2009接觸網鳥害防治方案研究

近年來，隨著生態環境的改善，鳥類數量逐漸增加。接觸網的一些設備結構易于筑巢，接近接觸網的鳥類數量也在增加。因此，一些線路每年通過正統公里達到18個鳥類。鳥類筑巢的樹枝、鐵線等材料容易造成帶電設備接地,引起接觸網跳閘,造成供電設備故障(事故)。為了防止此類事故發生,接觸網設備維護管理單位需要投入大量的人力、物力巡視及處理鳥巢,因此處理鳥巢已成為一項繁重的季節性工作,并造成正常檢修任務無法完成,而且目前暫不能從根本上杜絕鳥巢引起的供電故障(事故)。因此,研究防治接觸網鳥害綜合技術方案已成為一項刻不容緩的工作。1鳥類的危害1.1眼底處跳閘故障案例一:2009年03月13日10:56,合寧線合肥東站上行線4#(436km989m)隔離開關底座處,發生一起鳥巢引起的跳閘故障(見圖1),故障共計造成停電165min。案例二:2013年3月13日7:30,京滬高鐵無錫東—蘇州北區間下行585#(1227km544m)支柱棘輪補償裝置處,發生一起因鳥銜搭樹枝,將棘輪底座與斜腕臂棒瓷壓板短接故障(見圖2),故障造成停電146min。1.2鳥巢檢修計劃無法完成及費用增加以2012年為例,中鐵電氣化鐵路運營管理有限公司(簡稱中鐵電氣化運管公司)共計處理鳥巢29893個,造成正常的檢修計劃無法完成及費用增加。其中鳥巢多發的濟南維管段,共計處理鳥巢17953個,處理每個鳥巢僅機械費一項平均花費150元,共計269萬元(折合每正線公里2690元)。2鳥巢配置規則經過對2009—2012年中鐵電氣化運管公司管內鳥巢搭建數據的統計分析(見表1),發現有以下規律。2.1區域分布規律從表1可以看出,華南和西北地區鳥巢搭建數量較少,華東和華北地區鳥巢搭建數量較多,應作為鳥害重點防治區域。2.2鳥巢的平臺搭建從表2可以看出,華東和華南地區1月鳥巢就開始搭建,華北、西北和東北地區2月開始出現鳥巢,3月開始大規模搭建。3、4、5月是鳥巢搭建的高峰期,這3個月搭建鳥巢數量占全年的87%。各地區到6月鳥巢搭建數量明顯減少。2.3工業管理公司各線路鳥巢位置分析接觸網上容易搭建鳥巢位置:格構式鋼柱、硬橫梁、吊柱底座、棘輪補償裝置、隔離開關處、避雷器處、跳線肩架、大限界框架、腕臂底座、AF/PW對向下錨處(隧道內除外)、隧道口AF/PW對向下錨處、中心錨結下錨處(隧道內除外)、供電線肩架及供電線轉角鋼柱處所等。通過對2012年中鐵電氣化運管公司管內6條重要線路鳥巢搭建位置的分析,有以下7種鳥巢位置容易引起帶電設備接地跳閘(見表3)。從表3數據的分析可以看出,對于不同線路,由于接觸網結構不同,鳥巢在接觸網搭建的位置不同,因此,各條線路應因地制宜采取針對性的鳥巢防治措施。3天氣形勢分析根據鳥巢搭建處所對供電安全的危害程度將鳥巢分為A、B、C三類。A類:鳥巢距帶電設備小于500mm或正在搭建過程中小于1000mm,需立即申請天窗進行處理。B類:鳥巢距帶電設備在500~2000mm范圍內,必須在當日天窗或臨時天窗處理。A、B類主要指搭建在接觸懸掛正上方的硬橫梁、隔離開關、避雷器、跳線肩架、腕臂底座、AF/PW下錨、隧道口AF/PW下錨等位置的鳥巢。C類:鳥巢距帶電設備在2000mm以外,對供電安全沒有影響。4預防和處理目前防治鳥害主要采取封堵、驅趕、驚嚇3種方式。4.1于格構式鋼柱、硬補償防鳥網主要利用封堵方式,消除鳥類搭巢的空間,主要用于格構式鋼柱及硬橫梁(見圖3)。優點:使用效果好,安裝后可以杜絕鳥類搭巢,使用壽命較長(3~5年)。缺點:防鳥網材料決定其使用壽命,對原材料要求高。4.1.2鋼板熱浸鋼板根據棘輪框架為鏤空構造這一特點,量取其尺寸加工而成的防鳥罩,材料為2.5mm熱浸鍍鋅厚鋼板,利用封堵方式消除鳥類搭巢空間(見圖4)。優點:使用效果好,安裝后可以杜絕鳥類搭巢,使用壽命長。缺點:使用范圍單一,制造工藝較復雜。4.2驅油機4.2.1鳥巢搭建工藝圖n,采用最優的生長方向生長,10%,10.利用化學試劑合成的膠體物,能散發出鳥類厭惡的氣味,從而達到防止鳥巢搭建的目的。優點:使用效果較好(復搭率10%),適用范圍廣,涂抹方便。缺點:不同產品效果不同,使用壽命為6個月。4.2.2驅鳥效果通過風葉與反光鏡快速不同地旋轉能夠產生對鳥類視覺的干擾,達到驅鳥效果(見圖5)。