输电线路鸟害分析与鸟害防治措施

广西电网有限责任公司南宁供电局 甘 飞

1 引言

目前，较常见的输电线路鸟害有两种，即鸟巢故障和鸟粪故障。其中，鸟巢故障是指一些鸟类在塔架上栖息搭巢时，由于鸟巢材料不稳固跌落而引发的线路短路而导致的线路跳闸事件；鸟粪故障是指一些大型鸟类将鸟粪排泄到杆塔上时，鸟粪将会形成一个导电体，破坏了输电线路的外部绝缘水平引发绝缘短路，导致线路跳闸[1-3]。

随着人们爱护鸟类公共意识的提高，鸟类的数量也随之呈现增加的趋势，鸟类选择在架空输电线路的铁塔顶端筑巢和排便的概率也随之增加，同理导致线路故障概率也增加。为此，基于较常见的输电线路鸟害，本文综合比较分析各种类型防鸟害方式，并以某电网公司输电管理所，在输电线路鸟害区安装防鸟笼和引鸟笼在防治鸟害的应用进行了分析，最后经过验证，效果较为明显。

2 输电线路鸟害的特征

2.1 鸟害的形成

鸟类栖息搭巢于输电线路杆塔的现象较为常见，由此以来给输电线路带来的损坏也不可避免，具体损坏体现在以下两个方面：一是鸟类用于栖息搭巢的树枝或铁丝等材料不稳固意外跌落时，短路输电线路，导致线路短路故障跳闸；二是鸟类排泄粪便破坏了绝缘层，从而降低了线路的外部绝缘水平，导致线路的熔断器发生故障或新排鸟粪掉落过程中，造成线路的闪烁。

2.2 鸟害与电压等级的关系

当前，城市配电网主要以35kV 及以下电压等级为主。城市配电网线路附近的鸟类主要以一些小型鸟类栖息为主，排泄的鸟粪量也相应较少，基于城市配电网输电架空线路电压低，存在可被鸟粪击穿气隙可能性也就相对较小，此外由于低压输电线路的绝缘子不存在均压环，也就几乎不存在由鸟害导致闪络现象的发生。但是对于一些高压输电线路，如220kV 及以上电压等级，其绝缘子串绝缘距离也较长，如果这些高压输电线路不处于大型鸟类栖息的地区，普通的小型鸟类排放的粪便也不会对高压输电线路绝缘子串的绝缘水平造成影响，同样也就不存在鸟害导致的输电线路闪络现象的发生，但是大型鸟类栖息的地区就难以避免此类问题的发生。目前，较常见的如内蒙古地区高压输电线路就时有发生，主要就是栖息在该区域的大型灰鹤鸟类所导致的。

3 常见鸟害故障类型

3.1 绝缘子串闪络

综上所述，由鸟类排便造成输电线路跳闸主要有以下两种情况，一是鸟类所排的粪便落在架空输电线路绝缘子表面，造成绝缘子串表面的污染，绝缘水平降低，当鸟粪溶于雨水后其电导率较高，若出现雷雨天气，这些聚集在绝缘子串上的鸟粪导致输电线路闪络事故也就时有发生。

二是筑巢在输电线路的鸟类在排便下落路径离绝缘子串近时，会造成空气间隙被击穿。在鸟类排出的粪便连续下落的过程中，相当于在绝缘子串附近边放置一根并列的导线。此时绝缘子串首末端空气间隙电压将由鸟粪下落路径通道距高压端和距离接地端两端的空气间隙所承受，如果这两端空气间隙承受不了该输电线路的运行电压，就会通过鸟粪多形成的空气间隙击穿放电。这种状况下，虽然鸟粪未落在绝缘子串表面上，但是此种情况对输电线路危害远远超出鸟粪落在绝缘子串的情况。

目前，国内有关高压实验室模拟出了这种放电形式。利用食盐、硅藻土、蛋清、糊精等多种成分人工配制材料形成类似鸟粪，利用气压方式控制下落鸟粪量及下落速度及可调下落路径和绝缘子串的相对位置。在110kV 及以上电压等级的输电线路绝缘子串上，模拟出由下落鸟粪引起的放电，模拟结果得出：鸟粪下落路径距离绝缘子边缘越近，鸟粪量越大出现放电越容易。

3.2 鸟类啄伤复合绝缘子

据不完全统计，每年在国内发现复合绝缘子伞裙被鸟类啄伤的案例也有数百起。该问题多发生于尚未投运或停运的输电线路情况较多。被鸟类啄伤的位置包括伞裙和护套，但是如果护套被鸟类啄伤则对复合绝缘子绝缘水平影响较大，因为损伤部位的芯棒可能呈现裸露状态失去硅橡胶的保护，这样很容易出现芯棒损伤甚至于出现断裂事故[4]。

4 防鸟害方式[5-6]

4.1 风车式驱鸟器

如图1所示，风车式驱鸟器在风能的驱动力作用下会自由旋转，此时安装于风车上的透镜就会源源不断反射光线以达到驱赶鸟类的作用。该种方式将驱鸟器安装于杆塔上，可以在短时间内起到防止鸟类接近鸟巢的效果，但随着时间的推移鸟类就会慢慢适应此种环境，也就失去驱赶鸟类的效果，经过长时间的观察发现，安装风车式驱鸟器对于防止鸟害几乎没有预期效果。

图1 风车驱鸟器

4.2 鸟刺

如图2所示，鸟刺通常采用钢丝材质构成，在结构上不易变形，此外鸟刺相关组件也采用热浸镀锌处理，这样可以达到耐腐蚀、使用寿命长的作用，基于结构上简单在安装和维护方面也比较容易。由于鸟刺结构特点，只能对普通体型的鸟类起到一定效果，对于体型较小鸟类的预防效果较为差。

