输电线路防鸟害综合治理方式研究

发表时间:2020/9/24   来源:《中国电业》2020年第14期   作者:徐滨
[导读] 随着我国电网的大力发展,输电线路杆塔越来越多

          徐滨
          国网滨州供电公司,山东省滨州市,256600
          摘  要:随着我国电网的大力发展,输电线路杆塔越来越多,一些鸟喜欢在电力杆塔上筑巢。输电线路架设的时候,在杆塔附近会遗留下一些铁丝之类的施工物品,这些物品有助于鸟类的筑巢。现在随处可见鸟类在输电杆塔上筑巢的现象。鸟类活动的增加,使输电线路因鸟类的活动而引起的污闪、短路故障越来越多,这些故障严重威胁到电网的正常运行。因此输电线路鸟害防护具有重要意义。
          关键词:输电线路,杆塔,污闪,鸟害防护
1  输电线路鸟害形成原因
          鸟类行为引起输电线路故障的主要原因有:
          (1)鸟的粪便:鸟类在输电杆塔顶部筑巢生活,或者鸟类飞越输电线路时都会有排便的行为,而这些鸟粪落在输电线路绝缘子串上时,会形成一种导电性的污层;有时粪便也会沿着绝缘子的瓷裙往下滑落,当鸟粪污染四片及以上的绝缘子片时就会引发输电线路的单向接地事故。
          (2)鸟的筑巢:由于输电线路杆塔往往都比较高,给鸟类提供了一个天然的安全环境。输电杆塔顶部的结构也非常适合鸟类的筑巢,同时输电线路的带电特性也让鸟类的巢穴免遭人类破坏。这些优越的条件都促使了鸟类在输电杆塔上的筑巢活动。鸟类巢穴在阴雨天气下会导电,当它们触及输电线路导线时,会引发短路从而导致输电线路故障。输电杆塔在建设时有时会在附件遗留一些金属丝,这些也会备鸟类拿来筑巢,在大风天气下金属丝会备吹落,若金属丝接触到导线,也会引发线路故障。
          (3)鸟类的飞行:鸟类在筑巢的过程中,嘴里叼着筑巢材料在线路周围飞行,而这些筑巢材料和鸟儿本身在一定的环境下是导电的,鸟儿在输电线路附近飞行时很有可能接触到导线而造成接地或高压线路相间短路,从而引发输电线路故障。另外,当翼展较大的鸟类或者鸟类成群结队的飞行在输电线路附近时,也有可能会对输电杆塔上的横担或者相间的短路情形,导致输电线路故障。
          所以,鸟类可在多方面引起输电线路故障,虽然上述分析中的鸟类行为在引发输电线路故障上是小概率事件,但是由于鸟类数量的众多,活动的频繁性足以严重威胁到输电线路的正常运行。在这些鸟害原因里面,鸟类的粪便是最大的危险因素,引发的线路故障次数最多。
2 输电线路鸟害防护措施
          输电线路的鸟害防护工作是电力运营单位的一项必要性工作,且具有季节周期性特点。输电线路鸟害防护主要分管理和技术两个层面。从最开始因鸟害引起输电线路故障而被动去做鸟害防护工作,到现在引起电力行业的高度重视而主动去做输电线路鸟害防护工作,也经历了从鸟害防护措施的低级到高级的发展,同时鸟害防护措施的效率也越来越高、越来越可靠。
          输电线路鸟害防护工作是电力企业的一项重要工作,一般国家电网公司对输电线路每年都会有春、秋两次大的巡检。及时发现问题及时解决问题。人工巡线主要靠输电线路运维单位定期巡视输电线路杆塔情况,人为去拆去杆塔上的鸟类巢穴。这种方式见效快,但是作用效果不能持久,鸟类很快会在原来的杆塔上重新筑巢,同时该措施会耗费大量的人力物力,会影响运维单位其他工作的正常开展。整体来看,这种方式驱鸟效率不高。
          由于管理措施不能彻底解决鸟害问题,不得不采用技术措施来防鸟。输电线路鸟害防护技术措施主要指在输电线路杆塔上布置各种驱鸟器,已达到长期高效的驱鸟作用,预防输电线路鸟害的发生。市面上常见的输电线路驱鸟器大致有以下几种:
          (1)风车式驱鸟器
          风车式驱鸟器是利用自然风吹动驱鸟器叶片旋转而达到驱赶鸟类的效果。该种类驱鸟器原理简单、造价低廉、安装便捷。风车驱鸟器的这些优点也使得它最早应用于各种场景下驱鸟。

