劉棟梁 武曉慶 謝文杰 高金棟 薛衛(wèi)東

國(guó)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(shè)備因?yàn)殡[蔽性、保暖性等特點(diǎn)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(dòng)頻繁，極大地影響了變電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

變電站采用有人值班模式時(shí)由于每天要按時(shí)多次巡視設(shè)備，鳥類筑巢等行為會(huì)被及時(shí)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(shí)現(xiàn)無人值班后，運(yùn)維人員對(duì)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(shí)間，運(yùn)維人員不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并制止鳥害行為，嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全運(yùn)行。由于GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)特殊，鳥類筑巢問題嚴(yán)重，所以解決鳥類在該型隔離開關(guān)上的筑巢問題、維護(hù)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行已是當(dāng)務(wù)之急。

1 方案的提出

GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)的底部有孔，傳動(dòng)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(jìn)入。由于該孔洞內(nèi)大外小，內(nèi)部有較大環(huán)形平臺(tái)，筑巢前期不易被運(yùn)維人員發(fā)現(xiàn)，無法及時(shí)清理。

運(yùn)維檢修人員在設(shè)備維護(hù)、檢修過程中，操作該型隔離開關(guān)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作但隔離開關(guān)拒動(dòng)的情況，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)鳥類在隔離開關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)相底座筑巢，大量草、羽毛及泥土等夾在傳動(dòng)齒輪之間，造成機(jī)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(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司為例，共有770余臺(tái)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(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

無人值守變電站巡視周期較長(zhǎng)，鳥窩被清理后在下一巡視周期時(shí)又會(huì)出現(xiàn)，反復(fù)如此，不僅增加了運(yùn)維人員的設(shè)備維護(hù)量，對(duì)設(shè)備也造成極大的安全隱患。

《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》要求“針對(duì)近年鳥害和風(fēng)偏引發(fā)線路跳閘的情況，積極開展防鳥害、防風(fēng)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(shí)物圖，是三相電氣聯(lián)動(dòng)式隔離開關(guān)，它的底部有直徑12cm的孔，直徑為4.5cm的傳動(dòng)桿穿過此孔，與隔離開關(guān)內(nèi)部的操作機(jī)構(gòu)相連，用于控制隔離開關(guān)動(dòng)、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(huì)穿過此孔，進(jìn)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(dòng)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(shè)備上筑巢搭窩，飛行中遺落的雜物會(huì)造成運(yùn)行設(shè)備短路、放電;鳥類覓食時(shí)在變電站內(nèi)飛行中產(chǎn)生的糞便可能會(huì)引起運(yùn)行設(shè)備閃絡(luò);鳥類在變電站內(nèi)追逐中穿越運(yùn)行設(shè)備可能會(huì)設(shè)備接地等，對(duì)變電設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)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(dòng)較為頻繁的變電站內(nèi)，防鳥范圍為變電站內(nèi)的全體設(shè)備。

但由于鳥刺主要適用于母線框架、龍門架等設(shè)備的特殊部位，鳥刺還會(huì)對(duì)鳥類造成傷害；特殊的聲、光驅(qū)鳥器雖然對(duì)全體設(shè)備有效，但是其防鳥范圍為一個(gè)圓形區(qū)域，防鳥效果會(huì)隨著防鳥范圍的擴(kuò)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(yùn)維成本增加。且鳥類有較強(qiáng)的適應(yīng)性，會(huì)逐漸適應(yīng)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(huì)引起人身體的不適，如果變電站與居民區(qū)較近，會(huì)對(duì)附近居民造成較大的干擾。因此，必須研究并制定一種對(duì)GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)針對(duì)性較強(qiáng)的防鳥措施，在保證防鳥效果的同時(shí)，既不會(huì)傷害鳥類，也不會(huì)對(duì)人類造成干擾。

2.3 研究?jī)?nèi)容

本文針對(duì)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(shè)計(jì)并制作一種防鳥裝置，該裝置的研究?jī)?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(dòng)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(jìn)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(shè)計(jì)為圓臺(tái)體，圓臺(tái)體的高為20cm，底面直徑為13cm，一個(gè)底面鏤空，另一個(gè)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(yán)絲合縫，傳動(dòng)桿穿過另一個(gè)去掉直徑6cm的同心孔洞的底面，相比于傳動(dòng)桿，留有1.5cm的轉(zhuǎn)動(dòng)裕度，保證不影響傳動(dòng)桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，該裝置由兩個(gè)完全對(duì)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(shí)，用于觀察隔離開關(guān)傳動(dòng)轉(zhuǎn)頭及軸部位的工作情況，如有機(jī)構(gòu)卡頓等情況可及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除，在日常巡視運(yùn)維過程中可以查看其是否有生銹等，即不會(huì)影響到對(duì)該部分的巡視觀察。

