沈陽(yáng) 李睿 徐桂慶 余宏章 盧大俊

摘要：近年來(lái)，伴隨著城市發(fā)展用地緊張化，變電站建設(shè)選址也越來(lái)越偏僻，而隨著生態(tài)文明建設(shè)的發(fā)展，鳥(niǎo)類(lèi)生存環(huán)境得到大幅度改善，鳥(niǎo)類(lèi)活動(dòng)對(duì)變電站運(yùn)行的危害日益突出[1]，尤其是當(dāng)前的巡維中心大力實(shí)行的無(wú)人值班變電站。變電站鳥(niǎo)害輕則影響設(shè)備正常運(yùn)行，重則引發(fā)變電站設(shè)備故障，導(dǎo)致大范圍停電，引起不良社會(huì)影響。本文針對(duì)變電站長(zhǎng)期存在鳥(niǎo)害“頑疾”的原因以及預(yù)防措施進(jìn)行分析并提出相關(guān)改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：變電站、鳥(niǎo)害、驅(qū)鳥(niǎo)器

1、變電站鳥(niǎo)害形成原因

變電站鳥(niǎo)害形成有明顯的地域特性。我巡維中心地處廣東省鳥(niǎo)類(lèi)省級(jí)自然保護(hù)區(qū)，轄區(qū)變電站周?chē)椴忌搅?、江河等山林和水體，氣候溫潤(rùn)、食物充足，生態(tài)環(huán)境優(yōu)良，非常適合鳥(niǎo)類(lèi)生活棲息。據(jù)統(tǒng)計(jì)，保護(hù)區(qū)內(nèi)生活鳥(niǎo)類(lèi)多達(dá)240余種。變電站 110kV 以上電壓等級(jí)戶外門(mén)型結(jié)構(gòu)支架較高，在僻靜開(kāi)闊的地帶更顯突出。橫擔(dān)較長(zhǎng)、空隙多，對(duì)各型鳥(niǎo)類(lèi)筑巢提供了十分便利的條件，鳥(niǎo)類(lèi)也比較喜愛(ài)在變電站區(qū)域嬉戲、筑巢。

鳥(niǎo)害原因主要有：

（1）每年3-5月份，是本地鳥(niǎo)類(lèi)繁殖的集中時(shí)間，鳥(niǎo)類(lèi)活動(dòng)也十分頻繁。敞開(kāi)式變電站結(jié)構(gòu)環(huán)境為鳥(niǎo)類(lèi)筑巢提供了良好的基礎(chǔ)。它們筑巢主要集中于變電站的各種門(mén)型架構(gòu)上、斷路器底座內(nèi)、刀閘導(dǎo)電桿底座內(nèi)、變壓器本體遮蔽處、瓦斯繼電器盒內(nèi)等，主要筑巢材料為草木、樹(shù)枝、枯藤甚至鐵絲等[2]。在運(yùn)輸過(guò)程中或者筑巢距離帶電設(shè)備較近時(shí)，這些鳥(niǎo)巢材料在大風(fēng)下易飄落至帶電設(shè)備上，或者導(dǎo)致設(shè)備絕緣距離不足，從而引起設(shè)備短路故障導(dǎo)致跳閘。

（2）變電站周?chē)顒?dòng)鳥(niǎo)類(lèi)的排泄物附著在設(shè)備上，鳥(niǎo)糞污染變電站內(nèi)絕緣子串或電氣設(shè)備的外絕緣，設(shè)備絕緣水平降低，易造成閃絡(luò)事故。部分區(qū)域存在鳥(niǎo)類(lèi)聚集，他們白天覓食，夜間休息，經(jīng)過(guò)一夜的消化，凌晨是它們排糞便較集中且數(shù)量最多的時(shí)間，加上在此期間內(nèi)空氣相對(duì)濕度較大，易形成晨霧，在濕度和展霧的共同影響下，為受鳥(niǎo)糞污染的設(shè)備為形成擊穿放電提供有利的條件。有時(shí)因巡視周期或人員因素影響，受鳥(niǎo)糞污染的設(shè)備沒(méi)有得到及時(shí)發(fā)現(xiàn)并清洗，遇雨霧天氣時(shí)，也容易引起絕緣擊穿放電。而鳥(niǎo)糞引起的閃絡(luò)在發(fā)生前沒(méi)有任何征兆，閃絡(luò)時(shí)也極少為人所見(jiàn)，只能事后通過(guò)巡查進(jìn)行判斷。當(dāng)鳥(niǎo)糞積累到一定數(shù)量后，在潮濕或者下雨天情況下也會(huì)發(fā)生閃絡(luò)。因此，鳥(niǎo)糞痕跡的存在一直作為鳥(niǎo)糞閃絡(luò)的重要依據(jù)。

