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1、高海拔地区架空输电线路伸缩式防鸟针板的研究及应用 作者等高海拔地区架空输电线路伸缩式防鸟针板的研究及应用务孔永(河南四达电力设备股份公司, 河南 许昌 461000)摘要：本文针对高海拔地区架空输电线路鸟害频繁的现状，在分析总结现有防鸟设施优缺点的基础上，考虑高海拔地区特点，结合400kV青藏直流输电线路运行实践，提出了伸缩式防鸟针板的研制思路。经过大量试验和现场应用，研制出伸缩式防鸟针板，经过反复试制和改进，成品具备规模化生产条件，并且在实际运行线路中的应用中取得了较好的防鸟效果。关键词：高海拔、架空输电线路、伸缩式防鸟针板、防鸟害、故障、制作、实验、应用Development and Ut
2、ilization of Telescopic Needle-plate of Anti-bird Damage on Overhead Ni Ma （Its Chinese Tibet electric power maintenance company, Lhasa Tibet autonomous region. 850000）Abstract：Aiming at the frequent status of bird-damage on the overhead transmission lines in the high altitude area, the research is
3、going on the basis of summarizing the advantages and disadvantages existing repelling facilities. Considering characteristics of high altitude and running practice of the 400 kV Qinghai-Tibet DC transmission line, the telescopic needle-plate is put forward. Based on a large number of experiments and
4、 field application, developed the telescopic needle-plate. After repeated trial and improvement, finished products meet mass production conditions, and apply in the actual operation line. The good effect of anti-bird damage has obtained.Keywords: High altitude, overhead transmission lines, telescopi
5、c needle plate, the sound, fault, production, experiment and application90 引言架空输电线路鸟害是电网安全稳定运行的一大安全隐患。相关统计资料表明，除雷害和外力破坏以外，由于鸟类活动引起的输电线路故障在全部线路故障中排列第3位1。高压输电线路走廊内鸟类活动造成故障的主要原因有鸟粪闪络（包括鸟粪污染绝缘子表面造成污闪和鸟粪下落形成放电通道）、鸟类主筑巢材料闪络、鸟类身体触碰闪络、鸟类啄食复合绝缘子等2。高海拔地区地广人稀，人为干扰和破坏因素少，有利于部分大型鸟类觅食、筑巢及繁衍生长，部分输电线路走廊区域内常见翼展超过3m的
