變電站驅鳥問題分析

霍江濤 楊明 劉繼斌 崔寧 韓曉峰

摘? 要：隨著我國經濟發展，電力能源在人們的生產與生活中起到不容忽視的作用，變電站的建設也因人們對電力能源的需求得到了極大的推動。鳥害故障作為變電站常見的故障類型，其不僅會對電力網絡的正常運行產生影響，同時也會促使電力部門產生不必要的財力、物力與人力損失。因此，驅鳥工作成為變電站建設與后期運維中的重點，對整個電網運行的穩定性與安全性都能夠產生重要的影響。本文就變電站驅鳥問題進行了探究，以供參考。

關鍵詞：變電站? 鳥害? 驅鳥技術? 激光驅鳥

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2021）07（b）-0032-03

Analysis of Bird Driving in Substation

HUO Jiangtao? YANG Ming? LIU Jibin? CUI Ning? HAN Xiaofeng

（Maintenance Branch of State Grid Jibei Electric Power Co.， Ltd.， Beijing， 102488 China）

Abstract： With China's economic development， power energy plays an important role in people's production and life. The construction of substation has been greatly promoted by people's demand for power energy. As a common fault type of substation， bird damage fault will not only affect the normal operation of power network， but also promote the power department to produce unnecessary financial， material and human losses. Therefore， bird driving has become the focus of substation construction and later operation and maintenance， which will have an important impact on the stability and security of the whole power grid. This paper explores the problem of bird driving in substation for reference.

Key Words： Substation; Bird damage; Bird driving technology; Laser bird driving

1? 變電站鳥害問題分析

1.1 鳥害能夠導致的故障

絕緣子串是鳥害產生故障的最主要部位，同時也有極少部分故障發生在電力設備的間隙處。通常情況下都會因為以下這幾種因素而導致故障：對于一些體型較大的鳥類而言，當其飛行時極有可能造成單相接地與短路故障;在鳥類繁殖的季節，變電站在運行過程中會產生一定的溫度，鳥類通常都會在電力設備附近進行筑巢，造成極大的安全隱患;在一般情況下鳥類會使用鐵絲、枯草及樹枝等作為筑巢的材料，因此會縮短電力設備的絕緣安全距離，遇到大風或潮濕的天氣很有可能會引發嚴重的電力設備故障或者是接地故障等。

1.2 鳥害發生的時間分析

針對國內某變電站遭受鳥害導致故障的次數進行深入分析可知，每年的2月份到5月份是鳥害發生頻率最高的時間段。在這段時間內，鳥類開始大量繁殖，活動更加頻繁，因此這段時間也成為相關工作人員治理鳥害的重點時間段。其次，在同一天不同的時間段鳥類的活動頻率并不相同，一天中鳥類活動的巔峰通常是早上和傍晚。

1.3 鳥類筑巢位置分析

針對該變電站中鳥類筑巢的位置進行統計分析可知，變電站內變壓器構架、線路門型構架、母線上方構架及電流互感器的底部等區域是鳥類最喜歡筑巢的地方，由于這些區域相對平坦，存在較多樁頭，鳥類筑巢得到了很大的便利，同時由于電力設備運行過程中產生的溫度，導致鳥類更喜歡在這些地方進行筑巢。

2? 變電站智能驅鳥技術研究

2.1 電子聲音驅鳥技術

這種技術的主要原理就是利用聲音來驅趕鳥類，而聲音通常情況下都會使用鳥類天敵以及噪聲為主，對鳥類的聽覺系統造成刺激，進一步讓鳥類感受到恐慌與緊張。在應用電子聲音驅鳥技術的過程中，應當充分保障地勢開闊，同時變電站周圍不能有大量的居民，避免噪音對人類的生活產生影響。站在實際應用效果的層面進行分析，電子聲音驅鳥技術更適用于小范圍應用。該技術經過長時間的應用和完善已經逐漸成為當前鳥害防治過程中應用最為廣泛的技術之一。

