一種脈沖爆閃驅(qū)鳥裝置

樊雅文，韓如月，李 博，李建國，劉 洋

(1.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080；2.阿拉善電業(yè)局，內(nèi)蒙古 阿拉善 750306；3.內(nèi)蒙古蒙高電力發(fā)展有限公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080)

架空輸電線路鳥害隨著生態(tài)環(huán)境的改善相應(yīng)逐年增加，鳥害對電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成了嚴(yán)重的影響。而且每次鳥害跳閘，候鳥均受到傷害或死亡。鳥是人類的朋友，在不傷害鳥類的情況下，保證輸電線路安全運(yùn)行，是我們需要研究的課題。

1 鳥害對輸電線路的危害

鳥害故障對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成影響，雖然鳥害故障大多數(shù)為瞬間故障，重合成功，或強(qiáng)送后可以重新投入運(yùn)行。但它具有重復(fù)性，如果不及時(shí)采取有效措施，在一定時(shí)間或一天內(nèi)可以多次重復(fù)性發(fā)生，對線路的穩(wěn)定運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響，甚至可以使網(wǎng)架與設(shè)備薄弱區(qū)域發(fā)生短時(shí)性斷電事故，造成經(jīng)濟(jì)損失。

造成部分設(shè)備損傷。鳥害故障發(fā)生后，將會(huì)對送電線路的絕緣子、導(dǎo)線、均壓環(huán)及金具造成一定的損傷，必要時(shí)應(yīng)停電處理。

2 輸電線路鳥害跳閘分析

鳥害跳閘時(shí)刻分布在20∶00～8∶00左右的時(shí)間段內(nèi)，鳥害的高峰在凌晨1∶00～8∶00。分析其原因?yàn)榱璩繒r(shí)分露水增多，鐵塔、絕緣子以及金具布滿了露水，露水與絕緣子串上的鹽密結(jié)合在一起，導(dǎo)致輸電線路絕緣性能下降，此時(shí)鳥類糞便拉絲，容易造成線路跳閘。8∶00以后，隨著陽光照射，露水逐漸蒸發(fā)，絕緣子串變?yōu)楦稍餇顟B(tài)，絕緣性能提高。

鳥害大多數(shù)發(fā)生在鐵塔上，因其電壓等級較高，易引發(fā)擊穿，水泥桿上因其電壓等級相對較低，所以發(fā)生較少。

絕緣子串分布特點(diǎn)：鳥害跳閘在絕緣子材質(zhì)類型方面沒有明顯的傾向性，而中相為V型串的絕緣子鳥害跳閘的次數(shù)較多。

如圖1左圖所示，諸多現(xiàn)象表明，中相鳥害跳閘概率較大，因中相更容易到達(dá)和停留，且水平排列時(shí)中相上方橫擔(dān)側(cè)更宜于筑巢。

圖1 鳥類在塔上筑巢

3 目前采取措施

防鳥措施目前效果最好為防鳥刺，其次為擋板、防鳥罩以及超聲波防鳥器等。

其中，防鳥刺極易傷害鳥類，而且在鐵塔橫擔(dān)側(cè)掛滿防鳥刺，影響了輸電線路運(yùn)行檢修工的作業(yè)，使作業(yè)人員受到傷害現(xiàn)象也為之增多，而且仍有跳閘現(xiàn)象發(fā)生。

防鳥擋板目前使用效果較好，不傷及鳥類。但長期使用會(huì)積累鳥糞，如遇雨天鳥糞與雨水混合，排漏中更會(huì)導(dǎo)致跳閘發(fā)生。

防鳥罩，在一定程度上制止了鳥害發(fā)生，但區(qū)域性較小，垂直發(fā)生時(shí)的鳥糞起到一定作用，但避開防鳥罩區(qū)的地方，仍會(huì)發(fā)生鳥害。

如圖1右圖所示，超聲波防鳥器，在起初安裝好超聲波防鳥器時(shí)，效果良好，但鳥類的適應(yīng)性較強(qiáng)，而且超聲波防鳥器的使用壽命一般為1年，1年后蓄電池衰竭。

