0 引言

鸟害对输电线路（以下简称线路）安全运行的威胁程度日益加剧，已经成为线路故障主要原因之一，因此防鸟害工作任务艰巨^[1-5]。电力系统涉鸟故障风险分布图是电网防鸟害工作的基础，可以指导新建、扩建输电工程防鸟设施的安装和电网运行设备的鸟害防治改造，对保证电网安全运行具有重要的作用。

本文以天津电网为例，通过分析地理气候特征、鸟类资源概况以及历年涉鸟故障，结合鸟害防治经验，对涉鸟故障风险分布图绘制方法进行分析，为电网鸟害防治工作及防鸟装置配置设计与改造工作提供参考依据。

1 地理气候特征及鸟类资源概况

天津地处中纬度欧亚大陆东岸，属温带大陆性季风气候，东临渤海，水域辽阔，湿地资源十分丰富。这些地理气候特征决定了天津成为候鸟迁徙途径的重要栖息地。本地候鸟栖息地主要位于湿地、水库、河流及沿海区域，以水鸟为主，种类多达107种，其中候鸟103种，占总数的96.2%，常见的有东方白鹳、白鹭、苍鹭、大雁等。丰富的鸟类资源造成了线路鸟害频发，给线路运维工作带来了很大的困难。

2 涉鸟故障分析 2.1 涉鸟故障概况

天津电网110 kV及以上电压等级线路涉鸟故障主要以鸟粪类故障为主，自2005年以来累计发生鸟粪类故障46次，历年鸟粪类故障统计如表 1所示。现场调查发现，鸟粪类故障主要由鹰、鹳、鹭等大型鸟类排粪引起，故障杆塔周边地形环境主要以河流、湖泊、水库、湿地、农田为主。

2.2 涉鸟故障一般规律

通过统计分析天津电网涉鸟故障历史资料，发现本地区涉鸟故障具有如下特征。

2.2.1 季节性

2005年以来发生的46次鸟粪类故障中有34次发生在春秋季节，占故障总数的73.9%。其中25次发生在春季3—5月，9次发生在秋季8—10月。春秋两季成为涉鸟故障的多发期，主要是由于该时期为候鸟迁徙的重要时期，鸟类活动最为频繁，极易发生涉鸟故障。

2.2.2 时间性

鸟粪类故障中有30次发生在03:00~09:00时间段，占故障总数的65.2%。由此推断，凌晨至清晨为涉鸟故障的高发期，其他时间段涉鸟故障相对较少，这主要与鸟类白天觅食、夜间排粪有关。

2.2.3 地域性

大多数涉鸟故障发生地点靠近便于鸟类直接获取水源、食物的河流、湖泊、水库、湿地等。比较典型的有独流减河、北大港水库、海河等区域，曾多次发生过涉鸟故障。这些水系均处在天津候鸟迁徙通道内，例如独流减河是亚洲东部候鸟南北迁徙的重要站点，也是北大港水库的主要补给水源，该区域人员相对稀少，食物水源充足，特别适宜鸟类栖息。

2.2.4 瞬时性

统计分析涉鸟故障历史记录，发现涉鸟跳闸基本能重合闸成功，主要是由于涉鸟故障一般属于单相接地瞬时跳闸，跳闸时电弧将导电通道内的鸟粪迅速碳化，因鸟粪电导率低，电弧燃烧后会迅速熄灭^[5]，因此不会造成单相接地永久性故障。

2.2.5 重复性

鸟类具有定点、定期和群居的生活习性，常年在同一地点繁殖，活动范围比较固定。在拆除某杆塔上的鸟巢之后，鸟类很快又在原位筑巢，特别是正处于繁殖期间的鸟类，反复筑巢的规律更加明显。

2.2.6 电压等级特性

天津地区涉鸟故障主要发生在110~220 kV电压等级的线路上，而500 kV电压等级线路的涉鸟故障相对较少。这主要是由于500 kV线路绝缘子串绝缘距离较长，发生鸟粪闪络的概率较低，因此110 kV及220 kV线路较500 kV线路更容易发生鸟粪类故障。

