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风电场输电线路鸟害分析及防范措施

  发表时间:2020年10月30日  点击数:386 次

风电场输电线路鸟害分析及防范措施

宁夏嘉泽新能源股份有限公司 赵晓亮

  作者简介:赵晓亮,1987年11月出生,初级工程师,运维专责。2009年从事风电场运行维护工作,主要研究风电场运维管理、风电机组维护、风电场电力监控防护。

  【摘要】线路鸟害分析及防范措施

  【关键词】鸟窝、跳闸、鸟害、线路、分析、措施

  前言

  2018年某风电场发生两起因鸟害而导致线路跳闸事故,且电量损失巨大,由此可以反映出鸟害给输电线路造成了极大的危害。鸟害造成跳闸一般有两种类型:一种为鸟窝,另一种为鸟粪。设计规程规定,在重冰区,导线应采用水平排列,为防止线路鸟害事故,优先采用导线正三角排列或水平排列的杆塔,通过线路巡检发现2019年线路鸟类筑巢呈上升趋势,所以线路防鸟害工作刻不容缓,以下分析和防范措施望能帮助场站解决或减少因鸟害造成线路跳闸而造成的损失。

  一、场站的35KV线路及110kV地理位置分析

  某风电场110kV线路工程导线采用JL\G1A40035-48/7钢芯铝绞线,地线一根采用1x7-11.4-1270-B(G1-80)镀锌钢绞线,用24芯OPGW光纤复合架空地线。新建线路长1X80.358km,海拔高度在1400m-2000m之间。全线共新建杆塔232基,除在330kV变电站出线侧利用2基已建双回路铁塔挂线外,其余段均采用单回路架空架设,其中单回路自立式耐张塔35基,单回路直立式直线塔194基,自行设计钢管杆3基。

  图一 鸟害发生区域

  通过上图可以看出风电场出线所处位置为农田、开阔地、平底、山区占鸟类活动区域的40%,鸟害故障发生的时间分布在一年四季,尤以每年的10月份至次年的4月份为高发期,因为每年10月止次年4月这段时间正是鸟类大量进食,候鸟筑巢繁殖期,因此常引起线路跳闸,鸟害区域的划分依据鸟害故障发生的频率、周边地理环境、植被情况等因素而定。在人类活动比较集中的城市和乡镇,发生鸟害的概率很小而在人烟稀少、输电线路路经的农田、开阔地、平底、草原等地时,这些地方有老鼠、小鸟、粮食等大鸟食物,因此这些地方为防范的重点。

  二、110kV鸟窝缺陷统计分析

图二 某风电场送出线路鸟窝缺陷所占比例

  通过上图可以看出鸟窝在整个缺陷中所占比例为59%,而在2018年某风电场发生两起因鸟害导致线路跳闸且电量损失巨大。通过查阅相关专业统计鸟害主要发生110kV-220kV电压等级的线路中,鸟落到杆塔横担上或在杆塔附近飞翔时,其排泄物呈流体状并且部分桥接了导体与杆塔之间的绝缘而导致闪落以及鸟窝中存在铁丝等导致接地故障的杂物所以在2019年的运行维护中要特别注意鸟害导致的线路跳闸事故,需做好相应的应急流程及事故演练,通过相关技改及防范措施降低鸟害的发生。

  三、鸟害对架空电力线路的危害行为

  1、鸟粪闪络故障

  高压电线连接塔的一端挂了很多盘状的绝缘体。他是为了增加爬电距离的,通常由玻璃或陶瓷制成,就叫绝缘子。鸟粪会附着输电线路绝缘表面在潮湿条件下其可溶物质逐渐溶于水,在绝缘表面形成一层导电膜,使绝缘子的绝缘水平大大降低,在电力场作用下出现的强烈放电现象。造成线路的闪络,影响了输电线路的安全运行的可靠性。

  2、鸟巢短路故障

  现场大多出现喜鹊等鸟类在输电线路杆塔上筑巢时,口叼树枝、铁丝、柴草等物体在线路上空或导线之间飞行,飞行时所叼物体掉落在横担与导线之间,或刮风时,杆塔上鸟巢被风吹散后,筑巢物体掉落在带电导线或绝缘子上造成线路短路接地。

  四、现有防范措施

  通过查看设计图纸风电场送出线路现阶段主要采取在杆塔上安装防鸟刺,阻止鸟类在铁塔上搭窝。

  五、新近研发的防鸟器具

  技术措施及产品介绍概括地说,驱赶鸟所采用的技术措施主要是利用声、光、电等措施惊吓或刺激鸟,让它逃离铁塔。目前、在输电线路上应用的基于此原理的驱鸟产品主要有风车式驱鸟器、声音驱鸟器、超声波驱鸟器、以及防鸟刺等产品。同时,也有在铁塔上特定的、非重要的位置安装人造鸟巢的措施在现场上应用。这些防鸟措施各有利弊,主要存在的问题是保护面积小,没有考虑到鸟粪滴落时的水平放电距离。下面就几种防鸟装置进行比较:

  1、防鸟针

  防鸟针在400mm左右的范围内,对鸟的落脚及鸟粪的淌落有一定的防御效果,防鸟针的保护保护范围小,在导线的横担上部有鸟的落脚点,而且针刺较少且稀,高度也不够。即使在横担下面瓷瓶串第1片加装了大盘径防鸟瓶,但由于其直径小,也不能有效地阻挡淌落的鸟粪。

  2、电子防鸟器

  电子防鸟器的工作原理用太阳能板作为能源,驱动蜂鸣器鸣响驱赶鸟类,该种防鸟器同样存在保护范围小的问题加之安装1-2个后,往往就失去了蜂鸣功能,况且太阳能板极易老化,固定点不能承受太阳能板在高空的风动力,经常发生被风刮脱落的现象。

  3、风车式防鸟器

  他的工作原理主要是以恐吓驱赶鸟。在安装初期能起到一定的防鸟效果。由于鸟的适应性很强,经过一段时间,鸟类对这种器具习以为常,不在惧怕。该类防鸟器是靠风能作为动力,带动横纵向的叶片转动。在无风的情况下横纵向的叶片不转动,就失去了防鸟作用。尤其是最具恐吓性的带反光镜片水平方向的转动部分,极易锈蚀,加之的工艺复杂、价格较贵。

  4、多刺防鸟器

  优点:多刺防鸟器,重量轻,风阻小,结构简单,耐候性小,安装便捷,防鸟效果好,他是由多股钢绞线制成。将多股钢绞线散绞后呈伞状,每根钢丝软且具有弹性,鸟很难在其上面落脚。由于呈伞状,展开面积较大,多刺防鸟器悬垂绝缘子的保护面积也大(可以安装2-4支,展开面积可达2m,高度和密度也随意可调)本实用新型的技术特征是设计了一种可以牢固、便捷,并且可以迅速安装的底座,该底座固定在铁塔上的绝缘子的上方。在压接座上采用压接的方式坚固持久。底座采用U型的设计。可以水平和垂直安装,能够适应各种铁塔横担。

  缺点:“钢绞线型”时间长易变型,变形到一定程度,大鸟仍能栖落。因此应在鸟刺的材质上做一些改进。

  5、安装防污罩

  因为增加绝缘子串的片数或长度,将受交叉跨越、导线弛度等各种客观因素的影响和制约,同时长时间的停电,会带来很大的经济损失,我们可采用在鸟害活动区域中的线路的绝缘子串的第一片绝缘子上加装硅胶防污罩,防护罩的直径要大于绝缘子的直径,防污罩与第一片绝缘子接触部分要用专业胶水粘牢。这样既可以防止鸟粪成串落在绝缘子串上,又可以增大爬电比距,减少活鸟粪污闪事故的发生。

  6、声音、超声波驱鸟器

  声音小、声音种类少,不适合风电场输电线路。

  六、鸟害故障的防范管理措施及技术措施

  通过对巡检缺陷进行梳理及鸟类种类、活动规律明确相应的主要原因及防范措施:防鸟刺在安装过程中结构不合理、防鸟刺未完全打开、安装位置不正确、安装数量不足以及防鸟刺脱落等原因,下图为鸟窝在铁塔上搭窝位置。

图三 鸟巢位置

  1、目标依据

  2、输电线路原因分析

  2.1防鸟设施:安装数量不足、安装方法(不正确、未完全打开)、防鸟刺脱落、防鸟刺结构不合理(长度不够、硬度不够)等;

  2.2鸟类飞行:鸟的种类(喜鹊、乌鸦、鹰)、鸟类活动区域(导线之间);

  2.3鸟巢特征:鸟的位置(多在塔头、叉梁)、鸟巢材料(铁丝、树枝、柴草等);

  2.4鸟粪闪络:鸟类污染绝缘子。

  3、技术措施

  4、管理措施

  4.1检修过程中将拆除的鸟窝进行焚烧或掩埋,减少物质源;

  4.2在运行巡视中,注意收集鸟类活动区域情况,及时补加或更换防鸟设施;

  4.3根据《架空输电线路运行规程》第7.1之规定,根据需要随时进行修补防鸟设施和拆巢;

  4.4新建线路验收时,严把验收质量关。应必须加装防鸟刺;

  4.5用科学的方法,集思广益,坚持理论与实践相结合解决生产中的实际问题;

  4.5做好反事故措施,在发生事故时迅速响应,减少电量损失。

  七、结语

  对于输电线路的鸟害,应该从研究鸟的种群分布、生活习性及规律、迁徙特点等入手 地去引导鸟类适应新的环境,这样才能使得鸟类有了新的栖息地而不去危害线路。在防治鸟害过程中也要注意地区不同,情况不同,预防鸟害故障也应根据当地气象及鸟类活动的规律,结合行之有效的防鸟害经验,科学防范才能最终取得理想效果。同时,随着鸟类适应能力的增强,各种防鸟害措施需不断更新使用,才能收到好的效果。

  参考文献

  [1] 《输电线路鸟粪闪络特点及防范措施分析;电力设备;2006年11期》

  [2] 《输电线路鸟害的防护;安全;2009年03期》

  [3] 《输电线路鸟害综合防治措施;电力安全技术;2008年11期》

  [4] 《韩国平.高压输电线路鸟害故障特征及防止对策.山西电力.2005(4);66-68》

 

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