線路鳥害故障分析第1頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月基本情況220kV及以上線路鳥害故障調(diào)查情況線路鳥害故障統(tǒng)計結(jié)果及分析線路鳥害故障原因及機(jī)理分析現(xiàn)在采取的防鳥主要措施當(dāng)前預(yù)防線路鳥類故障工作中存在的主要問題對今后線路防鳥害工作的建議第2頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

隨著人類對自然生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識的加強(qiáng)，鳥類的繁衍數(shù)量逐漸增多，活動范圍日趨擴(kuò)大，給輸電線路造成了極大危害。近年的統(tǒng)計資料表明，由于鳥類活動引起的線路故障僅次于雷害和外力破壞，已經(jīng)占居線路故障總數(shù)的第三位。其中2003年鳥害跳閘故障占輸電線路總的跳閘數(shù)的8.3﹪；2004年為7.17﹪；2005年為9.79﹪；2006年為8.57﹪。第3頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

為了有效地防范和減少線路因鳥類活動引起的故障次數(shù)，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，我們在對國家電網(wǎng)架空輸電線路鳥害故障進(jìn)行專題調(diào)查的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了鳥害故障的分類分析。在研究鳥害故障機(jī)理的同時，提出了鳥害故障的防治對策。第4頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

據(jù)統(tǒng)計，2000年1月至2011年12月底，公司110kV及以上線路因鳥類造成跳閘共120次，占線路故障跳閘總數(shù)的03.43%，具體情況如下。第5頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月各電壓等級線路的分布鳥害在各電壓等級線路的分布為：500kV25次，占線路鳥害跳閘總數(shù)的6.27%；330kV37次，占9.27%；220kV337次，占84.46%，見右圖第6頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月表1三年的線路鳥害跳閘率統(tǒng)計表單位：次，次/百公里·年年份500kV330kV220kV合計跳閘數(shù)跳閘率跳閘數(shù)跳閘率跳閘數(shù)跳閘率跳閘數(shù)跳閘率2004年40.0092150.11511390.09621580.07852005年110.0278130.12341130.08891370.07732006年100.028190.0811850.07281040.0637第7頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月表2各電壓等級線路鳥害故障跳閘重合情況統(tǒng)計表單位：次年份500kV330kV220kV合計跳閘重合成功跳閘重合成功跳閘重合成功跳閘重合成功2004年4415121391341581502005年111113121131101371332006年1-10月1010998584104103合計25253733337328399386第8頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月第9頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月鳥糞閃絡(luò)87%鳥巢材料短路10%鳥身短路1%鳥啄1%其他1%第10頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.1與絕緣子串的長度有關(guān)對于絕緣子串長相對較短（330kV及以下電壓等級）的線路危害程度是接近的，而對于絕緣子串長相對較長（500kV及以上電壓等級）的線路危害程度較為輕一些。這次統(tǒng)計750kV線路沒有發(fā)現(xiàn)鳥害跳閘（可能也有投運時間不長有關(guān)），在±500kV直流線路也沒有發(fā)現(xiàn)鳥害跳閘。第11頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.2與地域地形有關(guān)鳥害具有明顯的地域、地形、地貌特征。三年累計涉鳥跳閘次數(shù)在20次以上的省區(qū)有山西、遼寧、黑龍江、寧夏、湖北、江西、浙江。其中湖北、江西、浙江屬于湖泊水系較為豐沛的地域，而山西、遼寧、黑龍江、寧夏等省區(qū)可能屬于候鳥遷徙的區(qū)域。第12頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.3與桿塔類型和絕緣子串懸掛方式有關(guān)鳥害故障在直線桿塔上發(fā)生的幾率較大，耐張桿塔及引流線上發(fā)生的幾率較少。第13頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.4與故障相別有關(guān)鳥害故障在導(dǎo)線水平排列的中相、三角排列的上相、垂直排列的上相發(fā)生閃絡(luò)的次數(shù)相對較多。第14頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.5與絕緣子串型有關(guān)。a）與絕緣子串型有關(guān)。主要發(fā)生在I或II串型，發(fā)生在V型串和耐張串上較少。b）與絕緣子材質(zhì)關(guān)系不大。在瓷、玻璃和復(fù)合絕緣子發(fā)生的幾率基本相同。c）與絕緣子傘裙型式關(guān)系不大。等徑傘、大小傘、雙傘、三傘絕緣子發(fā)生的鳥害跳閘幾率基本相同。第15頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.6鳥害故障的重合線路鳥害跳閘的重合閘成功率較高。統(tǒng)計結(jié)果表明，在399次涉鳥跳閘中，重合成功為386次，重合成功率為96.74%，500kV為100%，330kV89.2%，220kV97.3%?？梢娪渗B害引起的線路跳閘，其重合成功率一般是較高的。第16頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.8鳥害發(fā)生的季節(jié)和時間鳥害故障在發(fā)生的季節(jié)上，總體上4、9月發(fā)生概率較高，但在不同地區(qū)有各自的季節(jié)特點，與候鳥、留鳥的活動規(guī)律相關(guān)。在日發(fā)生時間上，一般在夜間22點至清晨8點，5、6點發(fā)生的概率較高，與鳥類凌晨覓食前大量排出糞便的生活規(guī)律有關(guān)。第17頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月3.9鳥害閃絡(luò)及燒傷特點鳥害跳閘發(fā)生以后，導(dǎo)線上有明顯燒傷點，絕緣子的上下片均有燒傷痕跡，其中上絕緣子燒傷尤為嚴(yán)重，鋼帽有明顯燒傷痕跡，但一般不會每片上都有燒傷。復(fù)合絕緣子有明顯擊白現(xiàn)象，接觸不良的接地引下線，在接地螺栓與桿塔接觸地方有明顯擊傷點。第18頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

