朱晶亮
(嘉兴电力局,浙江 嘉兴 314001)
近年来,随着线路和变电站的不断建设和生态环境的改善,鸟害已严重威胁输电线路和变电站设备的安全运行,因鸟害造成的设备障碍及事故逐年上升,由此造成的损失也越来越大。浙江省嘉兴地区地处长江三角洲平原地带,水网交错,变电站内设备构架众多,每年春夏之季有大量鸟类选择在变电站的铁塔、架构上筑窝繁殖,成为电力安全运行的严重隐患。本文分析鸟害原因,从技术、管理措施探讨变电站防治鸟害办法。
鸟害的基本形式有2种:鸟窝及鸟粪。
鸟窝危害主要表现为在杆塔、设备构架上的筑巢材料下落,短接绝缘子串、套管等,引起断路器跳闸。变电站内主变压器、母线、引线、各类隔离开关等设备的运行温度高于常温,设备及周围构架易成为鸟类栖息场所。鸟类筑巢材料主要是树枝和铜、铝、铁丝等废金属丝,在干燥的天气里不易发生事故,但遇阴雨天气,树枝受潮电阻降低,接触或靠近导线导体,达到放电距离时即发生接地短路事故,而废金属丝较树枝更易发生短路事故。
鸟粪闪络危害表现为鸟粪下落后污染悬挂绝缘子、支持绝缘子和各种套管,使绝缘水平降低,导致闪络引起断路器跳闸。绝缘子闪络故障发生后,通过检查可以很容易地发现事故点,闪络痕迹非常明显,能用肉眼看见。引起鸟粪跳闸的条件为:鸟粪的量够大,闪络发生在春夏季鸟类活动频繁的季节,时间多为每天夜晚至清晨鸟类大量觅食时;另一条件是鸟粪的稠度合适,干燥的鸟粪呈粒状,不能连续成串短接横担和导线,太稀时因近似雨水也不易导电。
以嘉兴电网220 kV及以上变电站(500 kV变电站3座、220 kV变电站24座)2011年度每天变电运行日报为原始数据,整理出有关鸟害缺陷分析情况。因鸟害引起的变电站缺陷共26起,均为鸟类筑巢,变电站内鸟类筑巢引起危害的几率远大于鸟粪闪络。而变电站日常巡视频率较高,发现鸟类筑巢后即可采取措施,在一定程度上降低鸟粪闪络可能性。
图1显示鸟害的高发期为每年的2—5月,此时鸟类正处于春季繁殖期,活动频繁,该时段是鸟害防治的关键时期。同时,每天不同时段的鸟类活动情况也不一样,早晨和傍晚鸟类觅食频繁,为活动的高峰时段。
图1 鸟害次数及时间分布
对鸟类活动与鸟害发生地点进行统计,发现变电站鸟害多发地带集中在主变压器构架区域、线路门型构架区域和母线上方构架区域,分别为6起、15起、4起,共计25起;设备本体发生几率较小,仅有闸刀本体底座1起。分析原因主要为主变压器上部平坦,桩头比较多,除夏季外常年温度适宜;大部分鸟害分布在门型构架区域,因该区域高于其他构架,吸引了鸟类筑巢,如图2所示。
图2 典型构架筑巢鸟害
由于鸟类具有极强的适应能力,采用技术措施来驱赶鸟类时要考虑其适应性。进行鸟害防治需经常变化驱赶方式,或多种方式配合使用,使鸟类难以适应。防治鸟害作为变电运行单位季节性的重要工作,具有由被动到主动、由短效到长效、由低级到高级的发展过程,鸟害防护必须技术措施和管理措施双管齐下。
常用的鸟害防治技术措施主要是视觉驱鸟、声音驱鸟、利用物理方法阻止鸟类进入等,基于上述原理的驱鸟设备主要有驱鸟刺、风车式驱鸟器、声音和超声波驱鸟器等。
应用驱鸟刺防止鸟类在绝缘子、套管、导线上方的横担构架处停留或筑巢是防治鸟害最常用的方法。驱鸟刺基本原理是在球冠形底座上安装若干针体,针体呈放射状分布,如图3所示,使鸟不能落在驱鸟刺安装处,从而有效防止鸟害的发生。驱鸟刺的特点是结构简单、成本低廉、效果持久。
图3 驱鸟刺
风车式驱鸟器原理是将驱鸟器安装在杆塔架构高处,驱鸟器在风力的作用下旋转以恐吓鸟类。驱鸟器的迎风面还涂有反光或警告色涂料,在太阳的照射下发光以驱赶鸟类,如图4所示。
为了加强驱鸟器对鸟的惊吓效果,也可利用风车旋转时发出的劈啪声来惊吓鸟。这类驱鸟器的优点是成本低廉、使用方便,但存在易老化、自然损坏严重、寿命短、无风天气不能发挥作用等缺点。
图4 风车式驱鸟器
