邱建江
(廣東電網(wǎng)有限責任公司肇慶供電局, 廣東 肇慶 526060)
鳥的活動可以導致輸電線路跳閘的觀點由美國艾迪森于20世紀20年代首次提出,自此以后輸電線路鳥害逐漸引起人們的重視[1]。運行經(jīng)驗與統(tǒng)計數(shù)據(jù)得出,鳥害已經(jīng)成為威脅輸電線路安全運行的一個重要因素,其危害僅次于外破和雷擊[2]。
隨著人類日益重視生態(tài)環(huán)境的保護,鳥類活動的環(huán)境得到了極大的改善,使得鳥類數(shù)量不斷增加,其活動范圍已廣泛延伸到輸電線路領域,給輸電線路運行帶來隱患[3]。
我國輸電線路里程長,途經(jīng)趨于復雜,經(jīng)過大量山區(qū)以及平原等鳥類活動繁多的區(qū)域,輸電線路鳥害故障極其頻繁[4-5]。近年來我國運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)給出部分地區(qū)鳥害情況,描述如下。
1)寧夏地區(qū)220 kV及以上電壓等級線路僅2004年當年就發(fā)生鳥害故障15次,鳥害跳閘占比為68%。
2)河北南部2006—2011年之間發(fā)生了多起鳥害跳閘,且主要出現(xiàn)在220 kV輸電線路上,該電壓等級鳥害故障占總鳥害故障的76%。
3)陜西漢中2002—2007年之間110~330 kV輸電線路鳥害跳閘次數(shù)高達18次,占總故障比例的20%左右。
4)廣東江門1999—2005年之間110 kV及220 kV輸電線路鳥害跳閘次數(shù)高達25次,占總故障比例約62.5%,詳見圖1。
圖1 1999—2005年間江門110~220 kV輸電線路鳥害故障情況
目前鳥害故障種類主要包括鳥類身體短路、鳥類筑巢、鳥類捕食、鳥糞閃絡、鳥類天敵身體短路、鳥類啄食復合絕緣子故障等[6]。其中鳥糞閃絡是鳥害故障的最典型形式,占比最高,在500 kV及以下各種等級輸電線路上均有發(fā)生。
自然界中部分鳥類雙翼展開時翼展可達1 m以上,這樣的鳥類如白鷺、白鶴以及魚鷹等,這種類型鳥類在飛行時雙翼容易觸碰導線,造成單相接地故障或者相間短路故障,稱為鳥類身體短路故障,多發(fā)生于110 kV及以下等級線路。更高電壓等級線路由于絕緣距離過長,難以形成短接,使得故障難以發(fā)生。
鳥類喜好在樹上筑巢,鳥巢材料一般為藤蔓、樹枝、茅草等,在潮濕氣候下,濕潤的鳥巢材料可能具備較高的導電性,當鳥類帶著這種長串高電導率鳥巢材料在輸電線路附近飛行時,極易造成短路故障發(fā)生。此外,當桿塔上方鳥巢材料下落時,也容易發(fā)生短路故障。
鳥糞一般為液體或者帶有一定黏度的固液混合物,這種混合物一般具有一定的導電性,當鳥類在桿塔上沿絕緣子向下排便時,有可能造成絕緣子閃絡,按形成機理主要分為兩種情況。
2.3.1 鳥糞空間閃絡
當長串鳥糞被排出后,其沿橫擔或者絕緣子附近周圍空氣間隙下落時,鳥糞通道使得場強畸變,全部或者部分短接高低壓端間隙,造成閃絡發(fā)生。這種閃絡叫作鳥糞閃絡,是鳥害故障的最典型形式,占比最高。一般來說較大體型的鳥類才能造成此類故障發(fā)生。
2.3.2 鳥糞污閃
鳥糞下落時滴落到絕緣子串上,當時并未造成故障,隨著鳥糞不斷累積,當氣候潮濕時,容易在絕緣表面形成導電性良好的放電通道,造成閃絡發(fā)生,這種類型故障形成機理與絕緣子污閃故障類似。
線路上鳥類或者鳥類巢穴的存在容易吸引其天敵,例如蛇、貓等,蛇類體長較長,其在爬行過程中容易造成空氣間隙短接,形成故障,國內曾有蛇導致110 kV輸電線路跳閘案例發(fā)生。
喜鵲以及啄木鳥等鳥類有啄食的習性,而復合絕緣子材質是鳥類喜好啄食的對象。復合絕緣子被鳥類啄食后,其護套傘裙部位遭到破壞,當氣候潮濕時,破損部分容易形成局部放電,危害絕緣子材料的機械性能以及電氣性能,長時間累積效應下,絕緣子容易發(fā)生脆斷事故。
目前鳥害故障種類主要包括鳥類身體短路、鳥類筑巢、鳥類捕食、鳥糞閃絡、鳥類天敵身體短路、鳥類啄食復合絕緣子故障等。對鳥害故障種類進行統(tǒng)計和分析,有助于找到鳥害故障特征規(guī)律,為制定針對性防范措施提供理論支撐。