2.3 防鸟装置配置概况

自20世纪90年代起，天津电网在线路上推广使用防鸟刺、驱鸟器等驱鸟装置，高压输电线路以安装防鸟刺为主，低压输电线路以安装风车驱鸟器为主，涉鸟故障较之前明显减少。

防鸟刺成本低廉，安装方便，能有效防止鸟类栖息在杆塔上方，防鸟效果较好，但是长时间运行后会出现锈蚀变形的情况，鸟类会依托防鸟刺筑巢，因此需要定期检查防鸟刺的运行情况，如发现锈蚀变形应及时更换。

风车式驱鸟器的工作原理是借助风力使风车盘片旋转，达到惊吓鸟类的目的，此外还在盘片上装设镜面，通过反光驱赶鸟类。这种驱鸟器成本低廉、安装方便，但易老化、寿命短，使用一段时间后鸟类会适应这种驱鸟器，驱鸟效果一般。

除防鸟刺、风车式驱鸟器外，天津部分线路还在绝缘子串上端横担下平面下方安装防鸟挡板，能够有效防止鸟粪落到绝缘子上发生闪络。此措施虽有一定效果，但是造价较高，拆装不便。此外还尝试使用声光驱鸟装置，但驱鸟效果不理想，驱鸟装置运行一段时间后电池性能无法保障，且维护困难，还存在扰民缺陷，不适合在人口密集的城市地区使用。

基于目前天津电网涉鸟故障情况，在已有鸟害防治基础上，开展涉鸟故障风险分布图的绘制工作，为鸟害防治工作提供决策依据。

3 涉鸟故障风险分布图绘制方法 3.1 涉鸟故障风险等级划分依据及原则

依据DL/T 1570—2016《架空输电线路涉鸟故障风险分级及分布图绘制》，涉鸟故障风险分布图包括鸟粪类、鸟体短接类、鸟巢类和鸟啄类4种，各省可根据本地区涉鸟故障类型选择绘制^[6]。天津电网历史涉鸟故障主要以鸟粪类为主，鸟体短接类、鸟巢类较少，鸟啄类从未发生过。因此，天津电网选择绘制鸟粪类故障风险分布图，鸟体短接类、鸟巢类和鸟啄类故障风险分布图暂不予考虑。

涉鸟故障风险等级是基于鸟类分布、人类干扰度、地理环境和运行经验等要素划分的。DL/T 1570—2016标准中规定了涉鸟故障风险等级划分的参考原则，各省可根据区域特点，以运行经验为依据，适当进行调整。天津电网涉鸟故障风险等级划分原则见表 2，具体调整内容如下。

（1）根据天津电网自身特点，由于天津市地域面积、电网规模较其他省份小，根据运行经验，将DL/T 1570—2016中关于涉鸟故障风险等级规定的距离范围由6 km缩至3 km。

（2）天津地区110 kV及以上电压等级线路悬垂串及跳线串均加装防鸟装置。但近年来涉鸟故障仍时有发生，说明本地区鸟害比较严重，历史涉鸟故障数据是涉鸟故障风险分布图绘制的重要因素。综合考虑，将DL/T 1570—2016中关于涉鸟故障风险等级规定的鸟粪类故障统计年限由5 a增加至10 a，以保证绘图的准确性和普遍性。

3.2 涉鸟故障风险分布图绘制流程

收集天津地区绿地分布、候鸟迁徙路径、涉鸟故障等资料，绘制相应的天津市绿地图、候鸟迁徙通道图、涉鸟故障分布图等专题图，并结合基础地理图及电网接线图对各专题图涂层进行拼接合并，形成涉鸟故障风险分布图，绘制的基本流程见图 1所示。

3.2.1 绿地图绘制

依据天津河流、沼泽、湖泊、水库、森林、农田、城镇、村庄等分布情况，绘制绿地图，见图 2a所示。从图 2a中可以看出，天津主要以农田和居民用地为主，北部有少量林地和草地，水域资源丰富，以河流、湖泊、水库和湿地为主，为候鸟提供了良好的栖息地。

