金 浩，沈 晨，陆俊俊，刘基威，吴 辉

(1. 国网上海市电力公司奉贤供电公司,上海 201400；2. 上海置盟电力科技有限公司,上海 201412)

随着上海城市建设的发展，配电线路用户单元相对集中，为满足线路运行可靠性要求的提高和配网自动化建设发展的需要，柱上真空断路器在上海全面推广应用[1-2]。鸟类筑巢，开始从横担位置转向柱上真空断路器平台筑巢，特别是真空断路器箱体平台和带隔离刀闸的框架位置，其众多的交叉三角结构容易吸引鸟类在该位置搭窝筑巢(见图1)。

图1 真空断路器刀闸间筑巢

鸟类在柱上开关带隔离刀闸框架上筑巢，很容易造成异物搭接，形成单相接地或相间短路故障。真空断路器的设备投入成本较大，因鸟类筑巢外破引起的设备损耗成本远远高于设备因其他故障因素造成的设备损坏[3-4]。因此，为了提高真空断路器对鸟类筑巢外破的防御能力，减少鸟类在真空断路器平台的活动，同时考虑线路检修作业的便利性和不停电作业的实际需求，研制新型驱鸟器显得尤为迫切。

1 驱鸟原理概述

1.1 自然声光驱鸟

自然声光驱鸟，是在自然界风力等因素驱动下，使驱鸟器产生一定分贝的声音，对鸟类的听觉进行干扰，或者从视觉上利用光学反射原理在驱鸟器一定范围内形成散光区，使一些鸟类在强光照射或自身影子的反射下受惊，从而放弃停留或在周围活动的想法。

利用这种原理的驱鸟器，有电力驱鸟刺、风力驱鸟器等(见图2和图3)。电力驱鸟刺在风力作用下会产生“叮叮咚咚”的声音，而风力驱鸟器在风力作用下，利用碗状镜面不停旋转反光照射。此类驱鸟器在无风静止不动的情况下，鸟类可在旁边站立活动，长久之下鸟类会产生适应性，因此具有一定的局限性。

图2 电力驱鸟刺

图3 风力驱鸟器

1.2 超声波驱鸟

超声波驱鸟是通过发出高频率的声波，形成一个鸟类无法适应的空间环境，从而迫使鸟离开所要保护的区域。鸟类的听觉频率范围在0.2～90.0 kHz,人的听觉频率范围在16.0～20.0 kHz,而超声波驱鸟的频率一般在22.0～55.0 kHz。

超声波驱鸟，利用人类听不到的超声波脉冲来干扰及刺激鸟类的神经、生理系统，使其紊乱。根据所要保护范围的大小，可选择不同功率大小的超声波驱鸟器，但设备投入成本较大，无法大范围覆盖应用。

1.3 电动语音驱鸟

电动语音驱鸟，是选取具有一定爆破音响效果的声源，通过太阳能转化储存电能或者线路供电等方式，定频、定时发出声音来惊吓鸟类以达到驱鸟的效果。可采用单片机技术进行声音信息存储，或者采用汽车喇叭声源，进行放电发声。语音驱鸟方式缺点是在居住聚集场所容易产生噪声污染，可在空旷原野区域选择性应用。

1.4 异形占位驱鸟

异形占位驱鸟，是通过加装异形驱鸟装置来挤占鸟类落脚位置，屏蔽鸟类活动空间，避免鸟类在其上进行日常活动。异形结构，有刺状或倒T型刺状等(见图4和图5)，主要以避免鸟爪抓握站立为主，从而减小鸟类在其上活动的可能性。对鸟类无害，较环保，无声光污染，是生态型驱鸟的一个方向。

图4 金属驱鸟刺

图5 异形占位式驱鸟器

这是近年来开始兴起的驱鸟器，缺点是对线路双横担的螺杆紧固件和杆塔的交界缝隙处的防护能力较差。

2 真空断路器平台异形防外破装置设计

在真空断路器隔离刀闸位置，考虑不影响真空断路器原有的绝缘性能、相间档距、相对地距离等，无法投入安装现有的驱鸟器，只能采用新型占位驱鸟器，以屏蔽鸟类落脚和鸟巢构筑基础，达到避免鸟类在此处筑巢的目的[5-6]。

根据现有真空断路器箱体和隔离刀闸框架结构，设计了真空断路器平台异形防外破装置，见图6。

图6 真空断路器平台异形防外破装置结构

真空断路器平台异形防外破装置，由钩柱连接板、钩柱、弧形板、磁铁支柱和强磁这5部分构成。钩柱连接板上有3孔，可根据真空断路器箱体吊环位置，调整钩柱位置。除强磁为钕铁硼材质，其他均采用绝缘阻燃材料，保证装置的绝缘性和阻燃性，同时需要考虑抗紫外线老化和机械强度。另外，弧形板下檐口，带有安装工具卡入槽，通过磁铁支柱和槽口的配合进行带电安装工具头的套入和脱出。

