220kV输电线路鸟害故障跳闸原因分析及处理措施

摘要：随着生态环境的影响，鸟类对输电线路安全运行的威胁程度日益加剧。因鸟害引起的线路跳闸比例逐年升高。鸟害对输电线路可能造成线路电气故障（鸟粪闪络跳闸、鸟巢短路跳闸）和复合绝缘子被鸟啄食等，其中以鸟粪闪络故障所占比例最高。鸟害引起线路故障跳闸比较特殊，不同于雷击、风偏、污闪等故障，故障特征不明显造成线跳闸后故障原因查找困难，且鸟害故障还呈现频发性，即跳闸发生后，如果线路运维单位没有找到故障点或者没有及时更换闪络的绝缘子，故障点近期内可能还会发生同样的事故。我们通过一起典型鸟粪闪络故障案例，分析因鸟粪造成的线路故障，并根据目前线路鸟害治理中存在的问题，提出针对性的防控对策。

关键词：输电线路;鸟害故障跳闸;原因分析及处理

1、故障概况

2014年1 1月19日02时36分，某地市供电公司220kV线路主保护跳闸，U相故障，重合闸重合成功。ll时30分，巡视人员登杆检查时发现091号塔杆上相（U）避雷器绝缘子线夹及均压环有放电灼伤痕迹，初步确定故障点为091号塔。故障时故障区段天气情况为多云。气温在0～10℃，南风。风力2级，无雾，空气湿度50%。故障区段地处平原农田耕地，外部运行环境较好，无近线施工。该220 kV线路全长40.073 km。与另外一回220kV线路同塔双回架设，全线共有杆塔106基，起止杆塔号1—106号，投运于2005年03月18日。LGJ一400/35导线，一侧地线OPGW一侧地线GJ—50;外绝缘设计：悬垂串采用FXBW～220/100。耐张串采用双串XWP一120;全线处于为D级污区。2014年，开展差异化防雷改造，部分直线杆塔安装有并联避雷器，上端避雷器单元，下端串联一段绝缘子做问隙。现场检查发现塔顶、绝缘子等上遗留大量鸟粪。初步分析判断为此次线路跳闸为9l号塔鸟粪闪络故障跳闸。

2、故障原因分析

2.1鸟粪污染绝缘子引起的闪络鸟粪引起的绝缘子串闪络，一般认为有2种机理：由于淌稀的鸟粪倾泻在绝缘子表面，这种稀的鸟粪导电率非常高，曾测得2片因鸟害跳闸绝缘子的盐密值分别高达 0.172mg/cm和0.154mg/cm，而且鸟粪数量特别多，甚至短接了绝缘子裙边而导致绝缘子串沿面闪络;鸟粪在同一绝缘子串上日积月累，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引起的污秽闪络十分类似。

2.2 乌粪下落畸变绝缘子串附近的电场引起的闪络鸟粪闪络主要是绝缘子串周围的空气间隙在鸟粪倾泻的瞬间畸变了绝缘子串附近的电场而导致的击穿，而不是以往认为的仅仅是绝缘子串的沿面闪络。由于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有相当一部分实际上应属于鸟粪闪络。通过对鸟粪闪络机理的试验研究发现。鸟粪闪络存在以下规律。

2.2.1鸟粪电导率当鸟粪电导率小于2US/cm时闪络很难发生，而大于3.2 US/cm时几乎每次试验都会导致绝缘子闪络。可见绝缘子闪络受鸟粪通道电阻或电导率的限制.且存在一个电导率的阈值范围。

2.2.2鸟粪通道和绝缘子均压环之间水平距离d当d小于12～13cm时。闪络概率接近100%，当d超出这个范围时。闪络概率迅速降至0，可见，鸟粪通道与绝缘子均压环之间的空气间隙是闪络发生的前提条件。

2.2.3鸟粪通道与鸟粪的初速度和黏度的关系鸟粪在下落过程中受重力加速度的影响会逐渐拉长变细，并趋于分裂。通过肉眼观察。鸟粪仍然是连续流下，但实际上其通道的前端已经处于分离的水珠状态。鸟粪的黏度增大时，这种趋势被减缓，即鸟粪通道的连续性好，电阻值较低，易导致闪络。

