新型10 kV隔离开关横担防鸟绝缘护套研制

刘 宝，刘纪东，卢 鹤，郭 翔，梁长利

（国网山东省电力公司济南供电公司，山东 济南 250012）

0 引言

随着人类对自然生态环境保护意识的加强，鸟类的繁衍数量逐渐增多，活动范围日趋扩大。许多鸟类，在济南地区特别是喜鹊，在配电线路隔离开关横担上筑巢，容易将铁丝等导体搭落在带电部位上，给配电线路的安全运行造成了极大危害。配电线路鸟害事故的发生，会造成线路单相接地短路、闪络等故障，以及使绝缘子绝缘性能下降，严重时还会造成配电线路的非计划停运甚至停电事故。这些已成为影响电力安全生产的重要因素，线路可靠安全运行受到严重的威胁，防止鸟害的问题日益重要。

10 kV线路横担在配电线路中大量使用，由于横担长期暴露在室外，风吹日晒，设备寿命受到严重影响。特别是一些重要的配电设备，如隔离开关，在运行管理中常需要拉合操作，若横担受到腐蚀损坏，在拉合操作时容易断裂，不但对设备造成损坏，同时容易造成操作人员的意外伤害。防鸟绝缘护套的加装能够防止横担直接裸露在外面，起到一定的保护作用。

10 kV隔离开关横担防鸟绝缘护套的研制对防止鸟害造成的线路事故的发生、保障供电公司财产安全、施工人员人身安全具有重要意义。

1 传统驱鸟装置存在的缺陷

传统驱鸟装置主要有以下种类：防鸟罩、防鸟网、防鸟针、惊鸟装置、声波驱鸟装置、脉冲电击式驱鸟装置、风车式驱鸟器等［1-6］。

传统驱鸟装置在取得一定防鸟、驱鸟效果的同时，也存在一些缺点：1）防鸟罩、防鸟网保护范围有限，同时防鸟罩防鸟网可能引来鸟类直接在其上搭巢；2）防鸟针主要适用于输电线路，安装在配电线路上影响检修作业；3）惊鸟装置在初期能起到惊吓鸟类的作用，但经一段时间的适应之后惊鸟作用逐渐丧失；4）声波驱鸟装置在驱赶鸟类的同时，给周边居民带来噪声，不适用于城区安装；5）脉冲电击式驱鸟装置和风车式驱鸟器驱鸟作用良好，但功能单一，寿命周期短。

传统驱鸟装置性能单一，只具备防鸟或驱鸟功能之一，且效果有待改善。

2 新型防鸟绝缘护套设计

新型护套在克服现有护套及防鸟工具缺陷的基础上，主要实现3个方面的功能：主动防御，即具备防止鸟类筑巢的功能；被动防御，即在有导体搭在横担与带电部位之间时，降低事故发生率；安装便捷。

新型10 kV隔离开关横担防鸟绝缘护套的设计原理为：使用护套将横担正面及前后两侧绝缘化，横担下侧不需绝缘材料包装，以便于后期将护套直接扣在横担上；分段设计，大小可调节；同时，通过多种方式减少鸟类筑巢可能性，如改变护套形状提高鸟类筑巢难度、使用对鸟类具有刺激性的颜色、在护套表面安装反光部件刺激鸟类眼睛、安装防鸟针等。

护套的设计主要包括3部分，即护套主体、主动防御部件和连接部件。

2.1 护套主体设计

护套主体材料的绝缘性能是实现护套被动防御性能的基础；同时考虑护套其他各方面性能的需要，如塑形性能、耐腐蚀性能等，选用ABS塑料作为制作护套主体的材料。

2.1.1 护套形状

为实现防止鸟类搭巢功能，护套形状的设计是其关键之一。护套主体按功能分为2部分：一部分为扣槽，用于将护套主体扣在横担上。结合横担形状及安装便捷性目标，扣槽形状设计如图1所示。另外一部分为尖端，实现绝缘性能的同时，降低异物搭落稳定性。考虑到材料重量、成本及加工难度，将尖端设计为等腰三角形，其底边长8 cm，高4.3 cm。因为三角形尖端的存在，隔离开关的横担与杆塔横担不再在一个水平面上，存在一定的角度，异物搭落的稳定性降低，降低了鸟类搭巢的可能性。

