研究背景
随着生态环境的改善,云南地区鸟类数量不断增加,活动愈加频繁,候鸟迁徙通道复杂多变,而防鸟措施较单一,近两年云南电网输电线路鸟害跳闸事故出现“反弹”趋势。为应对当前防鸟害形势的变化,以下对近年来云南电网鸟害跳闸设备进行多维度分析,总结当前阶段云南电网鸟害跳闸特点,提出综合治理建议。
1 云南电网鸟害跳闸设备多维度分析
2016年至2022年6月,云南电网110kV及以上输电线路共计发生鸟害跳闸271条次,鸟害是除雷击、山火、覆冰、外破等引起输电线路跳闸的又一重要类型。下面将结合近几年云南电网鸟害跳闸数据,从跳闸时间、电压等级、塔型、鸟害风险等级等多个维度开展分析研究。
1.1 跳闸时间
按跳闸年份统计,云南电网每年鸟害跳闸次数占当年跳闸总数的5-9%,且出现“反弹”趋势,如图1。“反弹”的原因可能是鸟类对防鸟设施的适应性增强、生态环境改善、迁徙通道变化等。
图1 云南电网2016年至2022年6月110kV及以上鸟害跳闸情况
按跳闸月份统计,每年10月到次年4月鸟害跳闸次数最多,统计周期内共发生231次鸟害跳闸,占鸟害跳闸次数的85.24%,秋冬季仍为防鸟害的关键时期。建议秋冬季节结合线路重要度、健康度等开展特巡特维,应重点关注防鸟设施是否完好、有效。
按跳闸时刻统计,每日21时至次日7时发生鸟害故障跳闸次数总计220次,占鸟害跳闸总数的81.18%,最高峰出现的早上6点到7点。主要原因是夜晚鸟类在杆塔上休憩、繁殖、进食、排泄。
1.2 电压等级
2016年至2022年6月,云南电网110kV鸟害跳闸总计175次,占比64.58%;其次为220kV鸟害跳闸84次,占比31%,500kV鸟害跳闸次数最少,为12次,占比4.43%。可见,电压等级越高,越不易发生鸟害跳闸,需重点防110kV、220kV线路,关注500kV线路。建议线路新建时可结合鸟害分布图、周边杆塔鸟害跳闸历史记录,在设计阶段适当增加绝缘水平,提高防鸟害水平。
1.3 故障相别
云南电网110kV及以上鸟害发生的杆塔空间位置以中(上)相等横档最高点位置为主,占比68.67%,主要是这些位置便于鸟类起飞、降落。输电线路运维人员应该重点关注这些地方,发现有鸟巢或者绝缘子上鸟粪较多时应及时处理。
1.4 鸟害跳闸过程
通过分析近年来的271次鸟害跳闸过程,鸟粪引起跳闸258次,占比95.20%,鸟窝、鸟身体或蛇短接占比很小。因此需主防鸟粪闪络,关注鸟巢、鸟类身体短路。建议只及时清理绝缘子正上方和耐张串上的鸟窝,尤其是鸟类繁殖的季节,但对横担、地线支架等处可不处理。主要是筑巢鸟类主要为留鸟,在鸟窝清理后,反而增加筑巢频次,更易引起跳闸。
1.5 塔形
鸟害跳闸主要发生在直线塔,占比为76.75%。主要是直线塔应用多,结构相对简单,鸟类更容易停留,因此直线塔为防治鸟害的重点塔型;部分耐张塔(主要是110kV绝缘间隙较小的塔型)在引流管、跳线串处易发生鸟粪闪络,需关注。
1.6 鸟害风险等级
通过分析2020-2023年3月底鸟害跳闸发生杆塔所处鸟害风险等级,发现2020年以来Ⅰ级鸟害风险区域发生鸟害跳闸比例增加显著,如图2。原因是Ⅱ、Ⅲ级鸟害区域目前基本已安装了各种类型的防鸟装置,阻碍了鸟类栖息活动,而鸟类活动随机性大,迁徙路径复杂多变,所以鸟类活动开始向防鸟装置安装薄弱的Ⅰ级风险区域蔓延,导致Ⅰ级风险区鸟害跳闸开始频繁发生。
图2 2020-2023年Ⅰ级鸟害区鸟害跳闸占比情况
2 当前阶段云南电网鸟害跳闸特点
(1)鸟害跳闸虽仍具有地域集中性、季节及时间集中性的特点,但已经开始有向低风险鸟害区域蔓延趋势,跳闸季节及时间也出现分散的苗头。
(2)电压等级越高,越不容易发生鸟害跳闸,鸟害跳闸仍集中在220kV、110kV电压等级。
(3)鸟害跳闸相别选择性仍较突出,上(中)相发生鸟害跳闸风险较高。
(4)鸟粪闪络占比依然大,直线塔发生次数多。
3 综合治理建议
长期以来云南电网防鸟害工作主要是“以防为主”,防鸟害治理工作取得了一定成效。如今鸟害跳闸已经开始向防鸟装置安装薄弱的低风险区蔓延,“以防为主”的治理思路或许不再适用,需转变治理思路。现阶段可采取“边防边引”的策略,维护好已安装的防鸟装置,确保防鸟装置不失效。同时积极探索引鸟方式,加快试点布置,收集各项数据,形成引鸟治理工作方案并推广,逐步“变防为引”。
3.1 短期治理工作建议
(1)鸟粪排查:鸟害跳闸主要是鸟粪引起,运维过程需认真排查绝缘子上鸟粪情况,重点是中(上)相,及时研判及时处理。
(2)鸟巢治理:鸟巢很少引起线路跳闸,建议只及时清理绝缘子正上方和耐张串上的鸟窝,阻止鸟粪在绝缘子周围形成下落通道,但对横担、地线支架等位置可不处理。
(3)防鸟装置治理:一是组织开展已安装的防鸟装置排查,针对选型错误、数量不足等情况及时更换或补充,避免因防鸟装置失效引起线路跳闸。二是非必要不再新增防鸟装置安装,必须安装的应制定”一杆一策“,综合考虑塔型、周边环境等,确定安装防鸟装置的类型、位置和数量。
3.2 长期治理工作建议
(1)两张图布点:一是联合电科院开展留鸟分布区域深化研究,绘制基于留鸟分布的输电线路留鸟风险图。二是持续开展候鸟迁徙路径研究,每两年更新一版基于鸟类迁徙路径的输电线路鸟害分布图。三是叠加两张图,为鸟害治理提供依据。
(2)新技术探索:一是选取典型鸟害风险区做试点,更换改进型防鸟害绝缘子串(顶部增加一片大盘径绝缘子,既可增加绝缘,又能阻挡鸟粪滴落)或可折叠便携式防鸟装置(阻止鸟类停留、筑巢,不易失效),收集各项数据,形成治理工作方案并推广。二是研究鸟粪降解剂(类似于防污涂层),配合改进型绝缘子和可折叠便携式防鸟装置使用。三是积极与当地野生动物保护机构、鸟类协会等机构交流沟通,充分了解本地区留鸟和候鸟活动规律、习性等,积极探索引鸟方式,如人工鸟巢、鸟食投喂等,加快试点布置,收集各项数据,形成引鸟治理工作方案并推广。
参考文献:
[1] 刘义隅,汤世彬,周剑峰,等. 输电线路鸟害跳闸分析与治理[J]. 电力系统装备,2020(19):102-103.
唐子峰,袁翔,廖志雄,等. 广东韶关电网鸟害跳闸故障统计分析及防护[J]. 电瓷避雷器,2018(2):20-24. DOI:10.16188/j.isa.1003-8337.2018.02.004.