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鸟类: 威胁线路还是被线路所威胁?

May 8, 2015 • Utility Practice & Experience, Utility Practice & Experience, Weekly Article, 最近文章汇总

随着工业污染源在很多国家得到了越来越多的监督和控制, 鸟类引发的闪络断电(常常归类为"不明原因断电")正在越来越成为问题。随着运行环境的改善, 更多野生动物, 特别是鸟类回归在负面影响架空电网中起了更大的作用 本文由瑞典Stri公司的 Igor Gutman,俄罗斯 NIIPT 公司的 Evgeny Solomonik 和南非 Eskom 公司的Wallace Vosloo撰写, 研究了在相互威胁的关系中 (多数情况下), 鸟类和电力线如何共存这一课题 . 宁静的环境蕴藏着灾难 鸟 鸟类: 威胁线路还是被线路所威胁? 鸟类: 威胁线路还是被线路所威胁? Pages from CHINA10ss 19前言: 诸如德国和俄罗斯等国家近来的运行经验表明,高达70-80%的架空线路断电可以直接由鸟类引发。此类断电的特点是,几乎每次都能靠自动重合闸成功地恢复供电(即成功率94-97%),尽管如此,电力部门仍然很担心。 过去,电力部门主要担心每动作大约15次后就需要维护的老式油断路器。现在,许多电力部门制定了每百公里线路每年允许断电的内部规则,担忧更多源于对电力质量和供电率的更高要求。 讨论鸟类和电力线路的问题,首先将配电电压和输电电压区别对待是很重要的,两者是截然不同的问题,可能的解决方法也大不相同。 配电情况下,中心问题是鸟类触电死亡。的确,全世界的鸟类学家以及爱鸟人士将线路视为“屠杀鸟类的凶手”,这或许是无可非议的。据估计,每年电死的鸟类数量确实是惊人的,根据一 Pages-from-CHINA10ss-21 鸟类: 威胁线路还是被线路所威胁? 鸟类: 威胁线路还是被线路所威胁? Pages from CHINA10ss 21个官方来源的报道,仅在俄罗斯位于欧洲的地区,每年7百万只鸟类死亡。另一个经过深入调查的消息来源称,鸟类触电死亡的密度每10公里线路大约15只。垂直安装的针式绝缘子中,导线落在绝缘子上,而不像悬垂串那样在绝缘子的下方,配置这种绝缘子的线路尤其危险 。 更大的悲剧是,时至今日配电线路对鸟类构成威胁已经形成文件多年了。此外,也有充足的知识,通过使用不同形状和不同设计的防护装置(如绝缘罩)将靠近铁塔处的导线绝缘,可以解决或极大减少这一问题。 这种装置通常是复合材料制成,对装置的主要要求是使用寿命和被保护组件的寿命相当,如导线,绝缘子,避雷器。还必须抵抗风化和紫外线造成的退化。 这类装置的使用经验总体是肯定的,唯一的问题是在已知的鸟类密聚区提 供足够保护需要花费的成本。(有兴 趣了解更多关于此类装置的读者可以 参考 INMR 2010 年第一期题为“避雷器野生动物防护装置”的文章,本篇文章更深层地论及了此类装置在避雷器中的应用)。
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配电线路鸟类触电 死亡的实例。

Pages-from-CHINA10ss-26 鸟类: 威胁线路还是被线路所威胁? 鸟类: 威胁线路还是被线路所威胁? Pages from CHINA10ss 26 与配电线路分布广泛的鸟类触电死亡不同,输电网面临的挑战完全不同。输电网中,流体状排泄物造成悬垂串闪络较为普遍,受影响的线路高至500 kV。这种情况下,鸟类基本没受到伤害便飞走了(尽管毫无疑问受到了颇为壮观的闪络的惊吓),但需要依靠电网的设备迅速恢复线路。 从工程角度对问题的概论 起飞之前,鸟类通常清空肠道,一次性费力地排出高达60 cm3 排泄物,混杂着导电的尿液。这将开通导电通道,桥接铁塔与导线之间的空气间隙,导致或平行于或稍偏离绝缘子串的闪络。这种鸟类栖息在铁塔横担上之后的典型行为,是鸟类流体状排泄物导致闪络,从而造成架空输电线路断电问题的原因。 在高压试验室(研究人员甚至将鸟困在铁塔模型上)和动物园(使用高速摄像机)仔细研究了这些流体状排泄物。研究证实,连续流下的流体状排泄物可以长达2米,移动速度每秒钟2-5米,排泄物与横担的角度甚至达到60-70°,但仍然导致了闪络。
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如何使线路和铁塔对鸟类更安全。

Pages-from-CHINA10ss-25 鸟类: 威胁线路还是被线路所威胁? 鸟类: 威胁线路还是被线路所威胁? Pages from CHINA10ss 25 干粪便是不导电的。但发现半干粪便的电阻率在800 -2000 Ω∙ cm之间不等。自然状态下,这一数字依据鸟的类型略有不同,例如:鹳 (220-610Ω∙cm); 鹰(190-770Ω∙cm),和用作参照的鸡(260-850Ω∙cm)。当然应该考虑鸟的平均体温是41.5°C,较低环境温度下实际的电阻率会更低。 试验证实,已知上述参数,交流高至500 kV 和直流高至 ±400 kV 的绝缘子串确实有可能发生闪络。例如,俄罗斯的研究表明,电阻率大约600Ω∙cm时发生闪络(使用动物园收集的真实鸟粪),电介强度70 kV/m, 小于测试的 110 kV 绝缘子的最大操作电压。同样,美国的研究发现,电阻率大约120Ω∙cm时(混杂着生蛋和盐的粪便样本), 500 kV 悬式盘形绝缘子串在320 kV 发生闪络, 也即标称操作电压的大约1.1倍。值得一提的是, 在这些试验中, 距离流体状粪便高达 70 cm的绝缘子串仍然受到了影响。 南非Stellenbosch大学甚至研发了特殊的鸟类排泄闪络模拟仪,并进行了电阻率大约在70Ω∙cm的试验。分析了猛雕和黑鹰以及混合了纤维素、盐和自来水的样本后选出了上述数字。结果用于调查鸟类流体状粪便闪络的物理现象。 显而易见,基于上述研究,从工程的观点看,至少已经确认并且证实了输电线路鸟类流体状粪便闪络的问题。下一个问题是如何最佳地保护线路,避免鸟类栖息在绝缘子串附近,继而定期导致绝缘子发生闪络。这需要问一个问题:鸟类为什么竟会在那里?
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流体状排泄物通常发生在鸟类着陆之后或起飞之前

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