根據(jù)我所近三年防鳥(niǎo)害調(diào)查統(tǒng)計(jì)，2018年至2020年之間深圳東部地區(qū)變電站共發(fā)現(xiàn)鳥(niǎo)巢140個(gè)。其中101個(gè)位于設(shè)備龍門(mén)構(gòu)架或主變本體上，占所有鳥(niǎo)巢的72%。我站在近兩年的防鳥(niǎo)害巡視中，共發(fā)現(xiàn)變電站鳥(niǎo)害12起，其中鳥(niǎo)巢在刀閘導(dǎo)電桿上有2例，主變壓器散熱器上有2例，主變壓器瓦斯繼電器防雨罩、壓力釋放閥防雨罩上的各有1例，其余為變電站各門(mén)型架構(gòu)上和開(kāi)關(guān)、刀閘機(jī)構(gòu)箱上。個(gè)別鳥(niǎo)巢的處理可能需要設(shè)備緊急停電，降低供電可靠性。而且部分鳥(niǎo)類(lèi)還有成群聚集，喜好在較固定區(qū)域筑巢的習(xí)慣，主變壓器等設(shè)備本體或構(gòu)架上的多次出現(xiàn)同一類(lèi)型鳥(niǎo)巢，發(fā)現(xiàn)后需及時(shí)人工掏除，存在一定人身安全風(fēng)險(xiǎn)。由此可見(jiàn)，提升變電站鳥(niǎo)害防范措施提升迫在眉睫。

2、變電站鳥(niǎo)害預(yù)防對(duì)策分析

目前，深圳供電局針對(duì)變電站鳥(niǎo)害整治采取人力于科技相結(jié)合的方式，主要包括：1、每年3月份至5月份周期性開(kāi)展防鳥(niǎo)害巡視，巡視周期為3天一巡;2、部分變電站安裝風(fēng)車(chē)式和電磁式驅(qū)鳥(niǎo)器;3、后續(xù)新站規(guī)劃建設(shè)中采用GIS站，使變電站天生具有防鳥(niǎo)害能力。

其中，防鳥(niǎo)害巡視已經(jīng)納入我所每年階段性重點(diǎn)工作計(jì)劃中。在防鳥(niǎo)害工作中，運(yùn)行人員需在周期內(nèi)對(duì)變電站進(jìn)行防鳥(niǎo)害特巡，重點(diǎn)關(guān)注曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)鳥(niǎo)類(lèi)筑巢的架構(gòu)與設(shè)備區(qū)域，觀察變電站周?chē)B(niǎo)類(lèi)活動(dòng)頻率和范圍，必要時(shí)進(jìn)一步縮短巡視周期，做到一天一巡，發(fā)現(xiàn)鳥(niǎo)巢即上報(bào)，上報(bào)即處理，防患于未然。加大對(duì)變電站防鳥(niǎo)害人力和資金的投入，完善和開(kāi)發(fā)新的防鳥(niǎo)設(shè)施。同時(shí)結(jié)合無(wú)人機(jī)使用，對(duì)變電站各架構(gòu)上方進(jìn)行細(xì)致性排查，并對(duì)變電站周?chē)h(huán)境進(jìn)行觀察，對(duì)各項(xiàng)防鳥(niǎo)害措施結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，制定可行的反措計(jì)劃。同時(shí)，建立完備的防鳥(niǎo)害工作資料臺(tái)賬，定期向上級(jí)反饋防鳥(niǎo)害工作成效，以便在后續(xù)變電站設(shè)計(jì)、基建、生產(chǎn)統(tǒng)籌考慮，做到超前預(yù)防[3]。