2.1.2 护套颜色

济南地区配电线路鸟巢主要是喜鹊的巢穴，因此，在护套颜色的选择方面，主要针对喜鹊的喜好进行。文献［7］进行了喜鹊对颜色喜好的实验，实验结果显示喜鹊对于绿色最为亲近，对于橙色最为排斥。因此，选择橙色作为护套的颜色，通过喷涂工艺，将橙色喷涂在护套表面。

图1 护套主体形状

2.2 主动防御部件

2.2.1 反光部件

反光部件采用反射率在95%以上的反光镜，安装在护套表面，通过反射阳光刺激鸟类眼睛，减少其在横担上的降落机会。放光部件的选择需要考虑其成本、耐用性、反光效果等多方面因素。

为便于反光镜的安装，在护套主体表面设置了反光镜槽，如图2所示。安装过程中，在槽内涂抹强力胶，将合适大小的反光镜贴在槽内即可。

图2 反光镜槽

2.2.2 防鸟针

防鸟针目前在输电线路上使用广泛，在配电线路上使用较少。输电线路防鸟针为放射状［8］，外形较大，安装在配电线路上不利于线路施工。因此，重新设计了适用于10 kV隔离开关横担防鸟绝缘护套的防鸟针，防鸟针为圆锥形，安装在护套顶端，如图3所示。该种防鸟针采用绝缘材料制作，不存在断裂跌落时碰触开关等带电部件造成事故的隐患，且具有良好的防鸟效果。

2.3 连接部件

每段护套侧面都设计了分段连接部位，在使用过程中，只需要将强力双面胶粘贴在分段连接部位，即可实现分段连接。

图3 防鸟针

综上所述，10 kV隔离开关横担防鸟绝缘护套如图4所示。

图4 10 kV隔离开关横担防鸟绝缘护套

3 护套性能测试

3.1 主动防御性检查

新型防鸟绝缘护套主要通过改变护套形状、使用对喜鹊具有刺激性的颜色、在护套表面安装反光镜、安装防鸟针4方面达到主动防御功能。针对护套形状对其主动防御性能进行了测试。

将铁丝搭落在横担上，进行小型风洞试验，将风力从小逐级增加，直至铁丝被吹了为止。测试结果如表1所示。结果表明，异物在护套上搭落稳定性很差，有微风吹过异物即会跌落，不利于鸟类筑巢。

表1 风洞试验结果 m／s

3.2 被动防御性检查

将防鸟绝缘护套安装在横担上，并在护套与隔离开关带电部位使用导线连接，进行耐流测试。考虑目前配电网主干线路电流及限流一般在800 A以内，因此，试验过程中电流从0到800 A逐步增加，试验结果如表2所示。

表2 耐流试验结果 A

从试验结果可知，在配网主干线路电流大小范围内，在横担上加装防鸟绝缘护套后，如有铁丝等导体搭落在护套与导电部位，也不会造成放电、短路等故障，事故发生率为0。

3.3 安装便捷性检查

安排施工人员进行了安装计时测试，测试结果如表3所示。

表3 安装计时测试结果 s

测试结果显示，护套安装平均时间为17.4 s，表明新型防鸟绝缘护套安装便捷、快速。

4 结语

针对现有绝缘护套及防鸟工具存在的缺点，结合鸟类易在隔离开关横担处搭巢且搭巢后危害性较大的现实，设计了新型10 kV隔离开关横担防鸟绝缘护套。护套采用ABS塑料作为主体材料，起到绝缘，即被动防御作用；通过等腰三角形的形状设计、护套颜色的选择、反光镜、防鸟针等多方位设计，达到主动防御鸟类搭巢的功能。新型10 kV隔离开关横担防鸟绝缘护套克服了传统护套、防鸟工具的缺点，具有功能全面、安装便捷的优点，对防止事故发生，保障保护人身和财产安全具有重要作用。