摘要:据国内外统计数据,1988—1992年间美国弗罗里达州线路总跳闸次数为3230次,不明原因闪络占比为48%,推断鸟害是其中最主要因素。1996至1999年三年间南非275kV系统共发生事故1326次,其中鸟粪闪络占比高达34%,是造成该地区电网事故的首要原因。根据多年的工作实践经验,结合近年来输电线路的故障原因,笔者分析了鸟害导致输电线路故障的特点以及成因,对当前我国输电线路鸟害防治运用的措施进行了全方位的分析,希望能够为相关维护部门防治鸟害给予一定的借鉴以及参考。
关键词:输电线路;鸟害;措施;
引言
近20年来,随着人类逐渐关注并致力于环境及生态保护,生态环境得到较好的改善,与此同时,鸟类数量也得到大幅增加。此外,各种电压等级输电线路大范围投入运行,较高的输电线路是鸟类喜欢栖息的场所,频繁的鸟类活动已经给电网运行造成了严重影响。分析鸟害故障形成原因,进而找到鸟害防范措施,对电力系统安全运行具有重要意义。
1、鸟害故障种类
1.1鸟类身体短路故障
自然界中部分鸟类双翼展开时翼展可达1m以上,这样的鸟类如白鹭、白鹤以及鱼鹰等,这种类型鸟类在飞行时双翼容易触碰导线,造成单相接地故障或者相间短路故障,称为鸟类身体短路故障,多发生于110kV及以下等级线路。更高电压等级线路由于绝缘距离过长,难以形成短接,使得故障难以发生。
1.2鸟类筑巢故障
鸟类喜好在树上筑巢,鸟巢材料一般为藤蔓、树枝、茅草等,在潮湿气候下,湿润的鸟巢材料可能具备较高的导电性,当鸟类带着这种长串高电导率鸟巢材料在输电线路附近飞行时,极易造成短路故障生。此外,当杆塔上方鸟巢材料下落时,也容易发生短路故障。
1.3排便闪络故障
鸟粪一般为液体或者带有一定黏度的固液混合物,这种混合物一般具有一定的导电性,当鸟类在杆塔上沿绝缘子向下排便时,有可能造成绝缘子闪络,按形成机理主要分为两种情况。
1.3.1鸟粪空间闪络
当长串鸟粪被排出后,其沿横担或者绝缘子附近周围空气间隙下落时,鸟粪通道使得场强畸变,全部或者部分短接高低压端间隙,造成闪络发生。这种闪络叫作鸟粪闪络,是鸟害故障的最典型形式,占比最高。一般来说较大体型的鸟类才能造成此类故障发生。
1.3.2鸟粪污闪
鸟粪下落时滴落到绝缘子串上,当时并未造成故障,随着鸟粪不断累积,当气候潮湿时,容易在绝缘表面形成导电性良好的放电通道,造成闪络发生,这种类型故障形成机理与绝缘子污闪故障类似。
1.4鸟类天敌故障
线路上鸟类或者鸟类巢穴的存在容易吸引其天敌,例如蛇、猫等,蛇类体长较长,其在爬行过程中容易造成空气间隙短接,形成故障,国内曾有蛇导致输电线路跳闸案例发生。
1.5鸟类啄食复合绝缘子故障
喜鹊以及啄木鸟等鸟类有啄食的习性,而复合绝缘子材质是鸟类喜好啄食的对象。复合绝缘子被鸟类啄食后,其护套伞裙部位遭到破坏,当气候潮湿时,破损部分容易形成局部放电,危害绝缘子材料的机械性能以及电气性能,长时间累积效应下,绝缘子容易发生脆断事故。
2、鸟害故障的成因与机理
上文提到,输电线路鸟害故障的一个重要类型就是鸟粪闪络。分析其成因机理分析,可将鸟粪闪络划分成两种不同的种类:一类为绝缘子被鸟粪污染而导致的闪络;其二,是由鸟粪下落畸变绝缘子串周围的电场而导致的闪络。无论是哪种形式的鸟粪闪络,都会对输电线路的安全运行造成极大的影响。
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2.1绝缘子受鸟粪污染造成的闪络
