架空输电线路防鸟害的改进设计-“迎鸟架”

PART 1 课题背景

架空输电线路大多运行在荒郊野外，它覆盖面广，生态环境变化无常，无疑要受到鸟类活动对它的影响。鸟害已严重地威胁着电力系统及网络的安全运行，必须引起运行管理部门和电力线路工作人员的高度重视，线路的防鸟害工作刻不容缓。

鸟类对架空电力线路的危害：

1、鸟类筑巢

春季鸟类开始筑巢，由于铁塔一般都是高几十米，而且非常牢固，鸟儿喜欢在输电线路杆塔上筑巢、孵化。经实地观察，鸟类品种很多。这些鸟口叼树枝、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。刮风时，杆塔上的鸟巢被风吹散掉落在带电导线或悬瓶上，会造成短路接地故障。

2、鸟粪闪络

鸟粪闪络是指由栖息在杆塔上的鸟类排泄物引起的闪络事故。鸟粪（特别是青鹳拉的稀屎）污染绝缘子串，在空气潮湿、大雾时易发生闪络。鸟站在瓷瓶串上部的横担上向下拉稀屎并沿瓶串下流时造成单相接地，或者鸟粪随风吹向带电体造成空气间隙击穿，引起闪络。

鸟粪闪络的特征：鸟一般在凌晨觅食前排出大量的粪便，因此鸟粪闪络事故多出现在这段时间，这也是鸟粪闪络故障的一个显著特征。鸟粪是一种极具导电性能的混合液体，当鸟起飞的一刹那，长长的稀屎会沿着瓶串瓷裙表面下滑，使绝缘子串上形成一条粘稠状稀屎短路带，当稀屎短路4片以上绝缘子串时，即可引发一次单相接地故障。

鸟落在杆塔横担上或在杆塔附近飞翔时，其排泄物呈流体状并且部分桥接了导体与杆塔之间的绝缘子而导致闪络。鸟粪造成闪络多数沿瓷瓶串，约占70％，沿空气间隙闪络约占30％。沿瓷瓶闪络是由于鸟类粪便顺着瓶串下滑造成单相接地，沿空气闪络多数是由于风吹鸟粪，使鸟粪对过引线或对横担与带电体放电闪络。另外，当鸟粪积累到一定数量后，在潮湿的情况下也会发生闪络。

PART 2 选题理由

鸟害故障具有继发性，某处故障会在同一天（恰好赶上适宜的气象条件）或相隔几天再次甚至多次发生。值得注意的是，鸟粪闪络是一种突发性事件，闪络前没有任何征兆，闪络时也极少为人所见，只能事后（巡线、登杆塔检查）进行判断。因此，鸟粪痕迹的存在一直作为判断是否为鸟粪闪络的重要依据。

原始防鸟设施陈旧。在鸟害发生的线路上加装了大量防鸟刺，在一定的程度上起到了防鸟的作用，取得了明显的效果，但经过几年运行，又再次发生鸟害。

我们通过多年的线路巡视和检修经历，翻阅了大量资料，初步掌握了鸟类的一些特性。通常情况下，为避免地面的危险，鸟儿一般都把巢建在高处，正是这一缘故，原野上耸立的高压输电塔往往就成了鸟儿筑巢的目标，在鸟儿看来，这些高压铁塔要比一般的树木更加牢固，并且有很多交叉点，更方便他们筑巢，基于这一发现，经过多次研究讨论，并综合考虑了成本、效果等多方面的因素，我们提出了在改善使用防鸟刺的同时，在铁塔的安全位置搭建“迎鸟架”这一思路，这样我们在既保护了鸟类，又能保证电力线路安全运行。

PART 3 现状调查

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，给输电线路造成了极大地危害。近年的统计资料表明，由于鸟类活动引起的线路故障仅次于雷害和外力破坏，已经占据线路故障总数的第三位。据统计，2017年鸟害跳闸故障占输电线路总的跳闸数的8.3%；20018年为7.17%；2019年为9.79%；2020年为8.57%。

为有效地防范和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，许多专家和线路工作人员进行了鸟害故障的分析，在研究鸟害故障机理的同时，提出了多种鸟害故障的防治对策，经历了人工驱鸟、安装固定式防鸟措施和大量安装防鸟刺三个阶段。