2.2 超聲波驅鳥技術

對于鳥類而言，超聲波對其生理系統會產生一定的破壞性與刺激性，應用超聲波技術會導致鳥類的生存環境進一步惡化，進而產生良好的驅鳥效果。通常情況下超聲波驅鳥技術在應用的過程中不會設置超過20kHz的超聲波頻率，確保超聲波不會穿透人體對人類的身體健康產生影響，并同時保障這種頻率的超聲波能夠對鳥類產生刺激，進而起到驅趕鳥類的效果。就當下大量的實踐經驗而言，該技術有著十分明顯的維修量小、適用范圍廣、性能可靠、使用壽命長、低電壓和低功耗的優勢，在預設范圍內應用有著良好的應用效果，能夠起到持久的驅鳥效果。

3? 基于巡檢機器人超聲波智能驅鳥技術實踐

通過上文對超聲波技術的分析可知，應用超聲波驅鳥技術有著性能可靠、壽命較長的優勢，能夠形成良好的驅鳥效果。隨著近年來科學技術的不斷發展，超聲波驅鳥技術也得到了完善與優化，開始向著智能化的方向發展，更是未來變電站驅鳥技術的大勢所趨，能夠最大程度地控制變電站鳥害而引發的故障。

3.1 驅鳥技術的功能框圖介紹

巡檢機器人超聲波智能驅鳥技術作為變電站智能化驅鳥技術的代表，應用十分廣泛，巡檢機器人自身的供電由鋰電池組負責，其具備自動充電功能，以此能夠轉變傳統超聲波驅鳥劑設備對太陽能電池板與蓄電池的依賴性，通過單片機有效控制巡檢器正常運行。驅鳥技術的功能框圖如圖1所示。

3.2 驅鳥技術適應性設計

雖然超聲波技術能夠起到驅趕鳥類的效果，但是很多超聲波設備在應用的過程中受到外界因素的干擾難以保障穩定的驅鳥效果[1]。因此，在針對超聲波驅鳥技術結構設計的過程中應當結合實際情況對其進行適當的調整，確保超聲波驅鳥技術的作用能夠充分地發揮出來。

例如，在應用巡檢機器人的過程中，可以加工超聲波裝置設計安裝在巡檢機器人的后蓋板部位，不但可以提升超聲波的覆蓋范圍，同時還能夠最大程度地降低超聲波受到干擾的問題出現，超聲波驅鳥設備的應用效率得以充分提升。其次，在應用巡檢機器人的過程中，要充分考量變電站中阻波器、鐵塔、開關箱、門架等鳥類筑巢較多的部位，將其作為驅鳥工作開展的重點，避免變電站設備受到鳥害的影響。為確保變電站驅鳥需求得到充分的滿足，建議采用斜向上的方式安裝超聲波探頭，對于一些安裝在室外的超聲波設備要保障其防水性，避免雨水對其正常運行產生影響。

3.3 智能綜合驅鳥裝置

作為當前變電站應用最為廣泛的智能型驅鳥裝置之一，智能綜合驅鳥裝置能夠實現“高智能、四手段、雙探測”的技術目標[2]。

所謂高智能就是指智能綜合驅鳥裝置具備高度智能性。傳統驅鳥手段所采用的驅鳥裝置在長時間的使用過程中，鳥類會逐漸產生適應性，對驅鳥設備發出的亮光與聲音等都會免疫，嚴重影響驅鳥效果。而應用智能綜合驅鳥裝置，由于自身智能性較強，能夠通過對頻率的轉換實現高效率驅鳥，通過智能系統的運行搜集一些驅趕鳥類效果更好的頻率，隨后將其納入系統的驅鳥頻率變化中。智能綜合驅鳥裝置在長時間應用的過程中驅鳥效果并不會下降，相反還能夠形成良好的驅鳥效果。

四手段是指智能綜合驅鳥裝置通過以下4種手段來實現驅鳥目標。第一，利用超聲波發射器，向靠近鳥類的方向發射超聲波驅趕鳥類;第二，鳥類的天敵是老鷹，借助高仿真模擬器發出老鷹的聲音有效驅趕附近的鳥類;第三，利用高強度的強光頻閃等對鳥類進行驅趕;第四，對于槍聲鳥類天生會有恐懼感，通過模擬器發出槍聲對鳥類進行驅趕。智能綜合驅鳥裝置在運行過程中會參照不同的實際情況采用不同的手段，驅鳥效果較高，現階段已經被眾多變電站廣泛的應用[3]。