優點:適用范圍較廣。缺點:使用壽命1~2年。隨著時間加長(一般1個月左右),鳥類對風車逐漸會有適應性,驅鳥效果降低。鳥巢復搭現象明顯,復搭率接近30%。4.2.3桿塔構造帶將防止鳥巢不銹鋼式驅鳥器是根據鳥類怕光、恐色的特性,特別是懼怕閃光的習性,將其驅趕于桿塔之外,防止筑巢,以達到杜絕鳥害(見圖6)。優點:驅鳥效果較好。安裝簡單,使用壽命長。缺點:預防措施單一,隨著時間加長,鳥類對風車逐漸會有適應性,驅鳥效果降低。4.2.4射狀條件下鳥類的搭建利用一束數根放射狀螺旋鋼絲破壞鳥巢搭建環境,由于螺旋鋼絲呈放射狀,鳥禽無法在其上落身,從而阻止鳥巢搭建(見圖7)。優點:安裝方便、效果較好。缺點:在大風等惡劣天氣下,存在與帶電體安全距離不足的隱患。同時,也不利于日常接觸網的維護工作。4.3恐怖對策方法4.3.1風-車-車混合驅鳥器在風車式驅鳥裝置基礎上,增加驅鳥聲音功能,是多功能驅鳥設備。它綜合風車式驅鳥器與超聲波驅鳥的優點,集二者功能于一身,該驅鳥器利用太陽能充電發出聲音,利用風力進行轉動,達到驅鳥效果(見圖8)。優點:適用范圍較廣,驅鳥效果較好。4.3.2驅鳥效果圖1通過定頻和掃頻的隨機變化,發出仿真天敵、同類的警告、悲鳴聲,達到驅鳥效果(見圖9)。優點:使用壽命長、維修量小,效果較好。缺點:需要獨立電源(或太陽能),費用高昂。不適宜在車站或人員密集處所。5不同位置下的筑巢防治計劃5.1人工和機械費含油率硬橫梁重點防護以下位置:接觸網帶電設備正上方、吊柱底座、硬橫梁兩端及中部。硬橫梁內加裝防鳥網的方式防止鳥巢搭建。使用壽命:3~5年。費用(包括材料費、安裝機械費。以下同):防鳥網費用60元/m(封堵一處200元)。5.2駱駝軌道補償裝置棘輪補償裝置處鳥巢位置主要在棘輪框架鏤空部位。在棘輪框架鏤空部位加裝防鳥罩。使用壽命:隨接觸網大修周期。費用:每處600元。5.3雙驅鳥器+雙鳥器隔離開關處鳥巢位置主要在隔離開關底座上。使用風車式驅鳥器加涂抹式驅鳥劑雙重防鳥。此類方式彌補單一驅鳥方式的不足,驅鳥效果更加明顯。使用壽命:1年。費用:每處150元。5.4避雷設備避雷器處鳥巢位置主要在避雷器底座上。加裝風車式驅鳥器和涂抹式驅鳥劑。使用壽命:1年。費用:每處150元。5.5增加cu的使用費用跳線肩架處鳥巢位置主要在跳線肩架處角鋼上。(2)將跳線肩架進行拆除,并加10kV規格絕緣護套,每處費用150元。(3)調整跳線肩架與回流線肩架間距,根據實情況核定使用費用。(4)采用加裝風車式驅鳥器加涂抹式驅鳥劑。使用壽命1年,每處費用150元。5.6臂關節底部主要控制區涂抹驅鳥劑。使用壽命:6個月。費用:每處30元。5.7限制結構(1)絕緣板進行封堵。使用壽命:10年。費用:每處150元。(2)封堵網。使用壽命:3~5年。費用:每處200元。5.8主電源電源的肩膀安裝風車式驅鳥器及涂抹驅鳥劑。使用壽命:1年。費用:每處150元。5.9在接觸網的下錨角上安裝風車式驅鳥器及涂抹驅鳥劑。使用壽命:1年。費用:每處150元。5.10防鳥網成本及費用加裝防鳥網或風車驅鳥器或涂抹氣味式驅鳥劑。使用壽命:3年。費用:防鳥網成本為200元,風車驅鳥器為120元,驅鳥劑為30元。對于鳥類集中處所,單獨采用以上措施效果不明顯時,可采用超聲波驅鳥器作為加強措施。6預防鳥巢搭建條件通過對近幾年鳥巢搭建位置的分析,鳥巢搭建受接觸網結構的影響很大,根據不同區域鳥巢危害程度不同,在設計階段進行防治鳥害的設計,從源頭消除鳥害對供電安全的影響。建議從優化設計結構、改進設備及部件設計結構、改變裝配形式、增加防鳥裝置設計等方面,消除和預防鳥巢搭建條件。主要有以下建議。6.1格構式支柱、吊柱、立柱(1)格構式橫梁建議改為管型倒三角梁或矩形梁。(2)格構式支柱、吊柱、立柱,建議改為管形柱或H形柱。(3)建議取消跳線肩架設計結構,接地跳線改為電纜。6.2框架形式改進(1)格構式硬橫梁、鋼柱在生產過程中增加驅鳥網。(2)鏤空式棘輪底座框架建議改為封閉形式的底座框架。(3)格構式大限界框架在生產過程中形成封閉式結構。(4)分合式網上隔離開關建議改為封閉式結構。6.3降低覆錨安裝形式(1)肩架安裝采用支柱預留孔,法蘭連接形式,減少環抱安裝形式。(2)落錨安裝采取支柱預留落錨拉環的形式,