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風電場輸電線路鳥害分析及防范措施

  發表時間:2020年10月30日  點擊數:2035 次

風電場輸電線路鳥害分析及防范措施

寧夏嘉澤新能源股份有限公司 趙曉亮

  作者簡介:趙曉亮,1987年11月出生,初級工程師,運維專責。2009年從事風電場運行維護工作,主要研究風電場運維管理、風電機組維護、風電場電力監控防護。

  【摘要】線路鳥害分析及防范措施

  【關鍵詞】鳥窩、跳閘、鳥害、線路、分析、措施

  前言

  2018年某風電場發生兩起因鳥害而導致線路跳閘事故,且電量損失巨大,由此可以反映出鳥害給輸電線路造成了極大的危害。鳥害造成跳閘一般有兩種類型:一種為鳥窩,另一種為鳥糞。設計規程規定,在重冰區,導線應采用水平排列,為防止線路鳥害事故,優先采用導線正三角排列或水平排列的桿塔,通過線路巡檢發現2019年線路鳥類筑巢呈上升趨勢,所以線路防鳥害工作刻不容緩,以下分析和防范措施望能幫助場站解決或減少因鳥害造成線路跳閘而造成的損失。

  一、場站的35KV線路及110kV地理位置分析

  某風電場110kV線路工程導線采用JL\G1A40035-48/7鋼芯鋁絞線,地線一根采用1x7-11.4-1270-B(G1-80)鍍鋅鋼絞線,用24芯OPGW光纖復合架空地線。新建線路長1X80.358km,海拔高度在1400m-2000m之間。全線共新建桿塔232基,除在330kV變電站出線側利用2基已建雙回路鐵塔掛線外,其余段均采用單回路架空架設,其中單回路自立式耐張塔35基,單回路直立式直線塔194基,自行設計鋼管桿3基。

  圖一 鳥害發生區域

  通過上圖可以看出風電場出線所處位置為農田、開闊地、平底、山區占鳥類活動區域的40%,鳥害故障發生的時間分布在一年四季,尤以每年的10月份至次年的4月份為高發期,因為每年10月止次年4月這段時間正是鳥類大量進食,候鳥筑巢繁殖期,因此常引起線路跳閘,鳥害區域的劃分依據鳥害故障發生的頻率、周邊地理環境、植被情況等因素而定。在人類活動比較集中的城市和鄉鎮,發生鳥害的概率很小而在人煙稀少、輸電線路路經的農田、開闊地、平底、草原等地時,這些地方有老鼠、小鳥、糧食等大鳥食物,因此這些地方為防范的重點。

  二、110kV鳥窩缺陷統計分析

圖二 某風電場送出線路鳥窩缺陷所占比例

  通過上圖可以看出鳥窩在整個缺陷中所占比例為59%,而在2018年某風電場發生兩起因鳥害導致線路跳閘且電量損失巨大。通過查閱相關專業統計鳥害主要發生110kV-220kV電壓等級的線路中,鳥落到桿塔橫擔上或在桿塔附近飛翔時,其排泄物呈流體狀并且部分橋接了導體與桿塔之間的絕緣而導致閃落以及鳥窩中存在鐵絲等導致接地故障的雜物所以在2019年的運行維護中要特別注意鳥害導致的線路跳閘事故,需做好相應的應急流程及事故演練,通過相關技改及防范措施降低鳥害的發生。

  三、鳥害對架空電力線路的危害行為

  1、鳥糞閃絡故障

  高壓電線連接塔的一端掛了很多盤狀的絕緣體。他是為了增加爬電距離的,通常由玻璃或陶瓷制成,就叫絕緣子。鳥糞會附著輸電線路絕緣表面在潮濕條件下其可溶物質逐漸溶于水,在絕緣表面形成一層導電膜,使絕緣子的絕緣水平大大降低,在電力場作用下出現的強烈放電現象。造成線路的閃絡,影響了輸電線路的安全運行的可靠性。

  2、鳥巢短路故障

  現場大多出現喜鵲等鳥類在輸電線路桿塔上筑巢時,口叼樹枝、鐵絲、柴草等物體在線路上空或導線之間飛行,飛行時所叼物體掉落在橫擔與導線之間,或刮風時,桿塔上鳥巢被風吹散后,筑巢物體掉落在帶電導線或絕緣子上造成線路短路接地。

  四、現有防范措施

  通過查看設計圖紙風電場送出線路現階段主要采取在桿塔上安裝防鳥刺,阻止鳥類在鐵塔上搭窩。

  五、新近研發的防鳥器具

  技術措施及產品介紹概括地說,驅趕鳥所采用的技術措施主要是利用聲、光、電等措施驚嚇或刺激鳥,讓它逃離鐵塔。目前、在輸電線路上應用的基于此原理的驅鳥產品主要有風車式驅鳥器、聲音驅鳥器、超聲波驅鳥器、以及防鳥刺等產品。同時,也有在鐵塔上特定的、非重要的位置安裝人造鳥巢的措施在現場上應用。這些防鳥措施各有利弊,主要存在的問題是保護面積小,沒有考慮到鳥糞滴落時的水平放電距離。下面就幾種防鳥裝置進行比較:

  1、防鳥針

  防鳥針在400mm左右的范圍內,對鳥的落腳及鳥糞的淌落有一定的防御效果,防鳥針的保護保護范圍小,在導線的橫擔上部有鳥的落腳點,而且針刺較少且稀,高度也不夠。即使在橫擔下面瓷瓶串第1片加裝了大盤徑防鳥瓶,但由于其直徑小,也不能有效地阻擋淌落的鳥糞。

