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中国电业【2020年第7期】

  • ID:271850
  • 浏览:2841
  • 学科:产业经济
  • 更新时间:2020-07-17 15:16:34
  • 期刊: 中国电业
内容简介
《中国电业》杂志创办于1950年,是全国电力行业创办时间最早、覆盖面最广、影响最大的杂志。杂志以多种形式准确、及时、深刻地反映电力工业的改革和发展,以深度调查和理论探讨形成独到风格,在国际国内及电力行业内外都有较大影响,在电力媒体中长期处于领军位置。

输电线路智能驱鸟装置研究

2020-07-20 16:48:29 产业经济 宋耐超,王瑞琦,李明
资料简介

摘要: 通过分析现有的驱鸟方式,针对鸟类的生理特点,本着驱鸟但不伤害鸟类的初衷,提出一种输电线路智能驱鸟装置,既能达到驱鸟的目的,保障输电线路的安全运行,提高电网供电可靠性,又不伤害鸟类,对于自然生态与电网安全和谐统一有重要的意义。

输电线路智能驱鸟装置研究

宋耐超 王瑞琦 李明明 赵家豪 李卫军

国网河南省电力公司驻马店供电公司 河南驻马店 463000

摘要:通过分析现有的驱鸟方式,针对鸟类的生理特点,本着驱鸟但不伤害鸟类的初衷,提出一种输电线路智能驱鸟装置,既能达到驱鸟的目的,保障输电线路的安全运行,提高电网供电可靠性,又不伤害鸟类,对于自然生态与电网安全和谐统一有重要的意义。

关键词:生理特点;智能驱鸟;供电可靠性;和谐统一

0引言

随着国民经济的快速发展以及科学技术的不断进步,电力系统对供电可靠性和智能化的要求也越来越高。近年来,自然环境改善以及人们对鸟类保护意识增强,鸟类数量和品种的激增。虽然,原来传统的驱鸟方式在一定程度上解决了鸟害问题,但是只是单纯的针对电网安全方面进行考虑。为了提高电力系统供电可靠性,同时保护鸟类,本文提出了一种输电线路智能驱鸟装置,既能达到驱鸟的目的,又不伤害鸟类,对于自然生态与电网安全和谐统一有重要的意义。

1现状分析

目前,输电线路防鸟害设施较多,主要是通过驱逐、惊吓和遮挡等方式来防止鸟粪闪络。驱逐、惊吓鸟类是采取措施,不让鸟类停留在杆塔上(至少是不让鸟停留在绝缘子正上方)。针对防治鸟粪类故障以防鸟刺、防鸟挡板、防鸟粪均压环、风动型驱鸟器、超声波驱鸟器为主。

1.1超声波驱鸟器

在少量线路上进行了试点安装,实用效果不理想,安装的铁塔上依然有鸟窝存在。

1.2风动型驱鸟器

巡查中发现,由于受本身材质影响,塑料容易老化,很多驱鸟器已经不再转动,失去防鸟效果。

1.3防鸟挡板

采用封闭整个横担的做法,发现出现破损情况;部分杆塔上防鸟挡板已经被大风吹落丢失。

1.4单防鸟刺

巡视中发现安装一根鸟刺的线路,防鸟刺受限于安装位置的问题,鸟刺无法安装在挂点正上方,且鸟刺保护伞未能保护整个横担,横担上依然有鸟粪等鸟类活动痕迹。

1.5双防鸟刺

一相安装2个鸟刺,双鸟刺将有效阻止鸟粪在绝缘子上方停留,更阻止了鸟粪在挂点上方形成,效果很好。

1.6防鸟粪均压环

防鸟粪均压环可有效阻止鸟类粪便下落或沿绝缘子向下流淌短接绝缘子空气间隙,避免了绝缘子的闪洛,但是防鸟粪均压环依然存在鸟粪污染现象,存在一定隐患,需要辅以鸟刺双重防护以达到最佳效果。

2原理

针对鸟类的生理特点,设计一种不因地域限制的、可以大范围使用的智能驱鸟装置,这种驱鸟装置将超声波、激光、声音、动作等传感器结合为一体,可以充分发挥各部分的优点,在白天和黑夜都能有效驱鸟。驱鸟器的内置电路规模较小,相对简单,易集成,适合大多数情况使用,为全国大范围的输电线路鸟害故障的防御提供了新思路和新方法,对降低鸟害故障率有极大的作用。利用最新的 MEMS 传感器技术和无线通信技术,对在高压输电线路杆塔、变电站附近活动的鸟类进行监测和驱离,可以打破鸟类的超强环境适应性,防止鸟类在杆塔或变电站进行筑巢等活动造成绝缘子串污染、线路短路、跳闸等事故,保障线路安全运行。