一般情况下,这种鸟害故障存在着两种不同的机理。①因为稀鸟粪倾泻于绝缘子的外表,此类稀鸟粪具有较强的导电性能。在鸟粪量突破到一定的限度之后,其便会短接绝缘子伞裙边,进而造成绝缘子串的沿面闪络。②由于鸟粪长时间地累积于相同的绝缘子串上,累计到一定程度后遇到湿润的空气就会出现闪络现象,这类似于大气污染造成的污秽闪络。
2.2鸟粪下落畸变绝缘子串附近电场导致的闪络
研究人员通过观察得出:鸟粪闪络大多发生在倾泻鸟粪的短暂时间内,绝缘子串周围的电场畸变,从而造成击穿,并不是之前所认为的绝缘子串的沿面闪络。就此种闪络故障而言,绝缘子串的外表并没有鸟粪的沾附。所以,对于之前诸多不明因素的闪络故障来讲,实际上其中的绝大部分为鸟粪闪络。
3、针对输电线路鸟害故障提出的防范对策
通过对输电线路鸟害故障问题进行相应的分析,了解到了其中鸟类故障问题发生的主要原因以及鸟类的生活情况。下面就针对输电线路鸟害故障问题提出相应的解决措施:
3.1利用超声波对鸟类进行驱赶
超声波技术的发明和使用,在我国的很多领域,当中都得到了很好的应用。在输电线路当中,通过利用超声波技术对鸟类进行驱赶,从而保护输电线路。通过鸟类习性的研究利用超声传播鸟类所害怕的音波,从而达到驱逐鸟类的目的。通过使用超声波解决了远距离输电线路难以管理的难题,并且超声波的使用能够很好的驱逐鸟类。真正做到保护输电线路的作用。在我国实际的输电线路保护工作当中,超声波的利用是最为经济合理的。这是犹豫超声波能够利用声波技术驱逐鸟类的同时,不对鸟类造成伤害,并且达到保护目的。同时超声波所需要消耗的成本也较小,在偏远地区的使用不影响人们的正常生活。
3.2设置相关的驱逐物品或者在电线上设置保护设备
可以通过在输电线路上设置相关的驱逐鸟类的物品,例如田埂当中的稻草人这就是个原理。可以通过设置鸟类天敌的模型并制定相关的叫声去驱逐鸟类。这种输电线路的保护方式所需要花费的成本较低,但是能够适用在不适合利用超声波技术的城市当中。这种防范措施对鸟类的影响具有时效性,时间长了鸟类习以为常不在害怕,同时这种防治措施就使用了使用目的。所以可以通过多种驱逐方式相互穿插从而达到保护目的。另外还可以在输电线路的电线上设置相应的保护设备,去进行鸟害问题的防治。例如,在输电线上设置保护外层或者是在输电线上设置防鸟网、防鸟罩等等。通过保护措施的设置,减少或避免鸟类对输电线路的影响,从而达到防治目的。
结束语
输电线路在电能行业当中发挥着不可替代的作用,不断的按机器输电线路的建设和保护工作,对于整个国家的发展来说都有着重大的意义。鸟类也是自然生态中的重要组成部分,在进行输电线路建设的过程中不能够破坏鸟类的自然生态环境,并且要合理的保护好鸟类,同时要通过相关的防治技术对输电线路进行保护,从而帮助降低输电线路当中鸟害故障问题的发生情况。通过不断的改善,帮助提高输电线路的使用性能。
总的来讲,防治鸟害故障的措施均存在着各自的优点以及缺点。要对输电线路鸟害事故的形成进行预防,那么则需要依据于防治措施特征的不同、地理环境的不同、鸟类的不同、以及电压等级的不同,有针对性地具体实施不同的措施。
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论文作者:郑伟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
标签:鸟害论文; 鸟类论文; 鸟粪论文; 线路论文; 故障论文; 绝缘子论文; 超声波论文; 《电力设备》2018年第29期论文;