5个,鼠药盒降至4个,节省了成本并且运维工作量降低,运维质量提高,实现了对防小动物过程管理的精准把控。

3.2.2 户外设备

户外变电站接触的小动物种类多,其中不乏猫、狗以及鸟类。以该运维班所辖110 kV变电站G为例。该站110 kV设备区、电容器均在户外,35 kV开关室、10 kV开关室、接地变所内变均在户内。该站地处西北五环内,紧邻小区,户外开阔,树木较少,鸟类、鼠、猫、狗是变电站防范的重点。

1) 针对室外设备区的鸟类防范,由于变电站G周边基本无树木,110 kV的门型架构成为鸟类优良的栖息、筑巢场所。鉴于周边有居民,不宜使用驱鸟器,可以采用引导法,在变电站四周安装人造鸟巢,引导鸟类在人造鸟巢中栖息。此外,在门型架构上加装驱鸟装置——风力反光驱鸟器,干扰惊吓鸟类,防止其在架构上筑巢。以上两种方法配合,可以有效降低鸟类在户外设备上筑巢的概率。

2) 很多位于居住区的敞开式设备变电站,使用缝隙较大的铁栅栏与居民区隔离。铁栅栏容易锈蚀,维护成本较高且缝隙较大,居民区的老鼠、猫、狗等小动物极易穿过栅栏进入变电站。有的变电站虽然有围墙,但是大门采用的是栅栏。变电站基建时一般应采用符合标准高度的围墙,大门采用密封金属材质大门,可以有效地防范地面小动物进入变电站。对于围墙较低的,围墙顶部可以安装专用的防攀爬围栏,围栏向站外倾斜,可有效阻止跳跃攀爬能力强的小动物进站。

3) 过去10年内,北京地区发生的小动物事故均发生在变压器的穿墙套管或母线桥的位置。为了挂地线方便,穿墙套管和母线桥在部分位置留有少量的裸露部分,一旦小动物爬到穿套位置极容易发生相间短路。因此,穿墙套管位置一定要做好绝缘措施,使用绝缘护套将穿套和母线桥室外部分全部包裹严密。一旦发现绝缘护套破损或者丢失情况,及时列缺,日常巡视时应加强关注。

3.2.3 电缆夹层

变电站电缆夹层与站外电缆沟封堵不严密时,非常容易出现鼠患。有老鼠甚至沿着市政污水管道爬到污水井进入电缆夹层。因此,电缆夹层防鼠措施一定要到位。以变电站ZZY电缆夹层防小动物措施为例(见图3)。电缆夹层配置2个入口挡鼠板,10个鼠药盒,部分鼠药盒配置位置已经被新投运的电缆占据,更换难度大。2个挡鼠板位置的出入口直接和设备间相通,因此挡鼠板设置在此处是合适的,可以适当减少鼠药盒位置。经过调整后,鼠药盒数量降低至2个(图3中A、B两处鼠药盒保留),既发挥了鼠药的作用,挡鼠板又保证老鼠不会通过出入口进入设备间。