输电架空线路鸟害分析及防范措施

李泽权

【摘 要】针对输电架空线路鸟害产生的原因及其特点、鸟类活动的规律及其生活习惯的解析，分析输电架空线路鸟害故障防范措施，总结优秀经验及方法，并提出和谐的人鸟共处的建议，为探索创新鸟害防治的方法、措施提供参考。

【关键词】输电；架空线路；鸟害；措施

1.概述

鸟类在高压输电线路杆塔活动造成的事故，正逐年上升，影响了架空输电线路的安全运行。由于人类活动的影响，致使高大树木日渐匮乏，一些树栖鸟类无法寻找到适合的环境筑巢，转而选择在稳固、高大的输电线路铁塔架构上、水泥杆塔横担上栖息，搭建鸟巢，频繁活动，因而有大量鸟粪排泄在绝缘子串上极易造成绝缘子闪络，对输电线路安全运行带来隐患。鸟害引起线路故障的形式有线路跳闸和零部件损坏。其中造成线路跳闸的主要原因有鸟粪引起绝缘子闪络、鸟巢材料引起短路和鸟类身体造成的短路；鸟类损坏线路零部件的主要形式为鸟啄损复合绝缘子的伞裙、护套。据统计，2008年至2013年期间，潮州电网输电线路发生因鸟害导致的故障跳闸情况约占全部线路外力破坏故障跳闸总数的76%。而这其中，根据鸟害故障原因分类，鸟巢异物坠落是造成线路跳闸比例最大的故障原因，约占各电压等级鸟害故障总数的80%， 其它原因引起跳闸所占比例较小，分别为20%。

2.线路鸟害故障的特点

2.1季节性

鸟害故障是季节性线路故障，其中，春末至秋初两季是鸟害发生最为严重的时段。每年的2-3月份是鸟类筑巢繁殖的季节，鸟在鸟巢附近活动频繁增加了鸟害事故发生的几率。另外2-3月份和8-10月份候鸟迁徙过程中，鸟类大部分愿意栖息在附近有水、有森林的输电线路杆塔上，所以其筑巢、起降、排粪等行为都可能导致鸟害故障的发生。

2.2时间性

鸟害故障多发生在夜间18：00至次日8：00，尤其集中在凌晨3：00到6：00这一时段。因为一天中这个时段的系统电压最高，温度最低，湿度最大，风速最小，所以绝缘子表面易凝露，表面污层完全湿润，线路的绝缘水平最低，一旦鸟巢上的垂草异物受风吹飘落，或有鸟在横担位置排便、或在杆塔附近活动就极有可能造成绝缘子串闪络故障的发生。

2.3地域性

据了解，鸟的种类不同，迁徙时间和地点也不同，有的鸟沿山林和小溪迁徙、有的则沿水库迁徙、有的选择村庄附近有果园或庄稼的地方。鸟类选择路径的原因是，候鸟需要有隐藏和恢复体力的地方，并且还能在附近找到食物和水源。

3.鸟害故障的原因

目前鸟害造成输电线路跳闸的主要原因有鸟巢材料短路、鸟粪闪络、鸟类身体短路、鸟啄坏复合绝缘子4种。

3.1鸟巢材料短路

一些鸟类喜欢在农田、果林等附近方便觅食的杆塔上造窝筑巢，造窝所用材料大多为树枝或杂草，往往会有部分材料垂落在绝缘子上或接触、靠近带电导线，遇阴雨、浓雾天气，树枝、杂草接触导线（或靠近导线），易引起线路接地故障；或遇大风天气时，鸟窝可能被大风吹散，会使树枝或鸟窝里的金属丝等具有导电性的杂物落在导线上，造成线路接地跳闸故障。

另一些鸟类（如乌鸦、喜鹊等）习惯嘴里衔着树枝、杂草等异物，当它们叼着湿润的长草、藤蔓植物或金属丝等导电性异物停留在杆塔横担、悬垂绝缘子均压环上，或穿越靠近杆塔构件与导线的绝缘间隙时，导线通过异物对杆塔放电，造成线路接地短路跳闸故障。

