输电线路鸟害综合防治技术研究 张国庆

发表时间:2020/12/2   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:张国庆
[导读] 摘要:随着电网的不断发展及自然生态环境的改善,鸟类在输电线路周边的活动日益增多,因鸟类活动而导致的架空线路故障频率明显上升。
        国网辽宁省电力有限公司阜新供电公司  辽宁阜新  123000
        摘要:随着电网的不断发展及自然生态环境的改善,鸟类在输电线路周边的活动日益增多,因鸟类活动而导致的架空线路故障频率明显上升。根据相关电力管理部门的运行经验和国内外学者的研究分析,架空线路上与鸟有关的故障可进一步细分为鸟巢类、鸟粪类、鸟体短接类、鸟啄类等。其中,鸟粪类灾害由于会引起输电线路绝缘闪络,造成线路接地故障从而引发保护动作,对电网安全运行造成了较大影响,是目前主要的鸟类灾害。
        因此,提高输电线路防鸟害水平,减少鸟粪类鸟害对电力设备的损坏,降低输电线路跳闸率。安装配置相应的防鸟害装置,对保证电力系统稳定、可靠地供电具有重大意义。
        关键词:电网;鸟害;防鸟措施;稳定
        引言
        近年来,随着环境的改善鸟类数量逐步增多,鸟类频繁活动给配电网架空线路安全可靠运行带来了极大的威胁。目前,雄安新区10kV架空线路4700km的绝缘化率达67%,故仍有大量裸导线在线运行,柱上断路器、柱上隔离开关等设备未实施全密封绝缘化改造,这些部位搭建的鸟窝容易造成短路和接地故障,因此,鸟害防治是配电网故障治理的重点工作。
        1鸟粪闪络机理
        1.1鸟粪闪络故障类型
        依据输电线路故障分析及现场调研,目前输电线路鸟粪闪络主要有以下几种形式。
        第一类是鸟排便时,鸟粪沿绝缘子(串)外侧下落,不污染或少量污染绝缘子(串),直接造成导线侧与横担侧的短路放电,导致线路跳闸。该类型的鸟害跳闸时鸟粪为连续或基本连续,易发生于I串及V串绝缘子上,为最常见的鸟粪跳闸形式。
        第二类是鸟排便时,鸟粪附着于绝缘子(串)上,严重污染绝缘子(串),造成导线侧(高压)与横担侧(地电位)之间的短路放电,导致线路跳闸。要形成这种形式的掉闸需要体型较大鸟或数量较多的鸟群同时起作用。
        第三类是鸟排便时,鸟粪附着于绝缘子(串)上,污染绝缘子(串),但未立即造成闪络。在潮湿气候条件下,鸟粪与绝缘子表面积累的其他污秽共同作用形成沿面闪络。
        1.2鸟害闪络发生条件
        针对上述的第一类鸟害故障,通过已有的110kV复合绝缘子进行的鸟害闪络试验研究发现,鸟粪闪络的方式主要是鸟粪在沿绝缘子边缘均匀下落时导致的突然闪络,闪络的机理可以认为是鸟粪下落的瞬间短接了绝缘子,造成绝缘子的电气距离不够,使鸟粪通道与绝缘子高压均压环或金具之间发生了空气间隙击穿而导致的闪络,且闪络机理对瓷、玻璃及合成绝缘子是一致的。
        2鸟害区域分布及规律
        2.1区域分布
        鸟害在我国各个省份都有发生。南方地区气候湿润,植被茂盛,水系繁多,在输电线路周边活动鸟类较多,鸟巢类故障居多。北方地区平原多,广阔而平坦,在输电线路周边活动的鸟类体型较大,鸟粪类、鸟体短接类故障居多。统计分析发生过鸟害的区域地形,湖泊、河流、水库等水源地附近,广阔农田区域,尤其是鸟类迁徙通道为鸟害故障发生典型地形。
        鸟类活动的地域差异性导致不同地区对输电线路危害较大的鸟类也各不相同。检索相关文献及地区电网运行报告,对输电线路危害较大的高危鸟类,河北地区为灰喜鹊;宁夏为乌鸦、雕、鹰等鸟类;东北为喜鹊红隼等鸟类;吉林为小嘴乌鸦、东方白鹳、雀鹰等;江西为黑领椋鸟等;河南为喜鹊黑鹳、红隼等群鸟类;青海为猎隼、喜鹊、灰背隼等。