2.3.2 材料研究：阻止鳥類進(jìn)入隔離開關(guān)，且不會(huì)因傳動(dòng)桿的轉(zhuǎn)動(dòng)而影響其密封性，防鳥裝置的材料既要有堅(jiān)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(yùn)行設(shè)備及導(dǎo)線有足夠的安全凈距，因此不需要考慮其絕緣性及感應(yīng)電效應(yīng)。

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(dòng)相應(yīng)得螺栓即可取下防鳥罩，安裝和取卸相當(dāng)方便。

3 圖紙?jiān)O(shè)計(jì)

根據(jù)最終制作方案，設(shè)計(jì)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(shí)施案例

根據(jù)圖2至圖5的設(shè)計(jì)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(jī)床進(jìn)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(tái)型防鳥裝置緊密固定于孔洞。實(shí)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(shí)物對(duì)比圖：

圖5 安裝防鳥罩裝置前后實(shí)物對(duì)比圖

防鳥裝置安裝前后的對(duì)比如上圖所示，可以看出：

4.1 對(duì)設(shè)備的安全性

防鳥裝置的下方與傳動(dòng)桿間的裕度均在0.75±0.3cm內(nèi)，既不會(huì)影響傳動(dòng)桿的使用，其裕度也不致鳥類進(jìn)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(huì)對(duì)設(shè)備造成任何影響。

4.2 對(duì)鳥類的安全性

該防鳥裝置采用封堵型設(shè)計(jì)方案，只是阻止鳥類進(jìn)入隔離開關(guān)內(nèi)部，并不會(huì)對(duì)鳥類產(chǎn)生任何傷害。

4.3 安裝時(shí)不需將設(shè)備退出運(yùn)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(diǎn)分析

根據(jù)GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，新穎地設(shè)計(jì)并制作上下底鏤空的圓臺(tái)體防鳥罩，封堵了鳥類進(jìn)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(shè)計(jì)有致密的觀察孔洞，用于觀察傳動(dòng)轉(zhuǎn)頭與軸部位的工作情況，可以防止內(nèi)部機(jī)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(bǔ)了GW5-110ⅡDW型隔離開關(guān)在設(shè)計(jì)制作時(shí)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(jìn)入其中，下部與傳動(dòng)桿留有一定的裕度，保證了設(shè)備的安全運(yùn)行和正常操作。

該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，安裝維護(hù)方便，極大地減少了該型隔離開關(guān)日常運(yùn)維成本，杜絕了鳥害隱患。同當(dāng)前市場(chǎng)上的防鳥裝置相對(duì)比，該裝置無噪音及光污染，不會(huì)影響設(shè)備的安全運(yùn)行，同時(shí)也不會(huì)對(duì)鳥類造成傷害。

6 實(shí)施產(chǎn)生的效果

6.1 防鳥效果檢查

以月為計(jì)算周期，我們統(tǒng)計(jì)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(jì)結(jié)果如下圖所示：

圖6 實(shí)施措施前后鳥窩數(shù)量統(tǒng)計(jì)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(shí)為16個(gè)，8月安裝防鳥裝置后，至今未發(fā)生一例鳥類筑巢事件，達(dá)到了100%杜絕鳥類筑巢的預(yù)期目標(biāo)。

6.2 社會(huì)效益

本論文提出了一種對(duì)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(yùn)維人員的工作量，維護(hù)了設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，起到了很好的安全效益和社會(huì)效益，具有很強(qiáng)的推廣價(jià)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(jìn)入隔離開關(guān)內(nèi)部，不能很好地對(duì)隔離開關(guān)其他部位進(jìn)行防護(hù)，且無法使全站設(shè)備達(dá)到防鳥效果。需要進(jìn)一步改進(jìn)升級(jí)，將裝置表面設(shè)計(jì)成棱形反光材料，對(duì)變電站全體設(shè)備都有一定的驅(qū)鳥效果。