目前造成跳閘的主要原因有鳥糞閃絡(luò)、鳥巢材料短路、鳥類身體短路、鳥啄復(fù)合絕緣子。其中因鳥糞引起的跳閘是鳥害跳閘的主要原因。4.1鳥糞閃絡(luò)分析鳥糞閃絡(luò)的主要原因，一是鳥糞是一種導(dǎo)電混合液體，含水量和電解質(zhì)較高，在帶電導(dǎo)體之間造成閃絡(luò)；二是鳥糞污染了直線懸垂絕緣子串，若積糞至一定程度后，使絕緣子發(fā)生閃絡(luò)；三是鳥類站立在桿塔橫擔(dān)上排便，鳥糞的下落線在絕緣子串附近直接短接部分或全部絕緣子，引起了絕緣子發(fā)生閃絡(luò)。第19頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月4.1.1鳥糞污染絕緣子引起的閃絡(luò)鳥糞引起的絕緣子串閃絡(luò)，一般認(rèn)為有兩種機(jī)理。其一，是由于淌稀的鳥糞傾瀉在絕緣子表面，這種稀的鳥糞導(dǎo)電率非常高，曾測得兩片因鳥害跳閘絕緣子的鹽密值分別高達(dá)0.172mg/cm2

和0.154mg/cm2；而且鳥糞數(shù)量特別多，甚至于短接了絕緣子裙邊而導(dǎo)致了絕緣子串的沿面閃絡(luò)。其二，鳥糞在同一絕緣子串日積月累，干鳥糞和濕鳥糞混合達(dá)到一定數(shù)量，一旦遇到濕潤天氣，就會發(fā)生閃絡(luò)放電，這樣的閃絡(luò)形式與大氣污染在絕緣子串表面積污所引起的污穢閃絡(luò)十分類似。第20頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月4.1.2鳥糞下落畸變絕緣子串附近的電場引起的閃絡(luò)清華大學(xué)曾經(jīng)在成功地模擬絕緣子鳥糞閃絡(luò)現(xiàn)象的基礎(chǔ)上（見圖4模擬鳥糞閃絡(luò)試驗示意圖），對鳥糞閃絡(luò)機(jī)理及閃絡(luò)條件進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)鳥糞閃絡(luò)主要是絕緣子串周圍的空氣間隙在鳥糞傾瀉的瞬間，畸變了絕緣子串附近的電場而導(dǎo)致的擊穿，而不是以往僅僅認(rèn)為的絕緣子串的沿面閃絡(luò)。由于絕緣子串表面并無鳥糞沾附，因此，原來認(rèn)為的許多不明原因的閃絡(luò)故障中，應(yīng)有相當(dāng)一部分實際上屬于鳥糞閃絡(luò)。第21頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月橫擔(dān)鳥糞推進(jìn)裝置傳送管接地端高壓端鳥糞下落方向X第22頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

圖5鳥糞模擬液電導(dǎo)率與閃絡(luò)概率的關(guān)系第23頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

