刘栋梁 武晓庆 谢文杰 高金栋 薛卫东

国网天水供电公司 甘肃 天水 741000

引言

随着生态环境的改善，鸟类数量逐渐增多，变电站内的某些设备因为隐蔽性、保暖性等特点吸引了大量的鸟类筑巢，致使变电站内鸟巢数量增多、鸟类活动频繁，极大地影响了变电设备的安全稳定运行。

变电站采用有人值班模式时由于每天要按时多次巡视设备，鸟类筑巢等行为会被及时发现制止，所以变电站内发生的鸟害一直都在可控范围内。但是，变电站实现无人值班后，运维人员对变电站的巡视有了一定的周期，多数都在一周以上，这就给鸟类筑巢留下了充足的时间，运维人员不能及时发现并制止鸟害行为，严重影响电网安全运行。由于GW5-110ⅡDW型隔离开关结构特殊，鸟类筑巢问题严重，所以解决鸟类在该型隔离开关上的筑巢问题、维护设备的安全稳定运行已是当务之急。

1 方案的提出

GW5-110ⅡDW型隔离开关的底部有孔，传动杆穿过此孔与隔离开关内部相连，该孔洞的剩余空间较多，鸟类极其容易进入。由于该孔洞内大外小，内部有较大环形平台，筑巢前期不易被运维人员发现，无法及时清理。

运维检修人员在设备维护、检修过程中，操作该型隔离开关时经常出现电动操作机构动作但隔离开关拒动的情况，经检查发现鸟类在隔离开关转动相底座筑巢，大量草、羽毛及泥土等夹在传动齿轮之间，造成机械卡死，使得分合闸不到位。该型隔离开关使用广泛，生产厂家多，以国网甘肃省电力公司为例，共有770余台类似结构的隔离开关，大部分隔离开关均未完善防鸟措施，有一定的安全隐患，影响设备稳定运行。

无人值守变电站巡视周期较长，鸟窝被清理后在下一巡视周期时又会出现，反复如此，不仅增加了运维人员的设备维护量，对设备也造成极大的安全隐患。

《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》要求“针对近年鸟害和风偏引发线路跳闸的情况，积极开展防鸟害、防风偏工作。”因此，亟须研究解决办法，阻止鸟类在GW5-110ⅡDW型隔离开关上筑巢。

2 方案的研究

2.1 GW5-110ⅡDW型隔离开关介绍

如图所示是GW5-110ⅡDW型隔离开关的实物图，是三相电气联动式隔离开关，它的底部有直径12cm的孔，直径为4.5cm的传动杆穿过此孔，与隔离开关内部的操作机构相连，用于控制隔离开关动、静触头的位置，以此来控制隔离开关的合上与拉开。有鸟类也会穿过此孔，进入隔离开关底部筑巢搭窝。其下部孔洞内径为12cm，外径直径为13cm。

图1 GW5-110ⅡDW型隔离开关底部结构图

2.2 研究现状

鸟类在变电站内活动频繁，乌鸦、喜鹊等大型鸟类在变电站构架、避雷针、阻波器、隔离开关等设备上筑巢搭窝，飞行中遗落的杂物会造成运行设备短路、放电;鸟类觅食时在变电站内飞行中产生的粪便可能会引起运行设备闪络;鸟类在变电站内追逐中穿越运行设备可能会设备接地等，对变电设备安全稳定运行造成严重的影响。

目前，变电站内大都利用鸟刺或特殊的声、光等驱逐鸟类，此类防鸟装置主要安装于鸟类活动较为频繁的变电站内，防鸟范围为变电站内的全体设备。

但由于鸟刺主要适用于母线框架、龙门架等设备的特殊部位，鸟刺还会对鸟类造成伤害；特殊的声、光驱鸟器虽然对全体设备有效，但是其防鸟范围为一个圆形区域，防鸟效果会随着防鸟范围的扩大而逐渐减弱，从而不得不通过增加驱鸟器的数量来维持防鸟效果，使得运维成本增加。且鸟类有较强的适应性，会逐渐适应特殊的声、光驱鸟器，这也使得此类驱鸟器的防鸟效果不佳。

此外，声、光驱鸟器尖锐的声音会引起人身体的不适，如果变电站与居民区较近，会对附近居民造成较大的干扰。因此，必须研究并制定一种对GW5-110ⅡDW型隔离开关针对性较强的防鸟措施，在保证防鸟效果的同时，既不会伤害鸟类，也不会对人类造成干扰。

2.3 研究内容

本文针对GW5-110ⅡDW型隔离开关底部特殊的结构，制定了该型隔离开关防鸟措施，为该型隔离开关设计并制作一种防鸟装置，该装置的研究内容主要包括以下几方面：

2.3.1 装置结构：GW5-110ⅡDW型隔离开关底部有直径为12cm的孔，传动杆的直径约为4.5cm，为了阻止鸟类从该孔洞处的剩余空间进入其中筑巢搭窝，且不得影响隔离开关的正常操作。经讨论分析，将装置结构设计为圆台体，圆台体的高为20cm，底面直径为13cm，一个底面镂空，另一个底面去掉直径6cm的同心孔洞[1]。镂空的底面固定在隔离开关底部，保证能严丝合缝，传动杆穿过另一个去掉直径6cm的同心孔洞的底面，相比于传动杆，留有1.5cm的转动裕度，保证不影响传动杆的转动，该装置由两个完全对称的半面组成，使得防鸟装置呈罩状。