  2、電子防鳥器

  電子防鳥器的工作原理用太陽能板作為能源,驅動蜂鳴器鳴響驅趕鳥類,該種防鳥器同樣存在保護范圍小的問題加之安裝1-2個后,往往就失去了蜂鳴功能,況且太陽能板極易老化,固定點不能承受太陽能板在高空的風動力,經常發生被風刮脫落的現象。

  3、風車式防鳥器

  他的工作原理主要是以恐嚇驅趕鳥。在安裝初期能起到一定的防鳥效果。由于鳥的適應性很強,經過一段時間,鳥類對這種器具習以為常,不在懼怕。該類防鳥器是靠風能作為動力,帶動橫縱向的葉片轉動。在無風的情況下橫縱向的葉片不轉動,就失去了防鳥作用。尤其是最具恐嚇性的帶反光鏡片水平方向的轉動部分,極易銹蝕,加之的工藝復雜、價格較貴。

  4、多刺防鳥器

  優點:多刺防鳥器,重量輕,風阻小,結構簡單,耐候性小,安裝便捷,防鳥效果好,他是由多股鋼絞線制成。將多股鋼絞線散絞后呈傘狀,每根鋼絲軟且具有彈性,鳥很難在其上面落腳。由于呈傘狀,展開面積較大,多刺防鳥器懸垂絕緣子的保護面積也大(可以安裝2-4支,展開面積可達2m,高度和密度也隨意可調)本實用新型的技術特征是設計了一種可以牢固、便捷,并且可以迅速安裝的底座,該底座固定在鐵塔上的絕緣子的上方。在壓接座上采用壓接的方式堅固持久。底座采用U型的設計?梢运胶痛怪卑惭b,能夠適應各種鐵塔橫擔。

  缺點:“鋼絞線型”時間長易變型,變形到一定程度,大鳥仍能棲落。因此應在鳥刺的材質上做一些改進。

  5、安裝防污罩

  因為增加絕緣子串的片數或長度,將受交叉跨越、導線弛度等各種客觀因素的影響和制約,同時長時間的停電,會帶來很大的經濟損失,我們可采用在鳥害活動區域中的線路的絕緣子串的第一片絕緣子上加裝硅膠防污罩,防護罩的直徑要大于絕緣子的直徑,防污罩與第一片絕緣子接觸部分要用專業膠水粘牢。這樣既可以防止鳥糞成串落在絕緣子串上,又可以增大爬電比距,減少活鳥糞污閃事故的發生。

  6、聲音、超聲波驅鳥器

  聲音小、聲音種類少,不適合風電場輸電線路。

  六、鳥害故障的防范管理措施及技術措施

  通過對巡檢缺陷進行梳理及鳥類種類、活動規律明確相應的主要原因及防范措施:防鳥刺在安裝過程中結構不合理、防鳥刺未完全打開、安裝位置不正確、安裝數量不足以及防鳥刺脫落等原因,下圖為鳥窩在鐵塔上搭窩位置。

圖三 鳥巢位置

  1、目標依據

  2、輸電線路原因分析

  2.1防鳥設施:安裝數量不足、安裝方法(不正確、未完全打開)、防鳥刺脫落、防鳥刺結構不合理(長度不夠、硬度不夠)等;

  2.2鳥類飛行:鳥的種類(喜鵲、烏鴉、鷹)、鳥類活動區域(導線之間);

  2.3鳥巢特征:鳥的位置(多在塔頭、叉梁)、鳥巢材料(鐵絲、樹枝、柴草等);

  2.4鳥糞閃絡:鳥類污染絕緣子。

  3、技術措施

  4、管理措施

  4.1檢修過程中將拆除的鳥窩進行焚燒或掩埋,減少物質源;

  4.2在運行巡視中,注意收集鳥類活動區域情況,及時補加或更換防鳥設施;

  4.3根據《架空輸電線路運行規程》第7.1之規定,根據需要隨時進行修補防鳥設施和拆巢;

  4.4新建線路驗收時,嚴把驗收質量關。應必須加裝防鳥刺;

  4.5用科學的方法,集思廣益,堅持理論與實踐相結合解決生產中的實際問題;

  4.5做好反事故措施,在發生事故時迅速響應,減少電量損失。

  七、結語

  對于輸電線路的鳥害,應該從研究鳥的種群分布、生活習性及規律、遷徙特點等入手 地去引導鳥類適應新的環境,這樣才能使得鳥類有了新的棲息地而不去危害線路。在防治鳥害過程中也要注意地區不同,情況不同,預防鳥害故障也應根據當地氣象及鳥類活動的規律,結合行之有效的防鳥害經驗,科學防范才能最終取得理想效果。同時,隨著鳥類適應能力的增強,各種防鳥害措施需不斷更新使用,才能收到好的效果。

  參考文獻

  [1] 《輸電線路鳥糞閃絡特點及防范措施分析;電力設備;2006年11期》

  [2] 《輸電線路鳥害的防護;安全;2009年03期》

  [3] 《輸電線路鳥害綜合防治措施;電力安全技術;2008年11期》

  [4] 《韓國平.高壓輸電線路鳥害故障特征及防止對策.山西電力.2005(4);66-68》

 

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