3研究内容

3.1 电源部分的设计

电源装置采用单晶硅太阳能电池板给蓄电池充电,再由蓄电池给驱鸟装置供电。从已有经验来看,考虑到连续阴雨天气的供电,驱鸟器应该保持起码一周的连续工作时间,因此用6V4Ah 容量的铅酸蓄电池,考虑到我国北方的冬季天气寒冷并且特别干燥,南方的夏季气候炎热且潮湿,因此电池的材质必须考虑极端情况,以满足周围环境的要求,为了保证装置不会亏电,必须设置一个阂值电压用来保护装置,即当电压小于8.9V时应当断开电路,驱鸟器必须得停止驱鸟,停止工作,等到太阳能电池板可以为蓄电池供电时再开始工作[1]

3.2驱鸟部分的设计

3.2.1感应部分

红外传感技术是利用任何温度的物体都会向外发射红外线这一特点安装传感器进行信号检测,若传感器接收到了热辐射波,自动输出高电平,就会使超声波的发生电路和使横杠转动的动作电路就会依次启动并工作。若在晚上,电路中的光敏电阻作用,激光等组成的光驱电路也启动。当作业人员登塔检修时,为防止装置误判启动,可暂时手动切断装置的供电开关,等到作业完毕之后再接通开关,装置就会正常运行。

3.2.2动作横杠的部分

动作部分的完成要由一个小电机带动,电机的工作电压是5-12V,因此须选取一个DC/DC升压模块,使蓄电池输出电压升高到9V,供电机使用。通电后的电机可使横杠2s转一围,电压与转速成正比。横杠由轻质合成塑料制成,且具有一定的强度和抗老化能力。

3.2.3超声波部分

超声波发生部分是利用微控制系统发出各种频率的超声波扰乱刺激鸟类神经系统,使其身体不适而达到驱鸟效果,并且不受地域限制,可以大范围推广。由有关资料得知,20-80kHz频率范围的超声波可使鸟类的耳鼓膜产生40-80nm的振动幅度,是最佳频率范围。555系列计时器,通过选择合理的辅助电阻、电容和超声波发射头就可以构成超声波脉冲发生的装置。

3.2.4激光部分

激光具有高亮度、高强度的特点,当大量光能在短时间内集中在视网膜上,会使视网膜的感光细胞过热,对鸟眼造成刺激和损伤,达到驱鸟的目的。射入眼晴的激光辐射度越大,则对眼睛的损伤程度越大,激光的亮度越大对鸟类的惊吓程度越大,驱鸟效果越好。激光部分是晚上时通过光敏电阻的作用导通相应电路,因为白天自然光线很强,激光对鸟眼刺激不明显,因而采用氨一氖激光管,通过调节发散角和激光亮度,改变光斑直径大小从而改变光斑入射角来达到驱鸟的目的。[2]

3.3 智能探测部分设计

探测/执行单元配备有雷达、拾音器等传感器及高音喇叭等驱鸟执行机构,其工作过程是:当雷达、拾音器或震动传感器探测到鸟类靠近时,根据不同的环境智能开启相应的驱鸟方式,达到影响鸟类的生存环境的目的。启用超声波,以刺激鸟类的神经系统;启用语音,模拟老鹰声源等的声音方式吓阻鸟类靠近;启用频闪强光,夜晚有飞鸟靠近的情况下,根据鸟类惧怕闪光的习性,使用频闪强光刺激鸟类的视觉系统[3]

下图1为驱鸟装置电路设计图。

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图1.驱鸟装置电路设计图

4结语

输电线路智能驱鸟装置,不因地域限制的、可以大范围使用,将超声波、激光、声音、动作等传感器结合为一体,充分发挥各部分的优点,在白天和黑夜都能有效驱鸟,可以打破鸟类的超强环境适应性,防止共在杆塔或变电站进行筑巢等活动造成绝缘子串污染、线路短路、跳闸等事故,保障线路安全运行,又不伤害鸟类,对于自然生态与电网安全和谐统一有重要的意义。

参考文献:

[1] 张运周.基于次声波的输电线路智能驱鸟装置设计[J],自动化技术与应用,2014.

[2] 王宏宇,翟洪涛,架空送电线路鸟害及其防治措施月,中国高新技术企业,2009, (04):101-102.

[3] 缪寿成。输电线路防鸟害技术的研究与实践[J] . 浙江电力,2007, (1):33-36.