图2 鸟刺

4.3 光伏驱鸟器

光伏驱鸟器主要核心装置是单晶硅太阳能。当一些鸟类落在驱鸟器上或附近时，光伏驱鸟器就会发出高压电子脉冲和声音来驱赶鸟类。经过使用效果观察相对较好，但对小型鸟类几乎没有任何效果。但是该装置也存在一些弊端，由于电极和PVC 面板长期暴露在室外太阳光下，通常工作2～3年就会发生老化现象，其效果也就降低，对鸟类的驱使效果也就不明显。

4.4 PVC 防鸟管

PVC 防鸟害主要借助PVC 圆管光滑的特性安装以杆塔上，能更有效地占据鸟类的筑巢空间，经过与其他方式相比较效果也比较好，但受限于PVC管件的形状和尺寸的影响，在一些缝隙和角落处不易安装此种防鸟管，所以在缝隙和角落还是存在小型鸟类栖息搭巢的现象。

4.5 超声波驱鸟器

如图3所示，超声波驱鸟器其主要原理是通过装置本体频繁发射高频声波，为此鸟类也就无法适应此种环境，迫使鸟类离开受保护区域。但是经过安装后验证此种超声波驱鸟器实际应用效果不明显，仍然出现鸟类筑巢的现象，此外超声波驱鸟器安装于居民区附近发射的高频声波还造成扰民情况。

图3 超声波驱鸟器

4.6 防鸟挡板（网）

如图4所示，鸟挡板（网）利用不锈钢材质所制成，用于覆盖在绝缘子吊点上方，这样就可以防止坐落在杆塔上的鸟巢材质掉落后，对绝缘子造成短路的事故。经过安装后效果验证对小型鸟类筑巢的预防效果良好，但是大型鸟类筑巢采用一些长的杂草、木棍仍会掉落，仍然出现线路短路事故发生。

图4 防鸟挡板

4.7 防鸟笼

防鸟笼就地安装实物图如图5所示，防鸟笼采用不锈钢网经加工成封闭式网箱结构，然后将其安装于绝缘子吊点正上方，这样就可以防止鸟类在该位置栖息筑巢。

图5 防鸟笼安装图

4.8 引鸟笼

引鸟笼通过不锈钢网加工组装成一个半开放式网状或者箱状结构，然后将其安装于铁塔远离吊点的位置，其主要作用诱导鸟类在其鸟笼中搭巢，这样既能保护鸟类也可以实现防止鸟害对输电线路的危害的目的。引鸟笼因其具有制造简单，价格低廉，便于安装的特点，为此是一种较理想的防鸟害装置，经过相关经验得出该引鸟笼与防鸟笼结合使用其效果会更佳。

5 案例分析

5.1 事例陈述

据某电网公司统计数据显示，2019年中电压等级110kV 及以上输电线路中曾发生多起不同类的故障，其占比如图6所示。

图6 架空输电线路不同类型故障占比图

从图6可知，该电网110kV 及以上电压等级的架空输电线路的故障集中体现在如下几方面：

一是异物及鸟巢故障（占26.4%）；二是线路走廊安全距离故障（占16.2%）；三是导线断线、断股故障（占14.8%)；四是杆塔及基础故障（占14．3%）；五是杆塔接地故障（占10.1%）；六是其他（占18.2%）。

综上数据可以看出，由异物及鸟巢故障引起的线路故障占线路故障总数较大。为此得出结论：鸟害是对输电线路造成故障主要影响因素之一。

5.2 鸟害故障情况

据统计，2016—2020年该电网公司因鸟害导致的线路跳闸有22次，占同期因各种故障导致跳闸的39次总数的56.41%。过去5年中，110kV 和220kV鸟害故障统计如图7和图8所示。

图7 220kV 线路鸟害故障统计

图8 110kV 线路鸟害故障统计

从以上线路故障统计数据可以看出，220kV 线路的鸟类损坏故障率高于110kV 线路，并且逐年增加。

5.3 防范措施

根据2019年及之前的实践经验，比较了各种类型防鸟驱鸟装置的防鸟害效果，通过单一安装引鸟笼能有效隔离鸟害对线路运行的威胁。2016—2020年，该电网公司输电管理所通过引鸟笼和防鸟笼的联合使用，杜绝了鸟害跳闸事故事件的发生。

鸟笼。图9为该公司自制的一种防鸟装置，不锈钢网加工成封闭式网盒结构，安装于绝缘子吊点正上方，避免鸟类在其筑巢，达到防鸟的目的。该装置制造简单，安装方便，防鸟效果好。但是，为了确保安全，必须在断电时安装。

图9 防鸟笼

引鸟笼。防鸟笼主要占据导线上方塔架的关键位置，以防止鸟类栖息搭巢。通过人工搭建引鸟平台，引导鸟类在不锈钢网内栖息搭巢。该电网公司运行维护人员采用自制的防鸟装置，将不锈钢网加工整理成开放式网箱结构，安装在铁塔远离吊点的位置，以吸引鸟类在其中栖息搭巢，以达到防鸟的目的。与防鸟笼联合使用效果较佳，自制的导鸟笼成功吸引鸟巢在安全的地方筑巢，如图10所示。

图10 自制的引鸟笼成功吸引鸟巢在安全位置筑巢

6 结语

综上所述，输电线路受鸟害故障频次较多，鸟害对输电线路的安全运行产生影响极大，因此相关技术人员也要引起高度重视鸟害对输电线路安全隐患，只有采取合理的技术措施防止对鸟类的损害，才能有效避免实际运行过程中存在的风险因素，保证供电的稳定性，通过采用“鸟笼+引鸟笼”方式，可降低输电线路故障率。