包文俊,周松林
(1.安徽供電公司 銅陵分公司,安徽 銅陵244000;2.銅陵學(xué)院 電氣工程系,安徽 銅陵244000)
人類環(huán)保意識的增強使得鳥類的生存環(huán)境得到明顯改善,鳥類數(shù)目和種類的增加導(dǎo)致其在電力線路上經(jīng)常筑巢繁殖,對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行造成了威脅。數(shù)據(jù)表明,因鳥類活動引起的線路跳閘僅次于雷電造成的跳閘事故[1]。根據(jù)統(tǒng)計,銅陵地區(qū)在2005年至2011年期間,已出現(xiàn)8次因鳥類活動引起的線路故障,對電網(wǎng)運行造成了一定的影響。為防止鳥類活動對輸電線路的破壞,本文對銅陵輸電線路鳥害故障進行了分析,并結(jié)合現(xiàn)行的防鳥害措施及其效果,提出了綠色防鳥害綜合治理方法,對電力線路鳥害防治具有借鑒意義。
通過觀察、研究發(fā)現(xiàn),每年的3月至8月是絕大多數(shù)鳥類的繁殖季節(jié),許多鳥類喜歡在輸電線路鐵塔上筑巢繁殖。這一期間是供電局輸電線路防鳥害巡視期,也是銅陵電網(wǎng)發(fā)生鳥害的高發(fā)期。鳥類通常將鳥巢筑在桿塔絕緣子串懸掛點上方以及跳線上方的斜交叉處等危險部位。鳥類口叼樹枝、茅草、鐵絲、布條等物,在線路間飛行,會造成線路短路,遇潮濕天氣容易造成線路閃絡(luò)及跳閘故障。對近幾年來銅陵地區(qū)輸電線路桿塔上危險部位的鳥巢數(shù)量進行了調(diào)查統(tǒng)計,結(jié)果如圖1所示。
從統(tǒng)計圖可以看出,近幾年來鳥類在線路桿塔危險部位筑巢的數(shù)量呈逐年增多的趨勢,盡管防鳥害巡視小組花費了大量的人力遷移鳥巢,仍無法有效預(yù)防鳥害故障的發(fā)生。
圖1 2005~2011年鳥巢遷移數(shù)量統(tǒng)計圖
鳥類活動造成線路短路或跳閘的原因主要有4種類型。
(1)鳥類泄糞會造成輸電線路絕緣子嚴(yán)重污染而引起線路跳閘。實驗表明,當(dāng)鳥糞的電導(dǎo)率大于3 200μs/cm 時就會導(dǎo)致絕緣子閃絡(luò)[2]。
(2)體形較大的鳥類翅膀延伸的很長,起飛時容易把絕緣子短接,從而引起短路跳閘。
(3)大型鳥類的糞便呈連續(xù)線狀型時,也會造成絕緣子短路事故。
(4)鳥類將捕捉到的小動物在線路橫擔(dān)上叼食時,小動物可能會造成線路短路事故。
(1)地形地貌 農(nóng)田、河流等低洼潮濕、植被豐富地區(qū),或者僻靜開闊的莊稼地帶都適宜于鳥類覓食和生存,這些地段輸電線路上鳥類活動頻繁,發(fā)生鳥害故障的幾率較大。例如銅陵周圍的山區(qū)及大通、老洲等沿江一帶發(fā)生的次數(shù)較多。
(2)季節(jié)性 鳥害一年四季都有發(fā)生,其中第二季度發(fā)生鳥害次數(shù)最多,其次是第三和第四季度,第一季度最少。
(3)天氣條件 通常在陰雨或大霧天氣,空氣濕度較大,再加上鳥類活動頻繁,比較容易形成擊穿放電的情況
(4)電壓等級 鳥類故障多數(shù)發(fā)生在220kV及110kV的輸電線路中,35kV及以下電壓等級的線路故障較少。通過對銅陵地區(qū)2005~2011年輸電線路鳥害故障的統(tǒng)計,結(jié)果如表1,2所示??梢钥闯鲈?20kV線路的鳥害故障有6次,發(fā)生在110kV線路的鳥害故障有2次。其中在中相發(fā)生故障6次,左、右相各1次。這是因為中相橫擔(dān)的棲息條件較好,起落方便,便于鳥類筑巢。
表1 220kV線路的鳥害故障
表2 110kV線路的鳥害故障
銅陵輸電線路防鳥害裝置主要是防鳥刺[3]。防鳥刺裝置采用多股鋼絞線制成,一端采用金屬裝置固定,另一端呈樹枝狀散開,形成一傘狀保護范圍,裝在絕緣子串懸掛點上方橫擔(dān)處,可以防止鳥糞排泄在絕緣子串上。由于結(jié)構(gòu)簡單,應(yīng)用非常廣泛。這種措施適合于防范體形較大的鳥類,但不利于電力線路維護和檢修。
從2003年開始,銅陵地區(qū)輸電線路桿塔上廣泛安裝的風(fēng)動式驅(qū)鳥器是根據(jù)鳥類怕光、恐色的原理[4],采用自然風(fēng)為動力,以快速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)碗帶動風(fēng)碗轉(zhuǎn)動軸上的鍍鉻不銹鋼反光片發(fā)出的間斷反射光達到驅(qū)鳥、防止鳥類在線路桿塔危險部位筑巢、休息的目的。風(fēng)動式驅(qū)鳥器對于防止鳥類在桿塔危險部位筑巢起到了一定的效果,但是該驅(qū)鳥器也有一個顯著的缺陷,就是在沒有風(fēng)的天氣里,風(fēng)碗無法轉(zhuǎn)動,驅(qū)鳥器也就失去了驚鳥、驅(qū)鳥的效能?,F(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn),風(fēng)動式驅(qū)鳥器運行一段時間后,部分裝置配件出現(xiàn)銹蝕、風(fēng)化掉脫、破損等現(xiàn)象,從而影響了驅(qū)鳥器的驅(qū)鳥效果。