國(guó)內(nèi)變電站中傳統(tǒng)的驅(qū)鳥(niǎo)方式包括鳥(niǎo)刺、風(fēng)車(chē)式驅(qū)鳥(niǎo)器等，近年來(lái)開(kāi)始采用一些新型的驅(qū)鳥(niǎo)裝置，如電磁式驅(qū)鳥(niǎo)器、激光驅(qū)鳥(niǎo)器、超聲波驅(qū)鳥(niǎo)器等。研究機(jī)構(gòu)主要對(duì)這些新型的驅(qū)鳥(niǎo)裝置進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，包括研究對(duì)鳥(niǎo)類(lèi)的主動(dòng)探測(cè)方法（如基于圖像識(shí)別、聲音識(shí)別、光電感應(yīng)等），通過(guò)野外觀察、統(tǒng)計(jì)學(xué)研究不同驅(qū)鳥(niǎo)方式的驅(qū)鳥(niǎo)效果等等。我局目前有一部分變電站已經(jīng)安裝了驅(qū)鳥(niǎo)裝置，絕大部分為傳統(tǒng)的風(fēng)車(chē)式和電磁式驅(qū)鳥(niǎo)器，還嘗試在經(jīng)常出現(xiàn)鳥(niǎo)巢的地方使用驅(qū)鳥(niǎo)劑;近年來(lái)個(gè)別變電站也開(kāi)始使用一些新型驅(qū)鳥(niǎo)裝置，如某220kV變電站通過(guò)科技項(xiàng)目研究安裝了一套變電站智能驅(qū)鳥(niǎo)系統(tǒng)，某500kV變電站和220kV變電站采用三合一驅(qū)鳥(niǎo)裝置（超聲波、聲音、燈光），某500kV變電站采用三合一驅(qū)鳥(niǎo)裝置結(jié)合風(fēng)車(chē)式、電磁式驅(qū)鳥(niǎo)器的綜合驅(qū)鳥(niǎo)方式。

根據(jù)深圳地區(qū)“十四五”規(guī)劃，到2021年底還將繼續(xù)投產(chǎn)數(shù)座變電站，結(jié)合當(dāng)前區(qū)域現(xiàn)存變電站防鳥(niǎo)害特性，在新站建設(shè)前期規(guī)劃、審圖、選址上，經(jīng)過(guò)充分調(diào)研與商討，新變電站規(guī)劃全部為GIS站，在源頭降低變電站防鳥(niǎo)害風(fēng)險(xiǎn)，為后續(xù)投產(chǎn)運(yùn)維提供充分的安全性和便利性。

3、新型驅(qū)鳥(niǎo)裝置研究

基于上述問(wèn)題，深圳供電局變電管理一所深汕巡維小組成立了項(xiàng)目組，開(kāi)發(fā)一種新型的變電站驅(qū)鳥(niǎo)裝置。該驅(qū)鳥(niǎo)裝置采用太陽(yáng)能供電，包括兩種觸發(fā)方式——定時(shí)觸發(fā)和探測(cè)器觸發(fā)。定時(shí)觸發(fā)指驅(qū)鳥(niǎo)器每隔一段時(shí)間自動(dòng)觸發(fā)一次，探測(cè)器觸發(fā)指通過(guò)驅(qū)鳥(niǎo)器內(nèi)置的聲音探測(cè)器或雷達(dá)探測(cè)器探測(cè)到鳥(niǎo)類(lèi)活動(dòng)時(shí)進(jìn)行觸發(fā)。

新型驅(qū)鳥(niǎo)器為一種基于4G通訊的變電站驅(qū)鳥(niǎo)裝置，具備以下功能：（1）包括超聲波、聲音及強(qiáng)光并有相應(yīng)的工作狀態(tài)指示，可分別打開(kāi)或關(guān)閉三種驅(qū)鳥(niǎo)方式中的任一項(xiàng)功能;（2）帶4G通訊模塊，可與后臺(tái)服務(wù)器通信，能夠獲取探測(cè)器的觸發(fā)數(shù)據(jù)，進(jìn)行驅(qū)鳥(niǎo)程序在線升級(jí);（3）超聲波模塊在清晨（6時(shí)至8時(shí)）及黃昏（6時(shí)至20時(shí)）工作5分鐘，停止5分鐘，其余時(shí)間工作2分鐘，停止15分鐘;（4）燈光驅(qū)鳥(niǎo)功能于白天（6時(shí)至18時(shí)）關(guān)閉，夜間（18時(shí)至次日6時(shí)）開(kāi)啟;（5）雷達(dá)探測(cè)功能于白天（5時(shí)至21時(shí)）開(kāi)啟，夜間（21時(shí)至次日5時(shí)）關(guān)閉。