6、大型鸟类活动。随着西藏电网建设的不断发展，包括220kV交流、400kV直流、500kV交流网架的建成和延伸，输电线路走廊区域内鸟类活动造成的电网故障呈逐年增加的趋势，并成为西藏超高压电网架空输电线路故障的主要原因之一，尤其400kV青藏直流联网输电线路走廊鸟类活动异常频繁。因此，研究掌握鸟类活动特点，研制和选择适合高海拔地区架空输电线路特点的防鸟害装置对确保西藏电网安全稳定运行有重要意义。1 目前输电线路主要的防鸟害装置1.1隔离装置 隔离装置的主要作用是通过安装金属或绝缘挡板阻断鸟类运动路径，隔离鸟类与输电线路带电部分以达到减少或杜绝鸟害的目的。隔离装置安装简单、成本低，但受制于塔型结构，
7、部分塔型安装困难，同时，不利于线路检修人员在绝缘子附件开展检修工作，增加了运维检修难度。1.2驱鸟装置 驱鸟装置通过物理方法，如安装鸟刺使鸟类无法接近输电杆塔关键部位，在形成鸟类行为习惯后，不再进入相关区域，从而达到驱鸟的目的。国内也常使用电子驱鸟器、超声波驱鸟器、惊鸟牌等驱鸟装置，但由于鸟类种类差异、使用环境差异，以及鸟类自身适应能力增强，其驱鸟效果不太明显。1.3加装大盘径伞裙 通过加装大盘径伞裙，形成绝缘子保护区，避免鸟类停留以达到隔绝鸟害的目的5-7。在瓷（玻璃）绝缘子上将第1片或间隔几片改用大盘径伞裙，或在合成绝缘子顶部加装大盘径绝缘子。此种方式防鸟害效果较好，但投资大、运维成本高。
8、国内外架空输电线路防鸟害措施形式多样，各有利弊，尤其在鸟类活动个体差异、环境差异较大的情况下，应用效果和综合效益不一，要视具体情况采取相关措施。目前主要防鸟害产品的特点如下图：2 400kV青藏直流输电线路鸟害基本情况2.1 400kV青藏直流输电线路鸟害故障统计400kV青藏直流输电线路（西藏段）自2011年11月投运以来，共发生故障54次，极计11次，极极43次。其中：鸟害42次，占比77.8%；外力破坏9次，占比16.7%；外物短路1次，占比1.9%；未明原因2次，占比3.7%。由此可见，鸟害成为青藏直流输电线路故障的首要原因。青藏直流输电线路故障原因分布图如图1所示。2.2 400kV
9、青藏直流输电线路鸟类活动基本情况1）沿线自然保护区青藏直流输电线路走廊途径多个自然保护区，区内人烟稀少，多大型鸟类。加之地形无树木的特点，高大的杆塔很容易成为鸟类栖息、活动的场所。目前，随着人们环境保护意识的增强，鸟类种群和数目均不断增长。青藏直流输电线路沿线自然保护区分布图如图2所示。图2 青藏直流输电线路沿线自然保护区分布2）沿线鸟类种类及习性经运行人员观察及现场调查发现，400kV青藏直流输电线路沿线栖息活动的鸟类按数量多少依次为乌鸦、鹰及秃鹫等乌鸦：乌鸦喜欢聚集在人口相对密集的区域，主要以居民生活垃圾为食。活动习性常为白天分头觅食、夜晚集中高处簇拥群居，同时喜欢在固定的杆塔上栖息，孵化
10、期多在高处筑巢。沿本线路主要分布在安多县、那曲火车站。鹰：喜欢栖息在人类活动稀少的山地草原地带，主要以草原老鼠为食。活动习性常为白天单独或三五成群空中盘旋觅食，活动区域相对固定，夜晚多选择避风的高处山崖、铁塔单独栖息。秃鹫：喜欢栖息在有天葬台或野生动物自然死亡多的区域，主要以动物腐尸为食。其主要活动习性多为成群进食，常栖居在无人区，偶尔有在铁塔附近活动，夜晚未发现在铁塔上栖息现象。3）铁塔附近鸟类活动400kV青藏直流输电线路在安多和那曲等人类居住区相对集中的区域，乌鸦众多。由于多处堆积生活垃圾，人类生活行为为乌鸦提供了生存条件，加之线路距上述区域较近，线路铁塔成为乌鸦最好的夜晚栖息地，如图3
11、及图4所示。图3 铁塔上有大量乌鸦停留 图4 乌鸦啄食复合绝缘子 400kV青藏直流输电线路自安多至那曲在周边有水源，植被良好，为鼠类洞穴多的草原地带，从自然环境上为鹰的繁衍生存提供了条件。因此沿线均有老鹰栖息，且分布数量相对均匀。在沿线铁塔上（以休息平台为主）多处发现老鹰巢穴，多数铁塔特别是耐张塔塔材、绝缘子、均压环及导线上附着了大量鸟粪。秃鹫由于主要以动物腐尸为食，这一特点决定秃鹫沿青藏公路、铁路和本线路附近活动较少，主要活动在有野生动物自然死亡的无人区的腹地，距离400kV青藏直流输电线路走向较远。2.3 400kV青藏直流输电线路鸟害故障主要原因 1）筑巢材料引起故障鸟类筑巢造成的线路