但是,一方面由于风车驱鸟器由于驱鸟动作较为单一,只能通过简单的风车转动效果驱鸟,致使驱鸟效果不够理想。另一方面,鸟类因其具有较强的适应性,所以鸟类本身很容易适应此类驱鸟器,导致鸟类根本不再害怕这些风车式驱鸟器。为了改进风车式驱鸟器的效果,在风车的旋转叶片上加涂了一层反光材料,这样驱鸟器在转动时会反射出强烈的太阳光,刺激鸟类,一边提升驱鸟效果。再后来,有很多将驱鸟器制作成鸟类天敌的外形,也有很多加装了发声装置,丰富了风车式驱鸟器的驱鸟手段,这些改进虽在一定程度上可以提高风车式驱鸟器的效果。但是都没能有效解决鸟类的适应性问题,所以很难作为高效率的驱鸟器而推广使用。
          风车式驱鸟器的优势在于成本低、结构简单、易安装维护,有一定的驱鸟效果。但由于其单一的驱鸟手段,加上鸟类较强的适应性,只能作为普通效率的驱鸟器使用。
          (2)驱鸟针
          驱鸟针跟风车式驱鸟器都是基于物理特性达到驱鸟效果,也是一种市面出现较早,使用范围较广的一种低成本驱鸟装置。驱鸟针,我们从字面意思上也不难看出,此类驱鸟器利用其自身表面的众多针刺使鸟类无法在其附近活动。因输电杆塔结构的特殊性,杆塔上方一般会加有横担结构。这种架构十分有利于鸟类的筑巢,所以我们通常将驱鸟针安装于此,使得鸟类无法在此筑巢。我们一般在同一输电杆塔上安装若干个驱鸟针,多个驱鸟针的组合使用,使得鸟类很难在整个输电杆塔横担范围活动。
          驱鸟针成本低、易安装,同时因其自身带有针刺的特性,使得鸟类无法适应,可以有效解决鸟类适应性问题,驱鸟效果相对持久。虽然驱鸟针有众多的优点和最关键的驱鸟效果持久,但是输电杆塔在安装若干驱鸟针使鸟类无法在横担附近活动的同时,也给我们输电线路的运维人员带来了诸多的不变。运维人员很难上下输电杆塔,影响正常的运检作业。另一方面,驱鸟针对鸟类在横担的筑巢活动作用显著,但是无法影响鸟类在线路附近的活动,使得其在鸟害防护上的作用范围较为片面。
          (3)加装绝缘子裙、防鸟罩等手段
          为防止鸟类粪便污染输电线路绝缘子,我们在输电线路绝缘子串上加庄直径较大的绝缘子伞裙,这样可以有效防止鸟粪污染绝缘子而引发线路故障。为防止鸟类在横担上的筑巢,我们干脆在杆塔的横担上加装防鸟罩、防鸟网等设施,此方法简单有效,成本低,但是驱鸟作用范围有限、且不能主动驱赶鸟类。
          (4)声音驱鸟器
          声音驱鸟器通过电子元件实现驱鸟器发出鸟类惧怕的声音,这些声音可以是提前录制保持好的,也可以是实时发射的。声音驱鸟器的作用范围较为全面,不仅可以对杆塔(横担)上的鸟类有驱赶作用,也可对输电线上的鸟类有驱赶作用。声音驱鸟器最关键的是驱鸟声音的有效性,因鸟的种类巨多,因此不同鸟类对同一声音的敏感性不尽相同,这就导致单一音频驱鸟效果十分有限,要想达到理想的驱鸟效果,我们需要声音驱鸟器能够发出不同的声音以便驱赶不同的鸟类。
          (5)超声波驱鸟器
          超声波驱鸟器的原理是基于鸟类对于≥20kHz的超声波有着很强的趋避性。相关的研究也已表明鸟类鼓膜在≥20kHz的超声波作用下振动比较明显,因此超声波驱鸟器的效果比较明显,是驱鸟器的一个重点研究方向。目前超声波驱鸟器已被广泛应用于众多鸟害防护领域,如电网输电线路、铁路输电线路、机场、农场等。
5  小结
          随着智能大电网和特高压的建设,输电线路的安全运行关系国家经济发展,也关系到我们每一个人的正常生活,电网输电线路的安全愈发重要。这些年全球因鸟害而引发输电线路故障都造成巨大的经济损失。伴随着全球能源互联网的发展,输电线路鸟害对大电网的安全运行带来不可估量的影响,因此研发一种高效持久的驱鸟器是非常有必要的。
参考文献:
[1] 朱昌成,汪涛输电线路鸟害故障原因分析与防范[J].华中电力.2009,22(4):44-49.
[2] 郭伟跃.美国输电线路和变电站电气设备防鸟害措施[J].中国电力.2006, 39(8):82-84.
[3] 李文豪,刘航.接触网鸟害防治措施研究[J].电气化铁道,2013, 5: 15-17.
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