劉棟梁 武曉慶 謝文杰 高金棟 薛衛(wèi)東

國網(wǎng)天水供電公司 甘肅 天水 741000

引言

隨著生態(tài)環(huán)境的改善，鳥類數(shù)量逐漸增多，變電站內(nèi)的某些設備因為隱蔽性、保暖性等特點吸引了大量的鳥類筑巢，致使變電站內(nèi)鳥巢數(shù)量增多、鳥類活動頻繁，極大地影響了變電設備的安全穩(wěn)定運行。

變電站采用有人值班模式時由于每天要按時多次巡視設備，鳥類筑巢等行為會被及時發(fā)現(xiàn)制止，所以變電站內(nèi)發(fā)生的鳥害一直都在可控范圍內(nèi)。但是，變電站實現(xiàn)無人值班后，運維人員對變電站的巡視有了一定的周期，多數(shù)都在一周以上，這就給鳥類筑巢留下了充足的時間，運維人員不能及時發(fā)現(xiàn)并制止鳥害行為，嚴重影響電網(wǎng)安全運行。由于GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)特殊，鳥類筑巢問題嚴重，所以解決鳥類在該型隔離開關(guān)上的筑巢問題、維護設備的安全穩(wěn)定運行已是當務之急。

1 方案的提出

GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)的底部有孔，傳動桿穿過此孔與隔離開關(guān)內(nèi)部相連，該孔洞的剩余空間較多，鳥類極其容易進入。由于該孔洞內(nèi)大外小，內(nèi)部有較大環(huán)形平臺，筑巢前期不易被運維人員發(fā)現(xiàn)，無法及時清理。

運維檢修人員在設備維護、檢修過程中，操作該型隔離開關(guān)時經(jīng)常出現(xiàn)電動操作機構(gòu)動作但隔離開關(guān)拒動的情況，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)鳥類在隔離開關(guān)轉(zhuǎn)動相底座筑巢，大量草、羽毛及泥土等夾在傳動齒輪之間，造成機械卡死，使得分合閘不到位。該型隔離開關(guān)使用廣泛，生產(chǎn)廠家多，以國網(wǎng)甘肅省電力公司為例，共有770余臺類似結(jié)構(gòu)的隔離開關(guān)，大部分隔離開關(guān)均未完善防鳥措施，有一定的安全隱患，影響設備穩(wěn)定運行。

無人值守變電站巡視周期較長，鳥窩被清理后在下一巡視周期時又會出現(xiàn)，反復如此，不僅增加了運維人員的設備維護量，對設備也造成極大的安全隱患。

《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》要求“針對近年鳥害和風偏引發(fā)線路跳閘的情況，積極開展防鳥害、防風偏工作?！币虼?，亟須研究解決辦法，阻止鳥類在GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)上筑巢。

2 方案的研究

2.1 GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)介紹

如圖所示是GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)的實物圖，是三相電氣聯(lián)動式隔離開關(guān)，它的底部有直徑12cm的孔，直徑為4.5cm的傳動桿穿過此孔，與隔離開關(guān)內(nèi)部的操作機構(gòu)相連，用于控制隔離開關(guān)動、靜觸頭的位置，以此來控制隔離開關(guān)的合上與拉開。有鳥類也會穿過此孔，進入隔離開關(guān)底部筑巢搭窩。其下部孔洞內(nèi)徑為12cm，外徑直徑為13cm。

圖1 GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)底部結(jié)構(gòu)圖

2.2 研究現(xiàn)狀

鳥類在變電站內(nèi)活動頻繁，烏鴉、喜鵲等大型鳥類在變電站構(gòu)架、避雷針、阻波器、隔離開關(guān)等設備上筑巢搭窩，飛行中遺落的雜物會造成運行設備短路、放電;鳥類覓食時在變電站內(nèi)飛行中產(chǎn)生的糞便可能會引起運行設備閃絡;鳥類在變電站內(nèi)追逐中穿越運行設備可能會設備接地等，對變電設備安全穩(wěn)定運行造成嚴重的影響。