鳥糞閃絡(luò)機(jī)理及分析通過試驗研究，發(fā)現(xiàn)鳥糞與發(fā)生閃絡(luò)具有規(guī)律性。鳥糞電導(dǎo)率的關(guān)系：當(dāng)鳥糞的電導(dǎo)率小于2000μS/cm時閃絡(luò)很難發(fā)生，而鳥糞電導(dǎo)率大于3200μS/cm時幾乎每次試驗都會導(dǎo)致絕緣子閃絡(luò)?？梢娊^緣子閃絡(luò)受鳥糞通道電阻或電導(dǎo)率的限制，且存在一個電導(dǎo)率的閾值范圍，見圖5。鳥糞通道與絕緣子均壓環(huán)之間水平距離d的關(guān)系：當(dāng)d小于12～13cm時，閃絡(luò)概率接近100%。當(dāng)d超出這個范圍時，閃絡(luò)概率迅速降至0%?？梢婙B糞通道與絕緣子均壓環(huán)之間的空氣間隙是閃絡(luò)發(fā)生的前提條件，見圖6。第24頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月圖6鳥糞離均壓環(huán)距離與閃絡(luò)概率的關(guān)系第25頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（c）鳥糞通道與鳥糞的初速度和粘度的關(guān)系鳥糞在下落的過程中受重力加速度的影響會逐漸拉長變細(xì)，并趨于分裂。通過肉眼觀察，鳥糞仍然是連續(xù)流下，但實際上其通道的前端已經(jīng)處于分離的水珠狀態(tài)。鳥糞的粘度增大時，這種趨勢被減緩，即鳥糞通道的連續(xù)性好，電阻值較低，易導(dǎo)致閃絡(luò)。第26頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月（d）鳥糞閃絡(luò)發(fā)展過程的階段鳥糞閃絡(luò)的發(fā)展過程可分為以下三個階段：①鳥糞通道的形成和伸長。鳥糞以自由落體的方式下落，形成一個細(xì)長的下落體。由于首未端開始下落的時間有先后，最先開始下落的那段總是比最后下落的那段下落速度快，鳥糞到達(dá)絕緣子高壓端附近時的長度要比剛開始下落時長得多。②絕緣子周圍的電場發(fā)生嚴(yán)重畸變。具有一定導(dǎo)電性的鳥糞通道的介入，使絕緣子周圍的電場分布發(fā)生嚴(yán)重畸變，鳥糞通道的前端與絕緣子高壓端之間空氣間隙的電場強(qiáng)度大大增加，絕緣子承受的大部分電壓都加在了這一段空氣間隙上。③空氣間隙擊穿，導(dǎo)致絕緣子閃絡(luò)。當(dāng)鳥糞通道的前端越來越接近絕緣子的高壓端時，它們之間空氣間隙的電場強(qiáng)度越來越強(qiáng)，當(dāng)達(dá)到擊穿場強(qiáng)后，間隙擊穿，形成局部電弧。當(dāng)鳥糞的電導(dǎo)率超過一定值和通道超過一定長度時，局部電弧最終發(fā)展為絕緣子閃絡(luò)，見圖4?？梢姡B糞閃絡(luò)與絕緣子之間的距離、鳥糞體積、粘度以及電導(dǎo)率等參數(shù)存在著直接的關(guān)系。第27頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2鳥巢材料閃絡(luò)分析很多鳥類喜歡在農(nóng)田、果林等附近方便覓食的桿塔上造窩筑巢。它們造窩所用材料大多為樹枝或雜草，往往會有部分垂落在絕緣子上或接觸、靠近帶電導(dǎo)線，遇陰雨、濃霧天氣，樹枝、雜草接觸導(dǎo)線(或靠近導(dǎo)線)絕緣將急劇下降，引起線路接地故障；或遇大風(fēng)天氣時，鳥窩可能被大風(fēng)吹散，則會使樹枝或鳥窩里的金屬絲等具有導(dǎo)電性的雜物落在導(dǎo)線上，造成接地跳閘故障。另一些鳥類(如烏鴉、喜鵲等)喜歡嘴里銜著樹枝、雜草等異物，當(dāng)它們叼著濕潤長草、藤蔓植物或金屬絲等導(dǎo)電性異物停留在桿塔橫擔(dān)、懸垂絕緣子均壓環(huán)上時或穿越靠近桿塔構(gòu)件與導(dǎo)線絕緣間隙時，導(dǎo)線通過異物對桿塔放電，造成接地短路跳閘故障。第29頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月4.3鳥類身體短路分析鳥類身體短路引起的線路跳閘較為少見，主要發(fā)生在體型較大鳥類，本次調(diào)研在220kV線路上僅發(fā)現(xiàn)了2次。一般在110kV及以下的線路上發(fā)生。第30頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月4.4鳥啄食復(fù)合絕緣子情況分析本次調(diào)研發(fā)生鳥啄食復(fù)合絕緣子情況湖北、河南、東北各發(fā)生了1次（南方地區(qū)的電網(wǎng)也發(fā)生過類似情況，國網(wǎng)公司直屬500kV辛嘉線﹑±500kV龍政線﹑±500kV葛南線﹑500kV含店線等也發(fā)生了鳥啄食復(fù)合絕緣子情況），這可能與制作復(fù)合絕緣子傘盤材料的硅橡膠配方中添加有某種芳香烴有關(guān)，絕緣子的顏色、氣味或配方可能也是影響鳥類叨啄行為的重要因素，例如：500kV含店線為緊縮型同塔并架雙回線路，其中一回線使用灰色絕緣子，未遭鳥啄；另一回線使用紅色絕緣子，則發(fā)生鳥啄。第31頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月

