架空输电线路鸟害故障及其防治技术措施

张帅 张文瀚 杨国峰

摘 要：鸟害是威胁架空输电线路安全稳定运行的重要因素之一。 根据近年来中国架空输电线路发生的鸟害故障情况，笔者对架空输电线路鸟害故障特征、形成机理进行了分析，对应用于中国输电线路的鸟害故障防治措施进行了全面分析和评价。 期望为架空输电线路运行维护部门的鸟害防治工作提供借鉴和参考。

关键词：架空线路 鸟害故障 防治措施

0.引言

架空输电线路鸟害事故已成为影响输电线路安全运行的重大隐患之一，其影响程度仅次于雷电活动与外力破坏，越来越引起国内外电力部门的重视 。 南非 对该国1996-1999年间275kV系统的1326 次线路事故的统计表明，鸟粪闪络引起的事故占 34%，居各类事故原因之首。 美国 IEEE（电气电子工程师协会）1990 年的调查报告显示， 输电线路的故障近25%与鸟有关，而变电站的电气设备因鸟引起的故障高达86%。 随着中国生态保护、退耕还林政策的逐年推进，鸟类数量增长、活动频繁，鸟类侵扰架空输电线路设施的现象有增长趋势，由此造成的损失也越来越大。因此了解鸟害故障的特征、形成机理，进而选择有效的防鸟害措施对确保输电线路的安全运行有着重要的意义。笔者对架空输电线路鸟害故障特征、形成机理及其防治措施进行了全面的总结分析， 以期为架空输电线路防鸟害工作提供参考。

1.鸟害故障类型

1.1鸟粪闪络

鸟粪闪络是由栖息在杆塔上的鸟类排泄物引起的闪络事故，是鸟害故障主要原因。按形成机理，鸟粪闪络可分为 2 种， 一是鸟粪污染绝缘子引起的闪络，二是鸟粪下落畸变绝缘子串附近的电场引起的闪络。

1.2鸟类筑巢故障

春季鸟类在输电线路杆塔上筑巢、孵化，鸟筑巢时口叼树枝、铁丝、柴草等物，在线路上空或导线之间穿越飞行， 当铁丝等物落在横担与导线之间，就会造成线路故障。另外，刮风时，杆塔上的鸟巢被风吹散，掉落在带电导线或悬式绝缘子上，也会造成短路接地故障。

1.3鸟类飞行故障

体形较大的鸟类，如水鸟、鹭鸶，其翅膀展开达1 m 以上。 这种大体形的鸟类飞行在导线间可能造成相间短路或单相接地故障。

1.4捕食鸟类故障

由于鸟在杆塔上筑巢或在塔顶停留时，引发蛇类向塔顶攀爬捕食鸟类。 由于蛇体形较长，在向塔顶攀爬过程中，短接绝缘子引起闪络事故发生。

2.鸟害故障特征

2.1地理环境特征

由于不同的鸟类都有着不同的栖息习性和环境要求，这就形成了鸟害故障的地理环境特征。调查发现，大部分鸟害故障发生在人员稀少的丘陵、山地、水田，并且附近有水库或水塘无树林的地形、地貌地带。究其原因，这种地带可提供鸟类丰富的食物，又没有高大的树木，鸟为了繁殖和考虑自身的安全，只有选择在输电线路杆塔上筑巢，因此，这些地区易发生鸟害故障。 而在山区，有茂盛的树林，鸟筑巢选择的条件很多，鸟一般不会选择在输电线路的杆塔上搭建鸟巢。

2.2季节特征

由于鸟类的活动受季节的影响很大，所以线路的鳥害故障也带有明显的季节特征。 调查发现，冬春两季是鸟害故障的多发期。究其原因：在冬季，由于鸟类的自然界栖息环境变得恶劣，导致电力线路杆塔上落鸟的概率增加，再加之冬季雨水少，落在绝缘子表面的鸟粪不易被清洗掉，从而加大了鸟粪污闪的概率。 而春季则是鸟类繁殖的旺季，电力线路杆塔上的鸟巢此起彼伏，发生鸟害故障的概率自然大大增加。 每年 8-10 月是农作物成熟及收割期，鸟类吃食较多，排泄量随之增多，且排泄周期缩短，鸟害故障也相应会增多。