目前，變電站內(nèi)大都利用鳥刺或特殊的聲、光等驅(qū)逐鳥類，此類防鳥裝置主要安裝于鳥類活動較為頻繁的變電站內(nèi)，防鳥范圍為變電站內(nèi)的全體設備。

但由于鳥刺主要適用于母線框架、龍門架等設備的特殊部位，鳥刺還會對鳥類造成傷害；特殊的聲、光驅(qū)鳥器雖然對全體設備有效，但是其防鳥范圍為一個圓形區(qū)域，防鳥效果會隨著防鳥范圍的擴大而逐漸減弱，從而不得不通過增加驅(qū)鳥器的數(shù)量來維持防鳥效果，使得運維成本增加。且鳥類有較強的適應性，會逐漸適應特殊的聲、光驅(qū)鳥器，這也使得此類驅(qū)鳥器的防鳥效果不佳。

此外，聲、光驅(qū)鳥器尖銳的聲音會引起人身體的不適，如果變電站與居民區(qū)較近，會對附近居民造成較大的干擾。因此，必須研究并制定一種對GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)針對性較強的防鳥措施，在保證防鳥效果的同時，既不會傷害鳥類，也不會對人類造成干擾。

2.3 研究內(nèi)容

本文針對GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)底部特殊的結(jié)構(gòu)，制定了該型隔離開關(guān)防鳥措施，為該型隔離開關(guān)設計并制作一種防鳥裝置，該裝置的研究內(nèi)容主要包括以下幾方面：

2.3.1 裝置結(jié)構(gòu)：GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)底部有直徑為12cm的孔，傳動桿的直徑約為4.5cm，為了阻止鳥類從該孔洞處的剩余空間進入其中筑巢搭窩，且不得影響隔離開關(guān)的正常操作。經(jīng)討論分析，將裝置結(jié)構(gòu)設計為圓臺體，圓臺體的高為20cm，底面直徑為13cm，一個底面鏤空，另一個底面去掉直徑6cm的同心孔洞[1]。鏤空的底面固定在隔離開關(guān)底部，保證能嚴絲合縫，傳動桿穿過另一個去掉直徑6cm的同心孔洞的底面，相比于傳動桿，留有1.5cm的轉(zhuǎn)動裕度，保證不影響傳動桿的轉(zhuǎn)動，該裝置由兩個完全對稱的半面組成，使得防鳥裝置呈罩狀。

該裝置的側(cè)面有觀察孔洞，在操作隔離開關(guān)時，用于觀察隔離開關(guān)傳動轉(zhuǎn)頭及軸部位的工作情況，如有機構(gòu)卡頓等情況可及時發(fā)現(xiàn)并消除，在日常巡視運維過程中可以查看其是否有生銹等，即不會影響到對該部分的巡視觀察。

2.3.2 材料研究：阻止鳥類進入隔離開關(guān)，且不會因傳動桿的轉(zhuǎn)動而影響其密封性，防鳥裝置的材料既要有堅固性，又要保證裝拆容易，安裝方便。經(jīng)研究分析，采用鍍鋅鐵皮作為制作材料，由于防鳥裝置安裝部位與運行設備及導線有足夠的安全凈距，因此不需要考慮其絕緣性及感應電效應。

2.3.3 安裝附件研究：由于防鳥裝置的結(jié)構(gòu)為圓柱體的罩狀結(jié)構(gòu)，因此我們用螺栓固定成型，制作方便，尺寸可調(diào)。由于防鳥罩底面直徑與隔離開關(guān)底部孔洞外徑一樣，所以用螺栓把防鳥罩本體安裝成型即可將其固定在隔離開關(guān)底部，松動相應得螺栓即可取下防鳥罩，安裝和取卸相當方便。

