摘要：近年来，随着人类加强对大自然的保护，鸟类的数量增多，活动范围扩大。有统计资料表明，由于鸟类活动引起的线路故障仅次于雷害和外力破坏，占线路故障总数的第3位，已经严重危害了输电线路的安全运行。因此，在鸟害故障形成机理和防治对策的研究方面要投入更多时间和精力，使得该类故障可预防和监测，减小其对输电线路的安全运行的影响。为了满足电力系统工程应用中的迫切需求，在输电线路发生故障后要通过技术手段精准测量定位、精确诊断分析，以达到快速消除故障、恢复输电线路供电。目前输电线路故障定位主要依赖两种定位方法，即阻抗法和行波法。阻抗法是根据设备故障录波的参数信息计算故障回路的阻抗来确定故障点，这种方法在实际运用中测距效果较差，很难满足复杂的输电线路的故障定位；行波法是通过分析故障行波的传输理论和特征完成定位分析，定位结果的准确度高，应用范围广。在输电线路故障原因的识别方面，国内还没有直接有效的研究成果能实现快速准确的故障源辨识。大多数情况下是依靠工作人员的经验来判断故障原因，可靠性低，尤其对鸟害、树障、漂浮物等非雷击故障的判断结果偏差极大，输电线路的安全运行很难得到有效保证。
关键词：输电线路；鸟害故障；智能诊断；防范措施
引言
鸟害是威胁输电线路安全运行的一个重要因素，其造成的跳闸次数仅次于雷击和外破。首先对国内外部分地区的鸟害故障进行调研及分析，然后统计鸟害种类。得出目前鸟害故障种类主要包括鸟类身体短路、鸟类筑巢、鸟类捕食、鸟粪闪络、鸟类天敌身体短路、鸟类啄食复合绝缘子故障等。对鸟害故障种类进行统计和分析，有助于找到鸟害故障特征规律，为制定针对性防范措施提供理论支撑。
1鸟害故障种类
目前鸟害故障种类主要包括鸟类身体短路、鸟类筑巢、鸟类捕食、鸟粪闪络、鸟类天敌身体短路、鸟类啄食复合绝缘子故障等。其中鸟粪闪络是鸟害故障的最典型形式，占比最高，在500kV及以下各种等级输电线路上均有发生。
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，极易造成短路故障发生。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110kV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。
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2故障诊断分析
2.1输电线路智能故障监测系统简介
输电线路智能故障监测系统的结构主要包含线路监测终端、数据中心和工作站3个模块。故障监测终端、数据中心及系统工作站之间通过WAN（WideAr⁃eaNetwork）广域网互相联结。智能故障监测终端分布安装于各等级电压的架空导线上，每条线路的终端安装数量视线路长短而定，终端对线路发生故障后的故障行波电流、工频故障电流以及谐波电流等电流信号实时监测，并将采集到的电流信号通过GPRS上传到数据中心保存于内存和库文件中。数据中心通过后台软件和算法对采集到的电流信号进行诊断分析，进而将原始信号及诊断结果保存。工作站通常指的是输电线路管理部门的观察室，线路管理人员可在工作站通过WEB界面、手机应用等途径进行线路故障监测信息的查询，及时掌握线路跳闸信息，提高输电线路运行维护的效率。
2.2输电线路故障性质判别分析
引发输电线路故障跳闸的原因有很多种，它们的故障闪络通道的特性不同，在形成故障瞬间的行波电流波形特征也存在差异。因此通过分析就近监测到的故障行波电流（未衰减和畸变）并挖掘其波形特征，可以辨识故障原因，实现雷击与非雷击、雷击故障中的绕击和反击的辨识。输电线路的非雷击故障一般指单相接地故障，其故障暂态行波电流在采样周期内会出现先激增至峰值后慢慢衰减的阶跃性趋势，因此故障行波的波尾时间持续长，通常远大于40μs。通过对大量的鸟害故障行波电流波形进行分析，其波形特征为：呈现高阻接地的特点，故障行波波头的上升沿趋势比其他高阻接地故障更陡，行波主峰前存在间歇性闪络特点，行波的幅值较小，一般小于400A，且行波的折反射较为复杂。
3鸟害故障防治措施
国内外针对鸟害的防范已进行了大量的研究以及工程实践，目前鸟害故障的防治主要从预防、隔离及驱赶三个角度入手。
3.1预防措施
1）在建设新输电线路前，应进行认真的规划与设计，充分考虑并调查沿线走廊内鸟类活动及鸟类分布特征规律，结合鸟害活动强度分布，对鸟类频繁活动区段输电线路做好重点防范。2）新建设线路应尽可能绕开沼泽、森林、湖泊、农田等鸟类数量较多的区域。3）输电线路经过鸟类喜好在输电线路筑巢的鸟类区域时，可以在输电线路杆塔附近设立人工杆塔，以吸引鸟类筑巢。在污秽严重且湿度较高地区，应加强线路巡检，对积污绝缘子保持经常清洗。
3.2驱赶措施
通过一定的强制措施，直接或间接地将鸟类驱离输电线路，主要有如下几种方式。
3.2.1安装防鸟刺
防鸟刺为一发散的钢刺，一般安装于绝缘子正上方的横担上，主要有多股钢绞线组成，其一端固定于杆塔横担上，另一端则呈“蘑菇”状向天空散开。防鸟刺可有效防止鸟类直接停留在绝缘子正上方。
3.2.2风车式驱鸟器
风车式驱鸟器有如下特征：通过风扇叶片，以自然风力驱动，无需额外电源；风扇叶片上涂抹有黄色或红色碗形部件，内装设有反光镜，可以反射太阳光，此外，加上转动的风扇和鲜艳的颜色，使得鸟类不敢接近。风车式驱鸟器结构简单，成本较低，容易安装，但存在着易老化、寿命不长的弱点，此外，鸟类具有一定的适应性，经过一段时间后鸟类对该装置不再恐惧，使得驱鸟效果大打折扣。
3.2.3声音、超声波驱鸟器
利用鸟类谨慎、胆小的特点，将不同类别鸟类害怕或敏感的声音录入播放器内，定时或周期性地启动播放器，达到驱赶鸟类的目的。与风车式驱鸟器存在相同的缺点，由于鸟类具有适应性，在长时间运行后，驱鸟效果会大幅下降。
结语
目前鸟害故障种类主要包括鸟类身体短路、鸟类筑巢、鸟类捕食、鸟粪闪络、鸟类天敌身体短路、鸟类啄食复合绝缘子故障等。对鸟害故障种类进行统计和分析，有助于找到鸟害故障特征规律，为制定针对性防范措施提供理论支撑。
参考文献：
[1]李晓斌.江门地区架空输电线路鸟害分析及防治措施[J].科技视界，2016（8）：157-158.
[2]温渡江.电力线路鸟害故障与防治对策[J].电力安全技术，2017（8）：22-23.
[3]余雷，李胜利.输电线路鸟害规律分析及防治对策[J].湖北电力，2016，28（4）：57-58.
论文作者:刘振兴
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/8/1
标签：故障论文; 鸟类论文; 鸟害论文; 线路论文; 绝缘子论文; 鸟粪论文; 电流论文; 《电力设备》2019年第6期论文;