雙探測是指記住雷達技術探測規定范圍內的鳥類，或者是采用高靈敏的拾音器對鳥類的聲音進行探測，若發現附近存在鳥類或者是檢測到鳥類聲音的情況下，該裝置會立即啟動，進而在最大程度上規避因鳥類接近而造成變電站故障問題的發生。

4? 新型智能激光驅鳥裝置

新型智能激光驅鳥裝置采用532mm波長、500mW的綠色激光實現對鳥類的驅趕，對于變電站驅鳥工作而言新型智能激光驅鳥裝置適用性更強[4]。其采用200V市電、蓄電池、風能或者太陽能作為電源，保障設備供電的可靠性，將新型智能激光驅鳥裝置安裝在變電站主控樓上就能夠實現對整個變電站的覆蓋控制。在激光掃描的過程中，能夠對水平地面進行垂直或者是360°旋轉的掃描，更可以通過預先設定自動對目標區域進行掃描。新型智能激光驅鳥裝置的應用簡單方便，無需斷電，后期維護工作量更小。

4.1 新型智能激光驅鳥裝置主要構成部分

新型智能激光驅鳥裝置激光發射模塊主要包括激光獎勵源、光學擴束整形模塊及激光器，其主要用于發射出鳥類敏感的激光。電源模塊用于接入市電并為新型智能激光驅鳥裝置提供電力能源[5]。時控單元主要用于從上述顯示控制模塊中接收時間設置指令，并控制所述激光發射模塊、光感控制模塊及二維掃描機構的工作時間。光感控制模塊參照不同的光照強度對所述激光發射模塊提供相應的光功率信號。顯示控制模塊主要用于控制變電站驅鳥裝置工作，顯示該裝置的告警信息、參數信息等。

4.2 新型智能激光驅鳥裝置主要特點

該裝置安全可靠，能夠提前預防鳥害，鳥類對該裝置的長期運行不會產生依賴性。新型智能激光驅鳥裝置能夠對變電站周邊鳥類生存、覓食及棲息環境進行改變，促使鳥類產生一種恐懼心理，進而起到提前防范鳥害的作用。新型智能激光驅鳥裝置在激光掃描線路預設完畢之后，只要滿足電力能源的供應就能夠實現自動化的運行，應用靈活性較強。新型智能激光驅鳥裝置機身采用高科技材料，有著良好的防雷防輻射效果，為其自身的安全穩定運行提供了充分的保障。新型智能激光驅鳥裝置的應用降低了公司的管理和運行成本，又提高變電站運行的可靠性和經濟性，保證了電網的安全運行[6]。

5? 結語

總而言之，驅鳥害應作為一項長期性的工程，針對鳥害引發的故障進行深入分析，因為鳥巢所引發的變電站故障頻率相較于鳥糞導致的故障頻率高上很多。因此，對于變電站日常巡視頻率的強化有著十分重要的作用與意義，及時發現鳥巢并及時做出應對措施，最大程度控制因鳥巢而引發的故障出現。與此同時，變電站還可以及時應用物理方式、聲音驅鳥、激光驅鳥等方式阻止鳥類在變電站筑巢。對于鳥害的防治措施，可以常年實施，轉變以往被動開展，以主動的方式開展鳥害治理工作，增強鳥害治理的長效性。電力部門應當充分意識到，鳥類適應環境的能力極強，應當采取有效的措施防止鳥類對驅鳥方式產生適應性，配合相應的技術措施與管理措施降低變電站的鳥害影響。

參考文獻

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[3] 馮志斌，蘇乃波，溫超洪，等.變電站鳥巢清理裝置設計分析[J].機電信息，2020（6）：90-91.

[4] 屠楚明，殷軍，尹琪.無人值班變電站鳥害預防與治理對策[J].產業科技創新，2019，1（16）：57-58.

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[6] 王彥. 基于超聲參量陣的變電站驅鳥系統設計與算法研究[D].青島：山東科技大學，2019.