3.2鸟粪闪络

鸟粪是一种导电混合液体，含水量和电解质较高，在带电导体之间易造成闪络；当鸟粪污染了直线悬垂绝缘子串，积粪至一定程度后，使绝缘子绝缘水平降低容易发生闪络。鸟粪闪络的过程可分为3个阶段：a.鸟粪通道的形成和伸长。鸟粪排出后，以自由落体的方式下落，形成一段细长的下落体。b.绝缘子周围电场发生畸变。由于具有一定导电性的鸟粪通道的介入，鸟粪通道前端与绝缘子串高压端之间的空气间隙的电场强度大大增加，原先绝缘子串承受的大部分电压都加在了这一段空气间隙上，使绝缘子串周围的电场分布发生严重畸变。c.空气间隙击穿，完成闪络。鸟粪通道的前端与绝缘子高压端之间的空气间隙被击穿，形成局部电弧。

3.3鸟类身体造成短路

鸟类身体短路引起的线路跳闸在南方地区较为少见，主要发生在体型较大的鸟类中。

3.4鸟啄食复合绝缘子

鸟啄食复合绝缘子可能与制作复合绝缘子伞盘材料的硅橡胶配方中添加有某种芳香烃有关。一些鸟类喜好叨啄复合绝缘子的硅橡胶伞裙护套，使耐老化性能相对较弱的芯棒直接暴露于大气环境中，若未及时发现并处理，可能造成脆断等恶性事故。

4.防范鸟害故障措施的优缺点

因鸟巢材料短路是造成线路跳闸最主要的原因，故主要针对鸟类筑巢采取防鸟措施。输电线路的主要防鸟害措施是通过驱逐、惊吓和遮挡等方式，主要措施及其有效性分析如下。

4.1.加装大盘径绝缘子伞罩

在悬垂绝缘子串的顶部安装直径50～60cm的防鸟罩，当鸟类在绝缘子的上方活动排便时，能起到伞的阻挡、遮蔽的作用，将鸟粪隔离在绝缘子串外侧的一定距离以外，安装这种防鸟罩在110kV及以下電压等级的输电线路中效果比较明显。随着电压等级升高，绝缘子串增长，需要加大伞罩的直径才能起到相应的防护效果。当有风的影响时，鸟粪从防鸟罩边缘下落时可能偏向下导线，防鸟罩并不能有效防护下导线。防鸟罩对绝缘子清扫或更换工作也带来一些不便。

4.2安装防鸟刺

安装防鸟刺是常用的防鸟害措施。防鸟刺的优点是价格低、安装方便，并且在220kV及以下电压等级线路的效果明显

在杆塔绝缘子的正上方安装防鸟刺，目的是阻止鸟类在杆塔绝缘子的正上方筑巢、休息等活动，从而防止鸟害的发生，但是，当风速过大时，单独的防鸟刺不能发挥作用（鸟刺的水平防护半径约为20cm）。当鸟巢垂草从杆塔坠落时，受到风力和重力的双重作用，可能会沿轨迹飘落，因此，防鸟刺安装的位置及数量对防护效果影响很大。

针对这种情况，在电压等级较高且挂点横担较宽的地方至少要安装3个防鸟刺（半径约为60cm）才能有效地防止垂草异物短路故障的发生。缺点是直接影响线路人员在杆塔上的检修工作，另外防鸟刺安装使用一段时间后必须检查鸟刺张开角度是否下垂，必要时进行调整，以防止鸟类在鸟刺中间筑巢。

4.3采用转动装置

采用转动装置如转动风车、防鸟滚轮等防鸟害。转动风车是通过支架将一个三叶红色螺旋桨安装在横担上，当受到外界风力作用时，螺旋桨风叶转动，能够起到惊鸟的作用。当螺旋桨的风叶受外界的风力作用转动时，所形成的风力涡流使鸟较难在杆塔上站稳。此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陷，而且鸟类的适应性会导致转动装置失去效用。

4.4安装电子驱鸟器

安装电子驱鸟器，如具有声、光的电子驱鸟装置等防鸟害。其基本原理是在装置中存储鸟类天敌或其他刺耳的声音片段，当鸟类进入该装置的红外线探测区域内时，就自动接通电源发出的鸟类惨叫和亮光，从而起到驱鸟的作用。此类驱鸟器科技含量高、技术先进、效果好，具有安装简单、节能、免维护等特点，但价格较高，电池容易老化，并且影响附近居民的正常生活。