基于4G通信的超聲波驅(qū)鳥(niǎo)裝置采用當(dāng)前比較主流的三種驅(qū)鳥(niǎo)方式，包括：超聲波、聲音和燈光。為了在后期運(yùn)行過(guò)程中能夠有效分析目前主流驅(qū)鳥(niǎo)方式的驅(qū)鳥(niǎo)效果，以上三種驅(qū)鳥(niǎo)方式應(yīng)具備獨(dú)立的控制功能，能夠獨(dú)立開(kāi)放或者關(guān)閉某一功能并有相應(yīng)的工作狀態(tài)指示。為解決傳統(tǒng)驅(qū)鳥(niǎo)器只能單向輸出，不能從外部獲取數(shù)據(jù)，且控制程序不可更改的問(wèn)題，本項(xiàng)目研究的驅(qū)鳥(niǎo)器帶有4G通信功能，可與后臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行通信，存儲(chǔ)驅(qū)鳥(niǎo)器的觸發(fā)數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)驅(qū)鳥(niǎo)程序的在線升級(jí)。

由第1小節(jié)可知，目前的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：設(shè)備龍門(mén)構(gòu)架或主變本體上的鳥(niǎo)巢數(shù)量占所有鳥(niǎo)巢的72%，因此將龍門(mén)構(gòu)架及主變本體作為重點(diǎn)驅(qū)鳥(niǎo)部位。理論上，驅(qū)鳥(niǎo)器安裝于龍門(mén)構(gòu)架上驅(qū)鳥(niǎo)效果最好。但考慮到驅(qū)鳥(niǎo)器重量較重，一旦在龍門(mén)構(gòu)架上發(fā)生墜落，將對(duì)下方的電力設(shè)備及人員帶來(lái)較大安全威脅[4]。同時(shí)，深圳地區(qū)又是臺(tái)風(fēng)多發(fā)地區(qū)，因此從驅(qū)鳥(niǎo)效果及安全性?xún)蓚€(gè)方面結(jié)合考慮，驅(qū)鳥(niǎo)器的安裝高度不宜高于1.5米。

該成果帶來(lái)的直接效益包括：1、可延長(zhǎng)巡視周期或取消季節(jié)性的防鳥(niǎo)害巡視，提高工作效率;2、降低變電站因鳥(niǎo)害造成設(shè)備事故的風(fēng)險(xiǎn);3、解決人工掏除鳥(niǎo)窩的問(wèn)題，降低生產(chǎn)成本，提高供電可靠性。帶來(lái)的間接效益包括：1、通過(guò)通訊模塊可獲取鳥(niǎo)類(lèi)在變電站中的活動(dòng)數(shù)據(jù)，為后期進(jìn)一步改進(jìn)裝置或研究鳥(niǎo)類(lèi)活動(dòng)規(guī)律提供數(shù)據(jù)支撐;2、在目前的驅(qū)鳥(niǎo)手段下，可遠(yuǎn)程升級(jí)驅(qū)鳥(niǎo)器控制程序，優(yōu)化驅(qū)鳥(niǎo)器工作模式而無(wú)需對(duì)硬件進(jìn)行改造，延長(zhǎng)裝置的全生命周期，提高經(jīng)濟(jì)效益。

4、結(jié)語(yǔ)

變電站鳥(niǎo)害防治任重道遠(yuǎn)，需要運(yùn)維人員加強(qiáng)管理提升，加大治理力度。在新環(huán)境下，發(fā)散思維，創(chuàng)新舉措，高效、有力改善鳥(niǎo)害給變電站運(yùn)行帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)因素，確保變電站安全、連續(xù)、高效運(yùn)行，保障供電可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 余桂鈺，無(wú)人值班變電站鳥(niǎo)害預(yù)防與治理對(duì)策，中國(guó)科技縱橫，2014年12期

[2] 鄭昌，內(nèi)蒙古包頭地區(qū)500kV輸電線路技術(shù)改造與應(yīng)用，華北電力大學(xué)，2016.3

[3] 張義斌，架空輸電線路防鳥(niǎo)害的技術(shù)措施分析，陜西電力，2006

[4] 白玉堂，電氣運(yùn)行誤操作成因與預(yù)防措施，城市建設(shè)理論研究，2014

作者姓名：沈陽(yáng)

作者單位：深圳供電局有限公司

作者單位所在省市：廣東省深圳市

作者所在省市郵編：518001

作者研究方向：電力系統(tǒng)變電運(yùn)行

作者現(xiàn)有職稱(chēng)：助理工程師

收刊人姓名：李睿

聯(lián)系電話：13590155471

收刊地址：廣東省深圳市深汕特別合作區(qū)（原汕尾市海豐縣）深汕大道吉水門(mén)變電站