3 圖紙設計

根據(jù)最終制作方案，設計圖紙，圖紙如下所示：

圖2 防鳥裝置整體三維立體圖

圖3 防鳥裝置半面三維立體圖

4 實施案例

根據(jù)圖2至圖5的設計圖紙，在鍍鋅鐵皮上依據(jù)圖紙畫出裁剪輔助線和打孔位置，使用機床進行制作，制作出成品。在GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)下方孔洞處，將成品使用鐵鉤將圓臺型防鳥裝置緊密固定于孔洞。實施過程如下圖示：

圖4 工作人員在安裝防鳥裝置

防鳥罩裝置安裝前后的實物對比圖：

圖5 安裝防鳥罩裝置前后實物對比圖

防鳥裝置安裝前后的對比如上圖所示，可以看出：

4.1 對設備的安全性

防鳥裝置的下方與傳動桿間的裕度均在0.75±0.3cm內(nèi)，既不會影響傳動桿的使用，其裕度也不致鳥類進入隔離開關(guān)內(nèi)部，且與帶電部位距離大于安全距離，不會對設備造成任何影響。

4.2 對鳥類的安全性

該防鳥裝置采用封堵型設計方案，只是阻止鳥類進入隔離開關(guān)內(nèi)部，并不會對鳥類產(chǎn)生任何傷害。

4.3 安裝時不需將設備退出運行

適用于所有未完善防鳥害措施的GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)。

5 創(chuàng)新點分析

根據(jù)GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)特點，新穎地設計并制作上下底鏤空的圓臺體防鳥罩，封堵了鳥類進入該型隔離開關(guān)的通道，從而阻止鳥類筑巢搭窩。

防鳥罩的側(cè)面設計有致密的觀察孔洞，用于觀察傳動轉(zhuǎn)頭與軸部位的工作情況，可以防止內(nèi)部機構(gòu)卡死與密封情況下該部分發(fā)生銹蝕等。

該裝置創(chuàng)造性地彌補了GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)在設計制作時在防鳥方面的天然不足和缺陷，上部與隔離開關(guān)緊密連接，阻止鳥類進入其中，下部與傳動桿留有一定的裕度，保證了設備的安全運行和正常操作。

該裝置結(jié)構(gòu)簡潔，安裝維護方便，極大地減少了該型隔離開關(guān)日常運維成本，杜絕了鳥害隱患。同當前市場上的防鳥裝置相對比，該裝置無噪音及光污染，不會影響設備的安全運行，同時也不會對鳥類造成傷害。

6 實施產(chǎn)生的效果

6.1 防鳥效果檢查

以月為計算周期，我們統(tǒng)計了在相關(guān)變電站安裝該型防鳥裝置前后，GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)上的鳥窩數(shù)量，統(tǒng)計結(jié)果如下圖所示：

圖6 實施措施前后鳥窩數(shù)量統(tǒng)計圖

由上圖可知，在安裝防鳥裝置前，該站年度鳥窩數(shù)量最多時為16個，8月安裝防鳥裝置后，至今未發(fā)生一例鳥類筑巢事件，達到了100%杜絕鳥類筑巢的預期目標。

6.2 社會效益

本論文提出了一種對GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)的防鳥改造的措施，有效解決了鳥類在該型隔離開關(guān)上筑巢搭窩的問題，消除了事故隱患，為該型隔離開關(guān)提供了防治鳥害的參考方案，減輕了運維人員的工作量，維護了設備的安全穩(wěn)定運行，起到了很好的安全效益和社會效益，具有很強的推廣價值。

7 結(jié)束語

該措施主要存在的問題是防鳥裝置主要用于阻止鳥類進入隔離開關(guān)內(nèi)部，不能很好地對隔離開關(guān)其他部位進行防護，且無法使全站設備達到防鳥效果。需要進一步改進升級，將裝置表面設計成棱形反光材料，對變電站全體設備都有一定的驅(qū)鳥效果。