该装置的侧面有观察孔洞，在操作隔离开关时，用于观察隔离开关传动转头及轴部位的工作情况，如有机构卡顿等情况可及时发现并消除，在日常巡视运维过程中可以查看其是否有生锈等，即不会影响到对该部分的巡视观察。

2.3.2 材料研究：阻止鸟类进入隔离开关，且不会因传动杆的转动而影响其密封性，防鸟装置的材料既要有坚固性，又要保证装拆容易，安装方便。经研究分析，采用镀锌铁皮作为制作材料，由于防鸟装置安装部位与运行设备及导线有足够的安全净距，因此不需要考虑其绝缘性及感应电效应。

2.3.3 安装附件研究：由于防鸟装置的结构为圆柱体的罩状结构，因此我们用螺栓固定成型，制作方便，尺寸可调。由于防鸟罩底面直径与隔离开关底部孔洞外径一样，所以用螺栓把防鸟罩本体安装成型即可将其固定在隔离开关底部，松动相应得螺栓即可取下防鸟罩，安装和取卸相当方便。

3 图纸设计

根据最终制作方案，设计图纸，图纸如下所示：

图2 防鸟装置整体三维立体图

图3 防鸟装置半面三维立体图

4 实施案例

根据图2至图5的设计图纸，在镀锌铁皮上依据图纸画出裁剪辅助线和打孔位置，使用机床进行制作，制作出成品。在GW5-110ⅡDW型隔离开关下方孔洞处，将成品使用铁钩将圆台型防鸟装置紧密固定于孔洞。实施过程如下图示：

图4 工作人员在安装防鸟装置

防鸟罩装置安装前后的实物对比图：

图5 安装防鸟罩装置前后实物对比图

防鸟装置安装前后的对比如上图所示，可以看出：

4.1 对设备的安全性

防鸟装置的下方与传动杆间的裕度均在0.75±0.3cm内，既不会影响传动杆的使用，其裕度也不致鸟类进入隔离开关内部，且与带电部位距离大于安全距离，不会对设备造成任何影响。

4.2 对鸟类的安全性

该防鸟装置采用封堵型设计方案，只是阻止鸟类进入隔离开关内部，并不会对鸟类产生任何伤害。

4.3 安装时不需将设备退出运行

适用于所有未完善防鸟害措施的GW5-110ⅡDW型隔离开关。

5 创新点分析

根据GW5-110ⅡDW型隔离开关的结构特点，新颖地设计并制作上下底镂空的圆台体防鸟罩，封堵了鸟类进入该型隔离开关的通道，从而阻止鸟类筑巢搭窝。

防鸟罩的侧面设计有致密的观察孔洞，用于观察传动转头与轴部位的工作情况，可以防止内部机构卡死与密封情况下该部分发生锈蚀等。

该装置创造性地弥补了GW5-110ⅡDW型隔离开关在设计制作时在防鸟方面的天然不足和缺陷，上部与隔离开关紧密连接，阻止鸟类进入其中，下部与传动杆留有一定的裕度，保证了设备的安全运行和正常操作。

该装置结构简洁，安装维护方便，极大地减少了该型隔离开关日常运维成本，杜绝了鸟害隐患。同当前市场上的防鸟装置相对比，该装置无噪音及光污染，不会影响设备的安全运行，同时也不会对鸟类造成伤害。

6 实施产生的效果

6.1 防鸟效果检查

以月为计算周期，我们统计了在相关变电站安装该型防鸟装置前后，GW5-110ⅡDW型隔离开关上的鸟窝数量，统计结果如下图所示：

图6 实施措施前后鸟窝数量统计图

由上图可知，在安装防鸟装置前，该站年度鸟窝数量最多时为16个，8月安装防鸟装置后，至今未发生一例鸟类筑巢事件，达到了100%杜绝鸟类筑巢的预期目标。

6.2 社会效益

本论文提出了一种对GW5-110ⅡDW型隔离开关的防鸟改造的措施，有效解决了鸟类在该型隔离开关上筑巢搭窝的问题，消除了事故隐患，为该型隔离开关提供了防治鸟害的参考方案，减轻了运维人员的工作量，维护了设备的安全稳定运行，起到了很好的安全效益和社会效益，具有很强的推广价值。

7 结束语

该措施主要存在的问题是防鸟装置主要用于阻止鸟类进入隔离开关内部，不能很好地对隔离开关其他部位进行防护，且无法使全站设备达到防鸟效果。需要进一步改进升级，将装置表面设计成棱形反光材料，对变电站全体设备都有一定的驱鸟效果。