自2005年以來,銅陵供電局開始在鳥害區(qū)域的輸電線路桿塔上安裝使用國內(nèi)最新型的驅(qū)鳥裝置——超聲波驅(qū)鳥器,該裝置包括太陽能電池板、雷達、老鷹模型、揚聲器等部件,采用太陽能供電,預(yù)先儲存鳥類遇難、遇上天敵時發(fā)出的警告、呼救聲等,正常情況下處于靜音狀態(tài),一旦超聲波感應(yīng)到有鳥兒飛近時,就會發(fā)出警告音,驅(qū)趕鳥類在桿塔上棲息,減少鳥類筑巢的可能性,防止了鳥類在危險區(qū)域筑巢[5]。該裝置安裝應(yīng)用初期對防止鳥類在桿塔危險部位筑巢起到了顯著的效果。但是使用一段時間以后,鳥類習(xí)慣適應(yīng)了驅(qū)鳥器的老鷹模型和慘叫聲后,又重新開始在桿塔的危險部位筑巢。由此可見,超聲波驅(qū)鳥器不能長期有效驚嚇、驅(qū)離鳥類在桿塔的危險部位筑巢,從而無法達到有效地控制鳥害故障的發(fā)生。
電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展和鳥類數(shù)量的迅速增長形成了矛盾。電網(wǎng)建設(shè)破壞了鳥類原有的自然棲息環(huán)境,現(xiàn)有的防鳥裝置以驅(qū)逐鳥類為主,破壞了鳥類生存條件,因此,必須因勢利導(dǎo),采取有效措施,使人類和鳥類和諧相處。需要研究電網(wǎng)所在地區(qū)的地形地貌、鳥的種群分布、生活習(xí)性及遷徙特點,有意識地去為鳥類創(chuàng)造好的生存環(huán)境并引導(dǎo)鳥類適應(yīng)新的環(huán)境,通過采取這種“驅(qū)引結(jié)合,綠色防鳥”的綜合防治措施[6],才能幫助鳥類獲得新的棲息地而不去危害線路。
(1)繪制銅陵電網(wǎng)鳥類活動及鳥害分布圖。在收集多年電網(wǎng)鳥害事故、日常巡視記錄的基礎(chǔ)上,從掌握鳥類活動規(guī)律出發(fā),摸清全市鳥的主要種類、活動規(guī)律,對其棲息地、飛行路線等進行分析總結(jié),并結(jié)合銅陵地形地貌繪制成圖。按照經(jīng)濟合理、措施有效的原則,對不同情況采取不同的防治策略。通過建立科學(xué)、完善的鳥害防治工作體系,形成鳥害防治工作長效機制,為新建和正在運行線路防鳥害設(shè)計和治理發(fā)揮重要的參考作用。
(2)安裝人造鳥巢。據(jù)資料顯示,由于林木減少等原因?qū)е滦▲B在電力鐵塔、線路上筑巢數(shù)量呈連年遞增的態(tài)勢,由此引發(fā)的線路跳閘威脅隨之嚴(yán)重。要避免單純摘除鳥窩、安裝防鳥刺和防鳥罩的簡單做法,而應(yīng)該追本溯源,在重點鐵塔、線路附近的樹林里安裝人造鳥巢,為鳥兒提供棲身之地,藉以根治由鳥害引起的安全隱患。引導(dǎo)鳥類的效果大于驅(qū)趕鳥類,并具有環(huán)保性和持續(xù)性,且方法簡單、經(jīng)濟、有效。
(3)安裝防鳥刺和防鳥罩
在一些鳥害頻繁的重點地段,除安裝人造鳥巢外,也需適當(dāng)安裝防鳥刺和防鳥罩。
(4)對于遠離居民的偏僻地區(qū),可以在桿塔上安裝超聲波語音驅(qū)鳥器。根據(jù)統(tǒng)計,銅陵地區(qū)輸電線路鳥害高發(fā)期為每年的3~6月份,因此,適合采取階段式開放超聲波語言驅(qū)鳥器的做法,每年3~6月份打開超聲波語音驅(qū)鳥器,其余月份關(guān)閉驅(qū)鳥器。
(5)在每年的電力線路大修、技術(shù)改造等項目中,逐步在設(shè)計、基建、生產(chǎn)各階段統(tǒng)籌考慮鳥害問題,并逐步落實。
(6)在鳥害高發(fā)期,線路巡視人員要對重點線路每周巡視一次,及時排除影響線路安全運行的隱患。
(7)及時針對銅陵地區(qū)內(nèi)各線路的絕緣子受損情況,開展定期檢修。
本文分析了銅陵輸電線路鳥害成因、規(guī)律及發(fā)生情況,并介紹了現(xiàn)有的防鳥裝置。針對目前的防鳥裝置取得的效果及其弊端,提出了“驅(qū)引結(jié)合,綠色防鳥”的綜合防治措施。這種方法既能有效防止鳥類威脅電力線路的安全運行,又可有效保護各種鳥類,從而達到人與鳥類和諧共處的目的。
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