目前，防鳥措施主要是通過驅(qū)逐、驚嚇和遮擋等方式來防止鳥糞閃絡(luò)。驅(qū)逐、驚嚇鳥類是采取措施，不讓鳥類停留在桿塔上（至少是不讓鳥停留在絕緣子正上方）。常見的措施有：5.1安裝防鳥刺防鳥刺一般采用多股鋼絞線一端固定（固定在特制的底座內(nèi)），一端散開，截成80～100cm長度，形成蘑菇狀（或采用冷拔絲鋼絲焊接）和“云杉樹”狀，見圖8。第32頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月第33頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2采用大盤徑絕緣子傘裙在瓷（玻璃）絕緣子上將第一片或間隔幾片改用大盤徑絕緣子或在復(fù)合絕緣子頂部加裝大盤徑絕緣子。目前大盤徑硅膠傘裙罩（直徑可在400—600mm之間），大盤徑玻璃鋼傘裙罩（直徑700mm之間）。第34頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月5.3防鳥和驅(qū)鳥措施加裝防鳥罩、防鳥擋板、防鳥網(wǎng)等手段，如在桿塔頂部涂刷紅油漆、掛小紅旗、安裝風(fēng)鈴、驚鳥牌等以及噴涂防鳥磁性漆、鐵塔橫擔(dān)上安裝檔板和網(wǎng)狀物等。第35頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月5.4安裝新型防鳥裝置如聲光型驅(qū)鳥器、超聲波驅(qū)鳥器等。其原理為以語音驅(qū)鳥為主，結(jié)合光、色等手段來達(dá)到驅(qū)鳥的目的。它主要原理是將不同鳥類的各種比較敏感恐怖聲音錄制在一起，利用CPU和MP3技術(shù)進(jìn)行周期性的循環(huán)播放，鳥類一旦聽到此類聲音，便會感到恐懼而受到驚嚇，而遠(yuǎn)離桿塔所處位置。第36頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月5.5防止鳥類啄傷復(fù)合絕緣子實地調(diào)研及生物所的介紹表明：一些鳥類有叨啄物體的習(xí)性，并非為覓食，而是類似于老鼠磨牙的作用。這些鳥類包括：喜鵲，灰喜鵲，烏鴉，山雀等。國外資料顯示：澳大利亞亦發(fā)生過鸚鵡叨啄復(fù)合絕緣子的實例。鳥類的叨啄行為主要發(fā)生在線路停電檢修或等待投運期間，即電場的存在對于抑制停電鳥類的叨啄行為是有一定效果的。絕緣子外形也是影響鳥類叨啄行為的重要因素，例如：傘裙密集的復(fù)合絕緣子中間部位相對不易遭受鳥啄，使用實心均壓環(huán)的復(fù)合絕緣子的端部不易遭受鳥啄，主要是因為這類絕緣子上不易站立。因此在停電線路的復(fù)合絕緣子上加裝護(hù)套或盡量縮短停電時間，防止鳥類啄傷復(fù)合絕緣子。第37頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月6.1對鳥類的活動規(guī)律掌握不夠據(jù)調(diào)查，對線路構(gòu)成危害的鳥類有蒼鷹、鷸鳥、黑鸛、喜鵲等，不同鳥類在不同地區(qū)、不同時間的生活規(guī)律和習(xí)性不掌握，造成防范措施的針對性不強(qiáng)。如拆除鳥窩，鳥類拆后又建，多次反復(fù)。第38頁，課件共42頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2對線路鳥類故障研究分析不夠由于部分線路鳥類故障痕跡不明