        2.2鸟害规律
        分析研究,输电线路鸟害故障有一定规律性,如季节性、时间性、区域性、瞬时性、重复性等。季节性:冬季、春季是鸟害的多发期。根据2014年~2019年电网公司系统110千伏及以上输电线路鸟害故障统计,鸟害发生频率4月至7月较高,该段时期鸟类进行大量繁殖,活动较为频繁。3月、11月是鸟类迁徙的时间,数据显示也是鸟害的高发月份。


        3防鸟措施设计
        3.1防鸟装置材料的采用
        为了不影响绝缘子的绝缘性能,考虑使用绝缘材料,优先考虑与绝缘子材质一致的瓷质、玻璃、硅橡胶等材料。但由于瓷质和玻璃材料的重量、加工难度等影响,综合考虑,最终采取SL20型氟硅橡胶,该种材料是以高分子氟硅共聚弹性体为基料,赋予功能性填充剂及试剂、助剂,预制成型而得到的一种高分子合成绝缘材料,在工厂预成型后使得现场安装十分方便,并可根据不同的芯棒加工不同的尺寸满足实际需要。
        3.2倒伞开合式防鸟刺
        此装置在现有防鸟刺装置下方设置一个套筒,套筒通过一个杠杆经过塔身横担的支点,正常情况下套筒在鸟刺装置底部,运维检修时,通过下压联动杆,套筒上升将鸟刺装置收起,同时鸟刺底部转轴露出,向前推动杠杆,可将防鸟刺装置收起并推至塔横担外,便于运检人员塔头工作及通过穿过横担清理绝缘子。
        3.3可折叠防鸟挡板
        目前,输电线路安装的防鸟挡板大部分采用不锈钢、塑料等材料制作,这些材料强度小且耐腐蚀性差,经过日晒雨淋,容易腐蚀变形;此外防鸟挡板的固定采取L形支架、金属压条配装螺丝固定的方式,不易拆除,当线路运维人员需要对线路绝缘子检修时,需要花费大量时间对防鸟挡板进行拆除,影响线路检修效益。
        为了提高鸟害防护周期和线路检修效率,设计一种可折叠式绝缘防鸟挡板。该挡板采用PC(聚碳酸酯)板外涂室温硫化硅橡胶长效防污闪涂料(含填料)(以下简称RTV涂料)制成。该挡板具备强度大、耐腐蚀性强、电气性能、力学性能优异、憎水性及憎水性迁移性强、附着力强、使用寿命长的特点;当检修人员需要上下绝缘子串检修或者对绝缘子串进行更换时也不必反复拆装挡板,将挡板向上折叠即可施工,具有安装方便,操作简单的特点。在挡板正常防护状态时,第一挡板和第三挡板略微向下倾斜,“L”型竖直侧板可引导污水流向导线外侧,防止挡板上积累鸟粪和积雪后直接掉落在导线和绝缘子上,避免造成污闪事故。
        3.4悬垂串联动百叶窗式防鸟挡板
        悬垂串采用ZBS挂板,原ZBS挂板摆动方向为顺线路侧,通过修改塔身挂点,将其摆动方向调整为垂直线路方向。在ZBS挂板螺栓上安装一个伸长杆,向上延伸至塔横担上方,此杆再连接防鸟条,在悬垂串风偏左右摆动时,带动连杆从而带动防鸟条在横担上滑动,起到动态惊鸟作用。
        结语
        通过鸟类习性、鸟害故障类型和鸟害故障典型特征详细分析鸟害的特点,明确了鸟害易发生地域、发生时间以及故障原因。结合现场安装和使用效果深入探讨了各种鸟害防治措施的优缺点,得到如下结论和建议。
        a.占位器可在不停电的情况下进行安装,安装简单方便,防止鸟类筑巢的效果最好。
        b.绝缘措施可以有效避免鸟类筑巢造成配电设备裸露带电部位短路。
        c.风力驱鸟器和驱鸟剂驱鸟效果有限,不建议使用。
        因此,根据现场实际情况,配合使用占位器和绝缘措施,充分发挥两者的优势,可以有效防治鸟害故障,为综合考虑开展鸟害故障防治工作提供参考和指导。
        参考文献:
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