2.3时间特征

鸟粪闪络故障多发生在夜间， 白天相对较少。究其原因，主要有 2 个方面：①候鸟为了觅食方便，晚上就栖息在铁塔上，排放粪便污染绝缘子，引起绝缘子闪络故障；②冬季夜间湿度大，雾、小雨、小雪会稀释粪便，使绝缘子的外绝缘水平明显下降，导致绝缘子闪络故障。通过观察，大型鸟类一般会在杆塔上栖息时或起飞前排便， 排出的粪便连续、稀释且呈喷射状， 粪便短接导线和横担间空气间隙，造成空气绝缘组合间隙缩短引起线路跳闸。

2.4电压等级

从发生鸟害故障的线路电压等级看，鸟类故障多数发生在 110 k V、220 k V 和 500kV电压等级的线路上， 而35kV及以下电压等级的鸟害故障较少。 究其原因，35kV以下的电压等级多为城市配电网，附近鸟少，且为小鸟，每次鸟粪的量也很少，而且电压低，能击穿的空气距离很小，绝缘子又不加均压环，有伞裙的阻挡，所以鸟粪闪络的概率不大。

2.5瞬间性、继发性特征

瞬间性是指鸟害故障短时间接地、跳闸，一般均能重合成功。 继发性是指鸟害故障会在同一天或相隔几天再次甚至多次发生，故障点相对集中，往往在同一基杆塔发生重复性闪络，或者相邻塔位发生闪络。究其原因，这与鸟类特有的“定期、定点、群居”的生活习性有关。

3.鸟害故障成因及机理分析

如前所述，鸟粪闪络是鸟害故障的主要类型。从故障形成机理分析，鸟粪闪络可分为2类，一是鸟粪污染绝缘子引起的闪络，二是鸟粪下落畸变绝缘子串周围的电场引起的闪络。

3.1鸟粪污染绝缘子引起的闪络

鸟粪污染绝缘子引起的闪络一般认为有两种机理。其一是由于很稀的鸟粪倾泻在绝缘子表面，这种稀的鸟粪导电率非常高，当鸟粪量达到一定程度时，就会短接绝缘子伞裙边而导致绝缘子串的沿面闪络。其二是鸟粪在同一绝缘子串日积月累，干鸟粪和湿鸟粪混合达到一定数量，一旦遇到湿润天气，就会发生闪络放电， 这样的闪络形式与大气污染在绝缘子串表面积污所引起的污秽闪络十分类似.

3.2鸟粪下落畸变绝缘子串附近电场引起的闪络

模拟绝缘子鸟粪闪络现象的基础上，对鸟粪闪络机理及闪络条件进行了研究。 发现鸟粪闪络主要是在鸟粪倾泻的瞬间，绝缘子串附近的电场畸变，进而导致击穿，而不是以往仅仅认为的绝缘子串的沿面闪络。 对于此类闪络故障，绝缘子串表面并无鸟粪沾附。 因此，原来认为的许多不明原因的闪络故障中，应有相当一部分实际上属于鸟粪闪络。 模拟试验研究结果表明，鸟粪闪络具有一定的规律性。

4.鸟害故障防治技术措施

4.1驱鸟型措施

驱鸟型措施是设法让鸟类远离架空线路设施。目前，在中国架空输电线路上应用较多的驱鸟装置有风车式驱鸟器等。

（1）风车式驱鸟器是中国最早进入市场的驱鸟器。其原理是将风车式的驱鸟器安装在铁塔上，在风的作用下驱鸟器旋转来恐吓鸟类。有的在驱鸟器上还涂上一层反光材料，在太阳的照射下，反光来驱赶鸟。 现场中还有将此类驱鸟器外型作成鹰状的.

（2）防鸟刺为一束向上的钢刺，罩住绝缘子串上方横担，一般用多股钢绞线，一端固定、一端散开，形成“蘑菇”状，或采用冷拔钢丝焊接成“云杉树”状。

4.2隔离型措施

隔离型措施是将鸟类活动与线路带电的关键部位分隔开。目前，在中国架空输电线路上应用较多的隔离型措施有绝缘防鸟隔板、横担封堵帽和杆顶防鸟罩等。

4.3引导型措施

引导型措施是指在有鸟类活动区域，若隔离效果有限而又不宜强行驱逐时，则主动为鸟类提供栖息场所，同时避开线路设施。 例如，在线路附近人为立杆设巢吸引鸟类驻留，从而减弱其对线路设施的影响。引导型措施在欧美电网中应用较多。 例如在美国，秃鹫、鱼鹰等受法律保护，其在杆塔上的巢穴不能随意破坏， 因而在杆塔附近立模拟杆， 杆上设鸟巢。在中国，引导型措施应用较少。 有的做法是在杆塔适当位置悬挂一个小竹篮给鸟主动提供一个巢穴。

参考文献：

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