12、故障主要指鸟类在输电线路上筑巢及其相关因素所引起的跳闸故障。400kV青藏直流输电线路沿线鸟类筑巢材料有树枝、枯藤、废棉线、铁丝等，如图5所示。鸟类在筑巢过程中所携带的铁丝接触或靠近带电导线，形成接地短路。此类故障的肇事鸟主要有乌鸦、鹰、雕、秃鹫等，属于发生地域广、较为常见的鸟害故障类型。图5 青藏直流输电线路杆塔常见鸟巢2）鸟粪引起的故障鸟粪类故障是指各种在输电线路杆塔上活动且泄粪量较大的鸟类的粪便所引发的线路跳闸故障。一是鸟粪下落污染绝缘子表面，在潮湿气象条件下，含有一定导电离子的鸟粪潮解，使线路外绝缘水平降低；二是大鸟在导线上方泄粪时，粪便在空中形成的线状通道，造成杆塔与导线之间瞬间短路
13、，形成闪络。此种故障在低海拔地区的110kV500kV线路较多。经分析发现，400kV青藏直流线路的鸟害故障也多数此种情况。如图6所示。图6青藏直流输电线路杆塔均压环和引流管线上积满鸟粪3）鸟类飞行触发的故障飞行类故障主要使指鸟类在线路上空或导线之间穿越飞行时造成的接地或相间短路。在高海拔地区，由于空气密度小，空气间隙的绝缘强度低，加之沿线多大型鸟类，有些鸟类翼展可达到3m，是否考虑此类故障，需要进一步的研究。图7 青藏直流输电线路沿线铁塔附近发现的秃鹫2.4 400kV青藏直流输电线路现有防鸟措施 1）防鸟措施400kV青藏直流输电线路自投运以来，防鸟害工作经历了从被动到主动、从短效到长效、
14、从指标到标本兼治的思路。2012年至2014年主要以加装防鸟刺为主要措施，2014年后采取了加装新型驱鸟装置、加装绝缘护套、复合绝缘子更换为瓷绝缘子等多种手段，2015年开始加装鸟类活动监测系统，以全面摸清沿线鸟类活动规律，由此对症下药采取措施减少鸟类活动对输电线路的影响。2）存在的主要问题 从故障数据上来看，开展防鸟措施改造工作以来，2012年改造后至2013年改造前共发生16次线路故障，2013年改造后至2014年改造前共发生3次线路故障，2014年改造后至2015年改造前共发生15次线路故障，2015年改造后至今发生线路故障14次。从故障巡视情况表明，不可否认鸟害对线路的威胁，但上述数据
15、表明，历年防鸟害工作对鸟害故障没有递减性的作用，各类防鸟措施没有起到明显的降低鸟害故障的作用。现场调研发现，目前，鸟刺仍为主要防鸟手段，但铁塔筑巢、绝缘子鸟粪较为普遍存在。进一步分析表明，鸟刺的密度、长度参数过于单一，对于种类繁多、体型各异的鸟类不能起到普遍防鸟作用，必须考虑差异化配置鸟刺参数，提高鸟刺的防鸟效率。为解决以上问题本文提出一种新型的防鸟装置。3 伸缩式防鸟针板的提出和研究3.1伸缩式防鸟针板的提出针对现有防鸟刺在实际使用中的不足，考虑400kV青藏直流输电线路走廊鸟类体型差异，为提高防鸟刺的应用效果和拦截效率，在现有防鸟刺的基础上，通过改进鸟刺结构，设计并研制伸缩式防鸟针板，以减小或杜绝线路走廊多种体型鸟类活动的危害。1）考虑安装塔材的宽度和厚度不一样，伸缩式防鸟针板的夹具应满足多种型号塔材安装，可适当预制两到三种型号以适应安装要求。2）根据安装塔材的长度不同，伸缩式防鸟针板的长度选择应充分考虑到缩短后的易用性和最大伸展范围的安全性，达到适中的变化效果，到适应塔材长度的效果又不失防鸟作用。3）应考虑被安装塔材的方向性，角钢在塔上使用进可分为4个方向，其共有一个水平向上的平面，而伸缩式防鸟针板的针尖必须对向杆塔中心线上方，尽可能垂直于地面才能达到良好的防鸟效果。4）必须具备一定的牢固性，多活节结构使