第一阶段：人工驱赶鸟阶段。在我们的高压线路首次发生鸟害时，开始以为这只是一次偶然事件，我们就及时更换了有闪烙痕迹的绝缘子，因为要保护鸟类，不能伤害它们，就安排人员在现场采用喊叫、放鞭炮等措施驱赶鸟。因为鸟害基本都发生在冬季夜间，有时还是在凌晨5、6点钟，所以工人在冬季寒冷的夜间要几次到杆塔现场驱赶鸟，有的发生鸟害的杆塔距村镇距离很远，就只能在车上休息。后来随着鸟害程度的不断加重，说明人工驱赶鸟的防鸟害措施效果不理想，因为人在这基杆塔旁驱赶鸟，它们就飞到邻近的杆塔上，人走到邻近的杆塔旁，它们又飞到其它杆塔上了，曾经就出现过鸟害故障在间隔不长的时间内发生在同一个杆塔上的情况。所以，这种措施即费人工又折磨人，而且需要长时间的坚持，更重要的是达不到防鸟目的。

第二阶段：固定式防鸟措施的探索与实施阶段。首先我们采用的措施是在绝缘子串挂点处安装了铁丝网并挂铃铛。这种措施的目的就是让鸟不易落在绝缘子挂点上方，而且当鸟落在碰到铁丝网时，铃铛就会响，还会将其惊走。实施铁丝网并挂铃铛后，经过我们追踪检查，虽然在安装点处没有再次发生鸟害故障，但还是发现安装点下的绝缘子上依然有新鸟粪，也就是说这一措施并没有完全达到预期的防鸟目的，而且很有可能会再次发生鸟害故障。经过我们进一步的分析，找出了这种措施存在以下缺点：

（1）铁丝网的密度不够时，就有鸟落脚的间隙；

（2）铁丝网的网刺较短，对鸟的妨碍作用不大，而且铁丝网强度大，鸟还可以站立在它上面；

（3）所挂铃铛惊鸟作用效果不大，原因是时间长了鸟就习惯了，也就不怕了。

实施了上述两种措施后，鸟害情况依然很严重。在我们为防鸟害措施绞尽脑汁，可谓到了山穷水尽的时候，却突然柳暗花明了，因为就在这时候突然有人提出曾见过供电部门安装防鸟刺的防鸟措施，于是我们根据了解的情况设计制作防鸟刺，成型后的防鸟刺根据安装位置的不同分中相、边相和横担处三种，防鸟刺支撑角铁的长短根据铁塔横档宽度而定，在安装时首先确定安装地点和需要借助的塔材螺栓，然后拆下螺帽将防鸟刺支撑角铁套入螺栓，最后将螺帽上回去扭紧。防鸟刺支撑角铁安装好后，就可以拆开钢绞丝绑扎头，回开钢绞丝，最后均匀地将各股钢丝散开。安装后的实际情况如下照片所示：

第三阶段：大量安装防鸟刺阶段。防鸟刺制作成型后，我们就基本能肯定它的防鸟作用，从我们大量采用防鸟刺措施以来，我们所管辖线路的鸟害故障已经呈现逐年下降趋势，经过统计，我们安装的防鸟刺防鸟害故障成效显著，是我们开展防鸟害工作以来效果最为明显的措施。但是由于普通防鸟刺自身的材质和强度等内部因素的影响，加上外部环境因素的作用，经过一段时间的运行后，防鸟刺的性能有所下降。

上述防鸟害办法随着鸟类适应能力的增强，时间一长就习以为常，失去作用。目前一些新的防鸟害装置，如具有声、光的电子驱鸟装置，能起到很好的作用，其基本原理是，当物体突然进入该装置的红外线测试区域内，就自动接通电源发出鸟类惨叫和亮光，起到驱鸟的作用。但考虑到经济成本等因素，我们不得不另辟他路。

PART 4 目标设定

一方面我们要保证线路的安全稳定运行，另一方面我们要保护鸟类。受到防鸟刺的启发，我们想到通过引鸟的方式，把它引到别的区域，利用鸟的天性，我们设计了“迎鸟架”。“迎鸟架”简单实用，它是由四根宽度约3厘米的不锈钢条组成，钢条的两头各自翘起约20厘米左右，由中间的螺栓固定，平时可以重叠在一起，打开时就形成了一个金属架的托盘，吸引鸟儿在上面筑巢。把它固定在铁塔的安全位置，4根钢条弯曲起来形成了八个爪，就像一个小盆一样，这样容易卡住树枝。鸟在上面搭的窝，又不容易树枝掉下来，风又掀翻不了，是非常坚固的一个巢。

PART 5 可行性分析

鸟是非常聪明的动物，它们适应环境的能力很强。为了防止鸟类在塔的吊点等位置筑巢，目前我们已经在杆塔的危险部位安装了大量的防鸟刺，从而阻止他们在此处安家；在此基础上，我们可以在塔的安全部位安装“迎鸟架”，给他们提供合适的安家位置。“迎鸟架” 经济、便捷、牢固可靠、实用性强，能有针对性解决鸟害这一问题，相信能起到一劳永逸的作用。

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来源：输电线路技术