4 脈沖爆閃驅(qū)鳥裝置的研制

脈沖爆閃驅(qū)鳥裝置基本原理采用了電子脈沖電壓電路，高亮度發(fā)光LED，開關(guān)采用了微波雷達(dá)感應(yīng)開關(guān)，電源采用太陽能電池板與蓄電池供電。當(dāng)有鳥類進(jìn)入?yún)^(qū)域時(shí)，微波雷達(dá)感應(yīng)開關(guān)閉合，形成回路，發(fā)出強(qiáng)烈的脈沖光源，不停地閃爍；鳥類離開后20s自動(dòng)停止脈沖爆閃。

4.1 電子脈沖爆閃器的選擇

如圖2所示，電子脈沖爆閃器市場上常見的有爆閃4次、停2次，單次周期約為150ms，在電路導(dǎo)通狀態(tài)下，一直循環(huán)。

圖2 電子脈沖爆閃器

此電子脈沖爆閃器電源為DC5-24V，電壓范圍較寬，適合野外安裝使用。

4.2 微波雷達(dá)感應(yīng)開關(guān)選擇

如圖3所示，微波雷達(dá)感應(yīng)開關(guān)的優(yōu)點(diǎn)是隔物也能正常感應(yīng)到動(dòng)物和移動(dòng)物體，且不受濕度、溫度影響，感應(yīng)無死角，而且感應(yīng)距離為直徑16m的半球體。

圖3 市場常用雷達(dá)感應(yīng)開關(guān)

選擇此開關(guān)時(shí)電壓選用DC9-26V，數(shù)量為2個(gè)，并聯(lián)使用，因其超高壓鐵塔橫擔(dān)側(cè)長度為22m，故在適當(dāng)位置安裝2個(gè)，從而保證全塔橫擔(dān)側(cè)預(yù)防。

微波雷達(dá)感應(yīng)開關(guān)的參數(shù)：①直流電壓DC9V-26V；②額定電流:10A；③最大功率：阻性負(fù)載1 200W，感性負(fù)載300W；④感應(yīng)直徑：2m～16m內(nèi)可調(diào)節(jié)；⑤感應(yīng)角度:360°；⑥感應(yīng)延時(shí):10s～30min可調(diào)；⑦光控照度:2LUX～2 000LUX；⑧電源功率耗電：小于0.5W。

4.3 LED燈源選擇

如圖4所示，采用電源為DC12V的LED燈，功率為10W，戶外防雨水型，可選擇兩組，并聯(lián)使用，安置于不同角度。

圖4 戶外LED燈源

4.4 太陽能電池板帶儲(chǔ)電功能選擇

太陽能電池板用途較廣，采購也方便，只要功率大于30W均可使用。

5 工作原理

在220kV及以上輸電線路中，常見鳥害發(fā)生在鐵塔的橫擔(dān)側(cè)中相，而且傍晚20∶00開始，到8∶00左右。在傍晚時(shí)分，候鳥開始尋找塔位中相駐留的落腳點(diǎn)。

如圖5所示，此裝置安裝于塔位中相頂端部位，當(dāng)有候鳥在即將飛入塔位橫擔(dān)側(cè)時(shí)，微波雷達(dá)感應(yīng)開關(guān)閉合，脈沖爆閃器工作，帶動(dòng)超亮LED爆閃，候鳥驚慌而逃。

圖5 脈沖爆閃驅(qū)鳥裝置工作原理

傍晚過后，進(jìn)入夜晚，鳥類不再活動(dòng)，裝置也不再啟動(dòng)，所以不再耗電。

6 結(jié)束語

在現(xiàn)場實(shí)際使用中，我們增加了聲控功能，如爆炸聲、狗叫聲，但只適應(yīng)于野外遠(yuǎn)離村莊處，故裝置屬于選配型設(shè)計(jì)。另外增加了智能充電裝置，當(dāng)蓄電池電量超過50%時(shí)，不在充電狀態(tài)，低于50%時(shí)自動(dòng)充電，這樣保障了蓄電池的壽命，使裝置達(dá)到使用周期為5年內(nèi)不用更換蓄電池。