一起输电线路鸟害跳闸故障分析与防治探讨

2019-04-15徐辉

商品与质量 2019年36期

徐辉

国网厦门供电公司福建厦门 361000

电力输电线路在电力系统中担负着传输电能的作用，是电力系统的重要组成部分。电力输电线路的正常运行经常受到来自地理位置、所处环境天气情况、人为破坏等的影响。近年来，随着对野生鸟类的保护，不同鸟类的数量增加，活动越来越频繁，由鸟类造成的跳闸事故已大大增加，严重威胁了电网的安全和稳定运行。本文针对一起鸟害跳闸故障分析了故障原因、存在的问题和鸟害防治措施，为输电线路防鸟害工作提供参考。

1 一起鸟害跳闸故障基本情况

2018年3月底，某500kV变电站220kV线路保护距离I段、纵联差动保护动作跳闸，重合闸成功。线路两侧故障测距对应#28-#32、#36-#42号杆塔，故障相别为B相，对应中相。220kV跳闸线路长20.135km，杆塔62基，投运时间2006年7月。故障杆塔#34杆塔型号为SJ3-24型双回耐张塔，转角度数为右转64°26′32″，220kV跳闸线路位于右边外角侧，三相横担绝缘子上方安装有防鸟刺。故障巡查，发现#34杆塔下方地面有大量鸟粪，大号侧耐张串挂点金具和二联板（图1所示）、横担塔材、导线跳线有明显放电痕迹[1]。

图1 耐张串二联板放电痕迹

2 跳闸故障原因分析

2.1 故障时刻气候分析

故障区段天气情况为：阴，气温为5-13℃，风力1-2级，无持续风向，相对湿度为60%，大气压为0.1MPa。对该地区2014年-2017年鸟害故障时刻和天气情况进行统计，发现故障时间位于20：00-09：00之间的占比为79.41%，天气为多云、阴或细雨的占比为76.47%。可以得出规律：夜间和晨间，多云和阴雨天气空气湿度较大，鸟类排放的粪便较稀，易引起鸟害跳闸。本次故障正满足这一规律，符合鸟害跳闸天气和时间特征。

2.2 故障杆塔周边环境分析

故障杆塔所处地区水系环境丰富，加之近年来农村鱼虾养殖业发展，适合鸟类生存的生态环境日益改善。故障区段位于成片鱼虾养殖塘区，水鸟在冬春交接繁殖季节，捕食活动更加频繁。水塘区域没有树木，鸟类无筑巢、逗留、栖息的空间，只能选择在输电杆塔上歇息。其频繁活动，形成了鸟害跳闸隐患[2]。

2.3 杆塔结构及放电通道分析

故障杆塔#34为双回耐张塔，转角度数为右转64°26′32″，故障线路位于双回塔外角侧。三相横担较宽，斜材间距较大，鸟类不太可能在横担上方筑巢，可以排除鸟巢因素，锁定为鸟粪引起线路故障。由于在三相横担安装了防鸟刺，阻碍了鸟类在跳线绝缘子上方停留和排便，实际巡线时跳线绝缘子表面无鸟粪和放电痕迹，说明绝缘子表面或外侧没有鸟粪。三相跳线位于横担内侧下方，中相跳线和上方横担水平塔材有明显放电痕迹，形成了对应的放电通路，说明鸟排便位置位于跳线上方横担，坠落的柱形鸟粪短接横担和跳线引起线路故障。

鸟粪是具有高水分和电解质成分的粘性导电液体。在强电场的作用下，导电性极好。鸟类在塔架的横担上或飞越导线和杆塔时，如果粪便掉落在横担上或绝缘子的表面上，则它会沿着绝缘子的坡度滑下形成断续的条状鸟粪或在横担上坠落形成柱形鸟粪。当粪便通道代替原始的空气绝缘通道时，导体和塔架之间的强电场会破坏粪便通道，导体会使塔架放电。线路电流从正常工作电流迅速增加到短路电流，线路两端的变电站保护动作，开关跳闸，自动重合闸装置动作。断续的条状鸟粪或柱形鸟粪瞬时通过短路电流。电流的热效应使粪便中的水蒸发，从而导致电解质迅速失去导电性，空气通道恢复绝缘性能。

220kV某跳闸线路故障原因为大体型水鸟在#34杆塔中相横担上方（非绝缘子上方）停留排便时，粪便坠落至导线跳线，形成柱形短路通道，造成线路跳闸。由此得出绝缘子上方安装的防鸟刺并不能防止鸟类位于跳线上方排便造成跳线对横担放电故障。

3 存在的问题

对最近几年该鸟害故障跳闸线路的鸟害事故统计发现鸟害故障一年又一年发生，很明显，预防鸟害的工作存在问题。在管理上，由于发生鸟害事故，线路一般会重合成功，不会影响系统的正常运行，因此鸟害事故并未引起足够的重视。多年的鸟害意外经验教训尚未及时总结，也没有建立专门的鸟害档案，鸟害分布图未及时绘制和更新。鸟害防治设备交付不足未能充分利用大量防治设备来执行鸟害防治工作。

在运行维护上，运维人员不了解鸟类的活动区域及其生活方式，因此在输电线路巡视过程中发现的鸟窝清除不彻底，绝缘子被污染的时有发生。在鸟害经常发生的区域安装防鸟设备是不够的，并且在重要区域和时期的检查还不够。

在鸟害防治的技术水平上，现阶段采用的大多数防治鸟害设备都是普通型防鸟刺。在鸟害频繁发生的地区，采用加密安装普通型防鸟刺的方法，防鸟方法比较简单。新型的防治鸟害设备不足，缺乏防治鸟害设备的自主研发。所辖输电线路组合防鸟设施还没有全覆盖，特别是220kV线路组合防鸟设施覆盖率偏低，所辖输电线路还将继续面临鸟害威胁。部分杆塔结构存在薄弱点。已经暴露出猫头拉线塔和双回转角耐张塔杆塔结构存在防鸟薄弱点，按照现有方案安装的防鸟设施不能全方位防范鸟粪短接。

4 鸟害防治措施

4.1 实施组合防鸟措施

依据绘制的鸟害分布图，针对不同防鸟设施特点，分析不同塔型结构特征，采取防鸟挡板（防鸟盘或防鸟盒）+防鸟刺组合安装措施，弥补单一防鸟刺的不足，实现杆塔防鸟全覆盖。防鸟挡板是固定在输电线路绝缘子串上方的水平或小角度倾斜的挡板以防止鸟粪在挡板范围内落下污染绝缘子串。常用的有铝合金防鸟挡板、 PUS-UV材料挡板和环氧树脂挡板等。铝合金挡板板体上设有可调安装孔、加强筋，抗冲击力性能好；PUS-UV 材料即聚碳酸酯（PC）与抗紫外线层 UV 共挤而成，为环保型材料，耐紫外线。环氧树脂挡板强度、韧性、刚度较好，此类挡板具有重量轻、检修易拆卸、安装简单、可多次重复使用、不需防腐、经久耐用的特点。大部分杆塔均适用，缺点是横担较窄不能使用或使用效果差。根据运行经验，安装组合防鸟设施的线路杆塔几乎无鸟巢，安装单一防鸟刺的杆塔鸟巢较少，且绝缘子上方无鸟巢。单一的防鸟刺安装后，输电线路仍然发生鸟害故障，这说明防鸟刺的主要功能是防鸟巢，而防鸟粪效果欠佳。组合防鸟设施经实践证明，防鸟巢和防鸟粪效果良好，除部分塔型外，基本实现绝缘子和导线的全方位保护[3]。