电力设施涉鸟故障隐患在线监测及处置系统.docVIP

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电力设施涉鸟故障隐患在线监测及处置系统

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2.青海电力科学研究院

3.重庆南电科技有限公司

摘要：近年的统计资料表明，鸟类活动引起的输电线路跳闸故障仅次于雷害和外力破坏，居线路故障原因的第3位。为提高电力系统运行的可靠性，有必要开展输电线路沿线鸟类活动调查，了解并掌握输电线路通道区域鸟类的活动习性，在不伤害鸟类的前提下，研发一种鸟类活动在线监测装置系统，用于收集、分析输电线路杆塔鸟类活动规律，同时兼顾驱赶输电线路涉鸟故障防护范围内鸟类功能，从而有效防范输电线路涉鸟故障。系统做到实时感知输电线路鸟类活动，实现塔上鸟类活动情况全息互联，汇集形成鸟类活动大数据，系统远程启动驱鸟终端实现智能处置的目标。

关键词：电力设施；驱鸟；在线监测；处置系统

引言

输电线路涉鸟故障已严重危害到输电线路安全运行，传统的防鸟设施不仅影响线路检修作业，甚至危害到杆塔周边活动、栖息鸟类的安全，设备安全与生态护鸟之间的矛盾日益突出。综合上述因素，探讨和研究新的输电线路涉鸟故障防范措施，实现鸟类与电力设施和谐共处，兼顾电网发展与生态保护，充分体现电网企业在环境保护中的电网担当。

2.青海地区鸟类种群及活动规律简介

青海电网涉鸟故障鸟类主要以大鵟、猎隼、鹳类、乌鸦、喜雀、金雕、秃鹫为主，其中大鵟、猎隼多在草原杆塔上筑巢、栖息，扑食杆塔周边草原鼠等小型动物，在塔上排泄鸟粪时造成线路外绝缘间隙短路跳闸，其次鸟类在塔上筑巢，筑巢用异物散落造成外绝缘间隙短接故障。鹳类多为候鸟，迁徙期间临时栖息在河谷、水库边杆塔上，易造成鸟粪类故障。乌鸦、喜雀大部分在城镇周边杆塔上筑巢、栖息，易造成筑巢类故障。目前尚未发现金雕、秃鹫在杆塔上筑巢、栖息现象，但此类大鸟在杆塔周边飞翔，因体型较大，易造成鸟体短接类故障。

3.输电线路涉鸟故障情况介绍

2011年至2020年，青海公司110kV及以上交、直流线路发生涉鸟故障跳闸333次。按照涉鸟故障原因分类依次为：鸟粪类故障302次；鸟巢类故障26次；鸟体短接类5次；鸟啄类0次。青海电网输电线路建设期间在果洛、玉树地区发现多起鸟啄复合绝缘子事件，但在线路运行期间未观测到鸟啄复合绝缘子事件，也未因鸟啄复合绝缘子引发线路跳阐或掉线事件。2011年至2020年青海公司110kV及以上交、直流线路发生涉鸟故障跳闸停运18次，造成线路停运原因依次为：鸟粪类故障11次（重合闸退出4次）；鸟巢类故障6次；鸟体短接类1次；鸟啄类0次，涉鸟故障停运占涉鸟故障跳阐的5.5%。通常情况下鸟粪类故障大多是瞬时性短路故障，线路停运概率较低；鸟巢类故障和鸟体短接故障相比造成线路停运概率较高。

按电压等级统计分析，2011年至2020年，青海公司110kV及以上交、直流线路发生鸟害跳闸333次，其中：110kV线路鸟害跳阐故障71次；330kV线路鸟害跳阐故障234次；±400kV直流线路跳阐故障28次；750kV线路鸟害跳阐故障0次。10kV、35kV线路单相接地故障情况下线路保护开关不动作，因此鸟粪、鸟巢、鸟体单相短接时不会引发线路跳阐故障，只有鸟巢、鸟体两相短接时才会引发线路跳阐故障；110kV和330kV线路鸟害故障中鸟粪类、鸟巢类、鸟体短接类故障均有发生；±400kV线路故障主要以鸟粪类故障为主，其主要原因是直流线路电场对鸟粪有吸附作用，同时线路外绝缘间隙较大（绝缘子串长6.43米－7.6米），鸟巢异物及鸟体不易引起短接故障；750kV输电线路自投运以来未发生过鸟害故障，日常线路巡视中很少发现杆塔上有鸟类栖息、筑巢，杆塔上鸟粪也较少，未引发鸟害跳闸故障。

4.输电线路涉鸟故障机理分析及防治思路

涉鸟故障原因分类为鸟粪类故障、鸟巢类故障、鸟体短接类故障和鸟啄类故障4类。

鸟粪类故障

通常是由大型鸟类在输电线路带电体（导线、金具）上方一定范围栖息，鸟类排出的粘稠粪便在风力和重力的共同作用下形成细长的下落体，具有一定导电性鸟粪通道的介入，使绝缘子串周围的电场分布发生严重畸变，鸟粪通道前端与绝缘子串高压端之间空气间隙的电场强度大大增加，绝缘子串承受的大部分电压都加在了这一段空气间隙上，当鸟粪通道的前端越来越接近绝缘子高压端时，它们之间的空气间隙承受不了所加的电压，空气间隙被击穿，形成局部电弧，电弧沿鸟粪通道向横担侧传导，最终导致了横担与带电部位空气间隙击穿，造成跳闸故障。近10年来输电线路鸟害故障跳闸事件证实，输电线路引流跳线，在没有绝缘子串时，鸟粪也能短接铁塔横担与导线间纯空气间隙造成输电线路跳闸故障。

鸟巢类故障

通常是鸟类在输电线路带电体上方铁塔横担一定范围内筑巢，鸟类衔来的筑巢物如导线、金属线等导电异物散落，造成输电线路外绝缘间隙或空气间隙的短接故障。

鸟体短接类故障

通常是大型鸟