3.2.2 候鸟迁徙通道图绘制

依据春秋两季候鸟迁徙路径资料，绘制候鸟迁徙通道图，见图 2b所示。从图 2b中可以看出，天津是候鸟迁徙的重要途径通道，多条河流、沼泽、水库处于迁徙通道内。

3.2.3 涉鸟故障分布图绘制

收集历年涉鸟故障资料，标记近10 a发生的涉鸟故障，绘制涉鸟故障分布图，如图 2c所示。

3.2.4 涉鸟故障风险分布图绘制

（1）根据涉鸟故障分布图，按照涉鸟故障风险等级划分原则绘制不同等级的涉鸟故障风险范围，如图 2d所示。

（2）根据绿地图，按照涉鸟故障风险等级划分原则，提取出处于树木较稀疏、人类活动较少的河流、水库、湿地、海洋等水域（风险等级为Ⅱ），如图 2e所示。

（3）根据候鸟迁徙通道图，按照涉鸟故障风险等级划分原则提取出处于候鸟迁徙通道上的水域（风险等级为Ⅲ），如图 2f所示。

（4）对以上不同等级的涉鸟故障风险范围进行合并和边界平滑处理，利用区域边界矢量数据对涉鸟故障风险分布图进行裁剪，如图 2g所示。

（5）结合基础地理地图与电网接线图对专题图进行图幅整饰，最终形成涉鸟故障风险分布图，如图 2h所示。

4 防鸟装置的配置原则及防鸟害建议 4.1 防鸟装置的配置原则

以天津电网涉鸟故障风险分布图为依据，确定线路杆塔所在区域涉鸟故障风险等级，有针对性地配置防鸟装置，对线路杆塔的有关防鸟装置的型式选择、数量、装设位置和组合形式等进行优化配置。

在Ⅰ级风险区域内，线路每基杆塔的悬垂绝缘子串及跳线串上方根据实际情况选择安装防鸟装置，如防鸟刺、驱鸟器等；在Ⅱ级风险区域内，线路每基杆塔的悬垂绝缘子串及跳线串上方统一安装防鸟刺；在Ⅲ级风险区域内，线路每基杆塔的悬垂绝缘子串及跳线串上方除了统一安装防鸟刺，同时需选择安装防鸟挡板、防鸟罩、人工鸟巢等其他防鸟装置，还可结合实际情况加装超声波驱鸟器、语音驱鸟器、强光驱鸟器等智能电子驱鸟装置，实现综合防鸟措施。所有安装的防鸟装置的防护半径均应满足《架空输电线路防鸟害装置安装及验收规范》的要求（如表 3所示）^[7]。

4.2 防鸟害建议

（1）对照涉鸟故障风险分布图，逐基排查不满足防鸟装置配置要求的杆塔，并按照风险等级和线路重要程度布置防鸟装置。每年对已安装的防鸟装置开展1次全面检查，重点检查防鸟装置的运行情况是否良好，对损坏或防护范围不足的防鸟装置应及时进行更换或加装。

（2）根据当地气候环境、地理特点及鸟类生活习性，建立线路鸟害区域杆塔台账，制订线路杆塔涉鸟故障隐患的重点巡视计划，重点巡视鸟类筑巢、大型鸟类活动及绝缘子受鸟粪污染情况。针对Ⅲ级涉鸟故障风险区的线路，应根据当地鸟类筑巢的频率缩短巡视周期，及时拆除绝缘子串上方的鸟巢。

（3）加强鸟类活动观测。针对线路鸟害多发区段开展实地调查及观测，尤其是在鸟害高发期，对威胁线路安全的鸟种分布、筑巢特点、迁徙规律、种群密度、生活习性等情况进行观测，总结分析鸟类活动规律^[8]。如发现杆塔上新出现鸟巢或杆塔周边鸟类活动频繁时，应及时做好观测记录，尽可能拍摄清晰的鸟类活动照片，作为开展鸟害防治工作和涉鸟故障风险分布图更新的依据。

（4）建立群众防鸟护线机制。联合线路鸟害多发区段周边的群众，组织开展防鸟害技术交流与培训，定期与群众护线人员联系沟通，宣贯线路防鸟害知识。

（5）积极创新，综合治理。加强鸟害防治工作的经验交流，结合运行经验和实际情况，积极开展新型防鸟装置的研制和改进工作^[8]，将各种防鸟措施交替配合使用，采取有针对性的措施，以达到综合有效治理鸟害的目的。

5 结语

本文通过对天津地区地理环境、气候特征、鸟类活动等基础资料以及电网历年涉鸟故障等运行经验进行统计分析，绘制出天津电网涉鸟故障风险分布图，并提出防鸟装置的配置原则和防治鸟害的具体建议，为电网鸟害防治工作及防鸟装置配置设计与改造工作提供参考依据。