真空断路器平台异形防外破装置安装俯视图如图7所示。

图7 真空断路器平台异形防外破装置安装俯视图

断路器平台异形防外破装置，稍高侧紧贴断路器箱体吊环，稍低侧通过强磁吸附于隔离刀闸框架上，整体除强磁外均采用绝缘材料。装置宽度确定为200 mm，小于两相隔离刀闸绝缘支柱伞裙最小距离240 mm(见图7)，装置未遮蔽至刀闸正下方；在考虑装置的防风和防积雨上，装置采用弧线型结构，厚度为4 mm，安装后装置基本紧贴于隔离刀闸接地侧，仅箱体吊环位置抬高4 mm左右，支柱绝缘子框架位置抬高20 mm左右，因其自身采用绝缘材料，故对于真空断路器和带隔离刀闸部分的相间和相对地绝缘水平均不影响。

断路器平台异形防外破装置安置在真空断路器三相中的两相之间，弧形面板遮盖于真空断路器箱体和隔离刀闸框架平台之上，占位屏蔽鸟类落脚和树枝安插结构，见图8。因紧贴带隔离刀闸处框架底部，并且与带隔离刀闸框架部分中的机械转轴悬空，因此也不影响真空断路器带隔离刀闸的分合闸动作性能。

图8 真空断路器平台异形防外破装置安装示意图

3 真空断路器平台异形防外破装置的材料选用

在设计真空断路器平台异形防外破装置时，考虑其独特的异形结构，考虑采用一体出模热塑成型加工制作。

材料选用。主材料选用聚丙烯(PP)，一种性能优良的热塑性合成树脂，为无色半透明的热塑性轻质通用塑料。聚丙烯具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等。熔点为185℃，在155℃左右软化，使用温度范围为-30～140℃，可满足室外使用要求。

考虑用于电力系统线路之上，必须具有良好的绝缘性能、耐老化性能和阻燃性能。因此，除主材料聚丙烯外，加入20%玻璃纤维增强装置机械强度，再加入适量阻燃剂、抗氧剂和紫外线吸收剂等来提高其阻燃性和耐老化性。

4 专用带电安装工具研究

为配合真空断路器平台异形防外破装置的带电安装施工，配套设计了专用的带电安装工具头以满足不停电安装，可极大地提高装置安装效率，见图9和图10。

图9 专用带电安装工具头

图10 装置和安装工具的配合使用示意图

专用带电安装工具头结构见图11。

图11 专用带电安装工具头结构

整个带电安装工具头均采用优质绝缘材料，机械强度可靠，使操作工具头具有优秀的绝缘性和安全性。

5 真空断路器平台异形防外破装置的带电安装应用

真空断路器平台异形防外破装置，经过几个阶段的试样制作和结构修改优化，最终确定开模制作。

寻找在实际线路运行中，经常在真空断路器隔离刀闸位置筑巢的杆上进行安装应用，如图12所示。

图12 真空断路器平台异形防外破装置带电安装试用

在已有筑巢的真空断路器隔离刀闸平台上，对鸟巢进行人工拆除后，带电安装真空断路器平台异形防外破装置，效果见图13。

图13 真空断路器平台异形防外破装置安装应用

经过一段时间的线路运行观察，确定鸟巢已不在该真空断路器平台上筑巢，装置效果较好。装置的结构特点具体如下。

(1)真空断路器平台异形防外破装置简单可靠，利用真空断路器原有结构基础，通过稍高侧钩柱挂入吊环和稍低侧强磁吸附隔离刀闸架子斜面固定。

(2)弧型面的设计，可有效遮盖隔离开关适合鸟类鸟爪抓握位置，屏蔽鸟类落脚位置和鸟巢构筑基础。

(3)可在弧面上进行镜面加工，加入视觉驱鸟功能，利用光学反射原理增大装置的驱鸟范围和效果，使一些鸟类在平台远处受到强光反射受惊而远离。

6 结语

本文研究了现有驱鸟器的工作原理及不足之处，设计了一种应用于10 kV配电线路真空断路器平台的异形防外破装置，不仅对真空断路器设备无影响，而且对鸟类友善无伤害，可达到鸟类不筑巢的效果，从而减少真空断路器因鸟巢类异物搭接造成的短路跳闸事故而损坏，有效提高供电可靠性，降低线路运维成本。