2.2.4鸟粪闪络发展过程

a.鸟粪通道的形成和伸长。鸟粪以自由落体的方式下落，形成一个细长的下落体。由于首末端开始下落的时问有先后，最先下落的那段总是比最后下落的那段下落速度快。鸟粪到达绝缘子高压端附近时的长度要比刚开始下落时长得多。

b.绝缘子周同的电场发生严重畸变。具有一定导电性的鸟粪通道的介入，使绝缘子周同的电场分布发生严重畸变，鸟粪通道的前端与绝缘子高压端之问空气间隙的电场强度大大增加，绝缘子承受的大部分电压都加在这一段空气间隙上。

C.空气间隙击穿，导致绝缘子闪络。当鸟粪通道的前端越来越接近绝缘子的高压端时，它们之问空气间隙的电场强度越来越强，当达到击穿场强后，间隙击穿，形成局部电弧。当鸟粪电导率超过一定值和通道超过一定长度时，局部电弧最终发展为绝缘子闪络。可见，鸟粪闪络与绝缘子之问的距离、鸟粪体积、黏度以及电导率等参数存在直接的关系。

此次跳闸现场检查发现91号塔杆上相（U）并联线路避雷器串联间隙绝缘子导线线夹及均压环有放电灼伤痕迹，现场杆塔横担有大量鸟粪，避雷器和串联间隙绝缘子表面也有大量鸟粪。结合线路故障杆塔区段环境，该区域林术植被较为茂盛。周围有分布有多个水库。属鸟害易发区。故障現场闪络点线夹、避雷器、间隙绝缘子和导线上的鸟粪痕迹，以及杆塔横担大量鸟粪，可能为大量迁徙鸟类长时停留杆塔横担，鸟类站立在杆塔横担上进行多次排便，鸟粪的下落在避雷器串联绝缘子附近，直接短接部分空气间隙与串联绝缘子，引起了避雷器串联绝缘子发生闪络。另外故障相为上相（鸟害故障多发生在导线水平排列的中相、i角排列的上相、垂直排列的上相引起闪络的次数较多），线路接地螺栓闪络痕迹（图1）也符合鸟害故障特征，因此确定为鸟粪闪络跳闸。

3、线路鸟粪闪络跳闸防范措施

3.1安装防乌刺和防乌针板

采取在绝缘子上方横担塔材安装防鸟挡板、防鸟刺一般采用多股钢绞线一端固定（固定防鸟网等手段防止鸟类在绝缘子上方筑巢，因为在特制的底座内），一端散开，钢绞线长度为80～鸟巢短路造成跳闸闪络。另外也有在杆塔顶部涂100  cm.形成“蘑菇”状或“云杉树”状。目前一般刷红油漆、挂小红旗、安装风铃、惊鸟牌，以及喷涂按照线路电压等级的不同。防护范同的不同，在杆防鸟磁性漆等来驱逐鸟类在铁塔上停留栖息。塔绝缘子上方安装不同数量的防鸟刺来阻止鸟

3.2目前大盘径硅胶伞裙罩直径可达400～600mm，大盘径玻璃钢伞裙罩直径可达700 mm，鸟罩与大盘径绝缘子功能类似.安装在绝缘子上侧接地端，利用大盘径绝缘子伞裙和房鸟罩阻挡鸟粪近绝缘子垂直下落，预防鸟粪闪络效果明显。

参考文献：

[1]张涛[1]，方宏[1].输电线路鸟害综合治理措施分析[J].南京工程学院学报：自然科学版，2010，8（4）：68-72.

[2]王昕[1]，马凌[1]，徐大成[1]，鲁景星[1].三峡输变电线路工程优化完善设计之防鸟害篇[J].华中电力，2011，24（2）：20-22.

[3]田治富[1]，叶明树[1]，胡庆[1]，庄其仁[1].智能超声波驱鸟装置的设计与实现[J].电力电子技术，2011，45（4）：106-108.

作者介绍：

李成龙（1987.6.8 ）男，云南云县人，彝族，学历：本科，职称：助理工程师，职务：检修工，研究方向：线路运维检修，单位：国网荆州供电公司检修分公司。