4.5安装高分子复合气味驱鸟器

复合气味驱鸟高分子材料的工作原理是在不伤害鸟类的前提下，能在室外不同气候条件，缓慢持久地释放出一种影响禽鸟神经系统、呼吸系统的特殊清香气味对鸟类进行驱逐，并使其在其记忆期内不会再飞回来，从而有效保护整个输电线路。

该型材料现已研发完成，并已于2012年初在潮州电网输电线路开始挂网运行。复合气味驱鸟器体积小、安装方便，目前驱鸟效果情况较好。研究成果已获得国家发明专利，并在核心期刊上发表了相关论文两篇。缺点是：当户外天气较恶劣时高分子复合气味材料释放的效果有一定的影响，且成本较高。

4.6安装防鸟网

在绝缘子挂点顶部的横担上面安装聚乙烯材料的防鸟网，目的是将绝缘子挂点位置围封起来，鸟类无法在绝缘子挂点顶部筑巢，起到防止鸟类在悬垂绝缘子串的顶部筑巢的占位作用。其成本低廉、安装简易，但给检修工作也带来一些不便。

4.7装设人工鸟窝

在靠杆塔塔心位置安装镀锌网或竹条编织制成的人工鸟笼，并在人工鸟窝箩底放少许的杂草，把鸟迁移到不影响线路安全的区域筑巢，达到人鸟和谐共处。其价格低、安装较为方便。新镀锌材料虽然使用寿命较长，但有较强的光反射，鸟类不大适应；竹条编织制成的鸟笼材料接近鸟类生活习性，俩者之间鸟类较喜欢选择竹条编织制成的鸟笼，但其使用寿命较短。

5.防鸟害方法的建议

5.1防鸟害技术措施的改进

应总结各种防鸟装置的运行经验，除弊取利，综合使用，形成一套更有效的防鸟系统。目前，安装防鸟刺、人工鸟窝、防鸟网是比较经济有效、安装简便、维护量小且对日常检修工作影响较小的防鸟害措施，因此，应在鸟害异常严重的区段研究加装鸟刺、人工鸟窝、防鸟网等措施，提高鸟害设防水平。如：110kV及以下架空线路杆塔以防鸟刺结合人工鸟窝为主；220kV及以上架空线路杆塔以防鸟网结合人工鸟窝为主。

5.2防鸟害组织措施的改进

建立完善的防鸟害台帐资料，详细划分每条线路的鸟害区域，根据历年的防鸟害工作进行统计、分析、总结。制订出每条线路的防鸟害工作计划并落实执行。

加强线路运行维护，检查防鸟装置运行情况，在春秋季节对鸟害多发区段的线路加强巡视力度，缩短巡视周期，及时维修、更换损坏的防鸟装置，清除杆塔上的鸟巢，特别是位于绝缘子上方的鸟巢应尽快拆除，有效控制鸟害故障的发生。

系统分析鸟害故障原因及地域、时间分布特点，结合运行经验及鸟类活动规律统计资料。开展各类防鸟害装置的有效性综合评价，研究制定符合实际的鸟害治理措施，并依据鸟害分布图逐步更新完善防鸟害技术措施。

6.结束语

要做好输电线路的维护工作，提高电网的可靠性，必须对鸟害做好有效的防范，依据鸟类活动规律制定可行的防治计划，清理线路杆塔上具有威胁性的鸟窝，消除对线路安全运行造成的隐患，减少线路因鸟类活动引起的故障次数，确保电网安全稳定运行。同时，要做到只防鸟害而不杀伤鸟，保护鸟类，爱护生态环境，力爭达到人类和鸟类的和谐相处，是我们目前应研究的一个新课题。当然，要想做好这一系列的工作，更需要得到广大市民的理解与支持，需要广大群众的参与，共同做好电网的维护工作，构造坚强的输电电网，为生产、生活提供更大的便利与保障。

参考文献：

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[3]《架空送电线路运行规程》（DL/T741- 2001）[S].北京：中国水利出版社，2008.