摘要：鸟的活动可以导致输电线路跳闸的观点由美国艾迪森于 20 世纪 20 年代首次提出，自此以后输电线路鸟害逐渐引起人们的重视。运行经验与统计数据得出，鸟害已经成为威胁输电线路安全运行的一个重要因素，其危害仅次于外破和雷击。随着人类日益重视生态环境的保护，鸟类活动的环境得到了极大的改善，使得鸟类数量不断增加，其活动范围已广泛延伸到输电线路领域，给输电线路运行带来隐患。
关键词：输电线路；防鸟害；措施
1鸟害的四类形式
鸟害形成一般分为四类，即鸟巢类、鸟粪类、鸟体短接类和鸟啄类。鸟粪类又分为了鸟粪染污绝缘子闪络故障和鸟粪短接空气间隙两块。各类鸟害机理如下：（1）鸟巢类顾名思义就是指鸟类在杆塔上进行筑巢活动，较长的鸟巢材料减小或短接空气间隙，导致的架空输电线路跳闸。(2)鸟粪类则是指鸟类在杆塔周围排粪，而导致形成了导电通道，引起杆塔空气间隙击穿，或鸟粪附着于绝缘子上引起的沿面闪络，导致的架空输电线路跳闸。（3）鸟体短接类是指鸟类身体使架空输电线路相（极）间或相（极）对地间的空气间隙距离减少，导致空气击穿引起的架空输电线路跳闸。（4）鸟啄类是指鸟类啄损复合绝缘子伞裙或护套，造成复合绝缘子的损坏，危及线路安全运行。
2鸟粪空间闪络
2.1闪络过程
1）鸟粪排出后拉伸变长。鸟粪从鸟身体排出后，以一定的初速度向下坠落，在下落过程中，鸟粪前部速度一直大于后部，由于鸟粪具有一定的黏度，因此具有一定的可拉伸性，当前端一直快于后端时，鸟粪长度越来越大，并在绝缘子两端空气间隙里形成了细长的导电通道。2）电场畸变。鸟粪具有一定的电导率和长度，部分甚至全部短接绝缘子旁高低压端空气间隙，引起两端间隙场强严重畸变。3）间隙击穿。高低压端空气间隙场强超过临界击穿场强时，间隙发生击穿，击穿后产生电弧并沿鸟粪通道迅速向中间蔓延，当电弧完全贯通两极时，闪络即发生，线路跳闸。
2.2鸟粪空间闪络影响因素
1）电压等级。相关研究表明，对于 110 k V 输电系统，当鸟粪前端部与高压端导体距离约 13 cm 时，鸟粪闪络概率为 50%，当距离低于 13 cm 时，则 100%概率闪络。500 k V 以下电压等级绝缘子串长度相对不算很长，自然界鸟类排便较易桥接绝缘子旁空气间隙，因此鸟粪闪络发生概率较高，而 500 k V 及以上电压等级由于绝缘子串很长，自然界很难形成如此长串鸟粪使得间隙发生有效桥接，因此闪络较难发生。2）鸟粪电导率。鸟粪电导率较小时，类似于绝缘物质，其存在对空间电场分布影响较小，对空气绝缘影响不大，难以发生闪络；反之，鸟粪电导率较高时则类似于良导体，容易造成空气间隙击穿。研究数据表明，对于 110 k V 输电线路，当鸟粪电导率不超过 2 000 μs/cm 时，无闪络发生，而鸟粪电导率达到 3 200 μs/cm 后则 100%发生闪络。国外有学者测得部分鸟粪电导率可达 8 000 μs/cm，该电导率鸟粪足以引起间隙闪络。3）鸟粪黏度。鸟粪形态是影响鸟粪闪络特性的重要因素之一，连续的长串鸟粪更容易造成间隙击穿，反之断断续续形态的鸟粪对绝缘子空气间隙闪络特性影响较小。当鸟粪黏度过低时，鸟粪下落时很容易呈断断续续的状态，反之当鸟粪黏度过高时，难以拉伸成长条状态，因此过低或过高黏度的鸟粪均难以使间隙发生击穿，只有适度黏度的鸟粪下落时才可形成长直鸟粪通道，使得闪络易于发生。
3鸟害故障防治措施
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。
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3.2智能综合驱鸟装置
该装置通过太阳能+电池取电，无需外接市电，通过雷达和声音辅助来探测鸟类的靠近，通过内部智能微电脑芯片控制发送不同频率的声波、强光、枪声、老鹰叫来干扰鸟类视觉和听觉系统，同时利用驱鸟剂挥发的气体刺激鸟类的嗅觉系统，以此从视觉、听觉和嗅觉三方面恶化鸟类的生存环境，从而达到有效的驱鸟作用。主要包括以下内容：（1）系统电源自动管理：在高压铁塔上取电是一个难题，系统电源自动管理模块采用的是太阳能和蓄电池相结合的方式，通过电源控制电路，来自动控制太阳能与蓄电池的平衡，实现系统全天候的稳定工作。（2）鸟类自动探测识别：鸟类自动探测是应用DopplerRadar原理，发射一个低功率微波并接受物体反射过来的能量。一旦物体的运动被其探测到，发射频率就被反射回的微波频率所代替，代替的微波与发射的微波混合在一起产生一个低频率的电压从传感器输出。（3）超声波、闪光发生器：超声波发生器采用多谐振荡技术产生在一个频率范围内不断变化的扫频超声波，让鸟类无法适应，能够实现最佳驱鸟效果。闪光发生器采用单片机控制技术，实现高光强的led灯按固定频率，不同的工作模式闪烁。（4）工作模式控制：工作模式控制单元采用单片机控制技术，按照设置好的时间间隔，自动控制超声波发生器、闪光发生器、声音发生器和语音播报的工作模式，同时主动接收鸟类自动识别单元的探测信号，通过探测自动触发设备启动即时工作模式。
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。
3.2.3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。
结束语
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。
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论文作者:陈龙河
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/13
标签：鸟粪论文; 鸟类论文; 鸟害论文; 线路论文; 间隙论文; 绝缘子论文; 杆塔论文; 《电力设备》2019年第3期论文;