利用MP3技术语音芯片和扬声器配合发出鸟类的哀鸣、天敌的叫声来惊吓鸟类。利用语音芯片发声的驱鸟器,其优点是技术简单、成本低廉且声音逼真。结合变电站有电源、有保安的优势,具备人工播放及维护的条件,大大增强了这种驱鸟办法的效果及驱鸟设备的可靠性。可配合相关管理措施,规范使用方法,作为变电站防治鸟害首选设备。
人耳只能感受到约20~20 000 Hz的声波,超出这一频率范围的声波就是超声波。超声波驱鸟器采用单片机技术实现分段工作,在一定时段以一定频率范围随机大分贝、间隙性发出超声波驱赶鸟类,使鸟类无规则可循。
超声波驱鸟器采用太阳能电池板提供电源,由于变电站内有电源,也可以直接从站用电取电,从而可以节省太阳能电池板成本。
超声波驱鸟器发出的频率人类无法听见,但绝大部分鸟类能听见,可采用较大的分贝,间歇性发声,增加恐吓听觉冲击程度,从而提高装置作用范围和驱离效果。
随着人类自然保护意识的增强,打破传统思维模式,变防、清、堵为疏导,形成了引导式趋鸟,既能保证变电设备的安全运行,又能与自然和谐相处,引导式驱鸟与以往治理鸟害技术措施相比,其优势不言而喻。
引导方式是在杆塔、构架合适的位置为鸟类筑巢,装配一定容量的篮、盆,引导鸟类在固定的位置安家。鸟巢编制材料可以是与杆塔同样材料的钢线(长期使用免维护)。人造鸟窝尺寸因地制宜,结合南方鸟类较小的特点,确定人造鸟窝尺寸为直径40 cm、高20 cm,形状如图5所示。
图5 人工鸟窝
为鸟类筑窝,帮助安“家”。因鸟类具有良好记忆能力,下一年繁殖季节鸟类会继续在固定的位置安家,形成良性循环。
防治鸟害仅靠技术措施还远远不够,只有配以适合季节性防治鸟害长效机制的管理措施,才能充分发挥硬件装备的效能。
(1)运行部门建立防治鸟害技术措施硬件设备台账,实时更新、关注设备工况,将“防治鸟害装备”列入非室内变电站运行规程。
(2)加强变电站日常巡视,严格执行变电运行日报制度,建立防鸟害工作资料,做到记录与现场情况相符。实时关注鸟害动向,并以影像资料为证。
(3)地区市局层面形成“防治鸟害专项档案”,在局域网公共盘建立“鸟害专项文件夹”,使检修部门能随时掌握缺陷状况,同时留档为进一步分析提供依据。通过一段时期的积累和综合分析,对鸟类活动频繁的变电站相应增加巡视次数,观察其发展趋势。
(4)检修部门应结合月度缺陷分析会,将鸟害缺陷纳入反措工作计划,适时安排除鸟害消缺工作,并安装防鸟设施。
(5)每年春秋季鸟害高发期来临前,运行部门组织对变电站内防鸟害设备集中排查,做到设备无缺陷,能正常进行驱鸟工作。
(6)对无人值班变电站要定期清理设备区域树枝等鸟类筑巢材料,防止鸟类就地取材。
(7)利用变电站有保安、有电源的有利条件,配置一定功率的MP3外置播放机(可发声驱鸟器)。春季鸟类活跃期,在清晨7—8时、傍晚17—18时,按巡查路线进行播放,以达到驱鸟效果。
(8)综合分析数据,为设计、基建、生产统筹考虑提供依据,超前预防。在设计阶段考虑采取必要的防鸟措施(如尽可能采用全封闭设备或室内变电站),使变电站设备具备先天免疫鸟害能力。
变电站鸟害防治是长久、艰巨的任务。在实际驱鸟过程中发现,由于鸟类适应能力极强,单一驱鸟技术措施长期使用效果较差。鸟害防治必须因地制宜,科学、生态、有效地组合使用防鸟害措施,如复合式驱鸟器、挡鸟板及超声波驱鸟器、声光电一体驱鸟器等。同时,匹配相关管理措施,提高技术措施利用效率,驱、防、引三者结合才能从根本上治理变电站鸟害。
[1]李晓明.浅谈输电线路鸟害防治一种新方法[J].科技信息,2011(21):781.
[2]周青,郭庆.输电线路鸟害分析及对策探讨[J].湖北电力,2008,32(3):11-14.
[3]陈升,李武杭.输电线路防鸟害技术措施的应用[J].浙江电力,2003,22(2):30-31.
[4]缪寿成.输电线路防鸟害技术的研究与实践[J].浙江电力,2007,26(1):33-36.