一種與電力建設環(huán)境相適應的裝配式鳥巢設備

王 迪，萬 曦

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司常州供電分公司，江蘇 常州 213000）

1 引言

鳥類在電力線路附近棲息或飛行，如果不慎接觸到帶電部分，可能導致觸電事故。這不僅對鳥類本身構(gòu)成威脅，也可能引發(fā)線路短路、設備損壞，甚至引發(fā)火災等嚴重后果。為了有效減少鳥害對電網(wǎng)線路安全的影響，處理危害線路安全運行的鳥巢，裝配式鳥巢設備的出現(xiàn)能夠減少這個安全隱患的出現(xiàn)。電力建設環(huán)境相適應的裝配式鳥巢設備的研究在國內(nèi)外都得到了廣泛關(guān)注和探索。與此同時，政府通過出臺政策和法規(guī)，鼓勵和支持裝配式鳥巢設備的應用。這些政策包括提供補貼和獎勵措施，推動電力行業(yè)向裝配式鳥巢設備的轉(zhuǎn)型。文章針對于市內(nèi)和郊區(qū)兩個不同的情況，在大型變電樞紐以及生態(tài)環(huán)境景觀區(qū)的鳥害區(qū)域針對不同的情況放置不同的裝配式鳥巢。BIM 技術(shù)在裝配式建筑設計中的應用，尤其是在裝配式鳥巢的設計和制造中，發(fā)揮了重要作用。未來，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和政策的支持，裝配式鳥巢設備的應用將進一步推動電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 電力建設環(huán)境相適應的裝配式鳥巢設備設計分析

2.1 應用場景分析

裝配式鳥巢設備是一種創(chuàng)新的建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，其應用場景多樣且廣泛。針對食肉鳥類，如猛禽和鷙鳥，可能在鳥害區(qū)域附近活動。它們通常在高處覓食，以小型鳥類或其他小型動物為食。對于某些遷徙鳥類可能會經(jīng)過或在鳥害區(qū)域附近停留。它們在遷徙過程中尋找食物和休息地，可能會與電力設備發(fā)生碰撞或誤入危險區(qū)域。鴿類是常見的城市鳥類，它們可能在鳥害區(qū)域附近尋找食物和棲息地。根據(jù)地理位置和季節(jié)變化，鳥害區(qū)域的鳥類分布可能包括候鳥和留鳥。候鳥在季節(jié)性遷徙中經(jīng)過該地區(qū)，而留鳥在該地區(qū)生活和繁殖。它們的行為和習性可能對電力設備造成不同程度的影響。

裝配式鳥巢設備適用于快速搭建臨時建筑，與此同時，可根據(jù)大型變電樞紐、重要輸電通道的鳥害區(qū)域鳥類分布特征可分別采用A、B 型裝配式鳥巢。針對于市區(qū)和郊區(qū)分別采用不同的類型的鳥巢，它可以在短時間內(nèi)完成組裝，滿足臨時性需求，同時具備可拆卸和可重復使用的特點。采用BIM 技術(shù)可以將其構(gòu)件的空間關(guān)系復雜性清晰地表達出來。

2.2 裝配式鳥巢設計

基于BIM 技術(shù)的裝配式鳥巢是指利用建筑信息模 型（Building Information Modeling，BIM）技術(shù)來設計、構(gòu)建和管理裝配式建筑。BIM 技術(shù)可以通過三維建模和可視化效果展示，幫助設計團隊更好地理解和溝通鳥巢的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能要求。同時，BIM 還可以進行空間協(xié)調(diào)和沖突檢測，避免設計錯誤和碰撞。

文章針對電力建設環(huán)境相適應的裝配式鳥巢設備設計了兩種類型的鳥巢，首先對A 型裝配式鳥巢進行分析。A 型裝配式鳥巢適用于市區(qū)大型變電樞紐、重要輸電通道的鳥害區(qū)域，該區(qū)域以常見小型鳥類為主，鳥類品種較少。因此，鳥巢開口網(wǎng)箱、開口木箱的尺寸較小、規(guī)格單一。此外，A 型裝配式鳥巢體量小，結(jié)構(gòu)布置高度集約化的特點能夠滿足市區(qū)用地條件限制嚴格的要求。A 型裝配式鳥巢的設計如圖1 所示。

圖1 A 型裝配式鳥巢

B 型裝配式鳥巢適用于市郊大型變電樞紐、重要輸電通道以及生態(tài)環(huán)境景觀區(qū)的鳥害區(qū)域，該區(qū)域鳥類品種繁多，除了常見的小型鳥類外，還有珍稀的大型鳥類。因此，鳥巢開口網(wǎng)箱、開口木箱的尺寸不一、規(guī)格多樣。此外，為了滿足與周圍自然環(huán)境相協(xié)調(diào)的要求，B 型裝配式烏巢采用了仿生設計。B 型裝配式鳥巢的設計如圖2 所示。

圖2 B 型裝配式鳥巢

文章采用的A 型和B 型兩種裝配式的鳥巢都采用了抗震設計，采用抗震材料和結(jié)構(gòu)，確保設備在地震時的穩(wěn)定性和安全性。與此同時，加入了防火材料和防火設計，以提高設備的防火性能，保護設備和周圍環(huán)境的安全。在不同的環(huán)境條件下，裝配式鳥巢設備可以進行環(huán)境適應性設計，包括防水設計、防塵設計、保溫隔熱設計等，以適應各種不同的環(huán)境條件。裝配式鳥巢設備可以集成智能化監(jiān)測與控制系統(tǒng)，實時監(jiān)測設備運行狀態(tài)、溫度、濕度等參數(shù)，通過遠程控制和預警系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取相應的措施，提高電力建設的效率和安全性。

3 電力建設環(huán)境相適應的裝配式鳥巢設備主要技術(shù)要點

3.1 裝配式模塊化

裝配式鳥巢主體采用裝配式結(jié)構(gòu)靈活性強，模塊化設計使得設備可以根據(jù)需要進行組合和調(diào)整，適應不同的電力建設環(huán)境。模塊化在工廠預制并進行標準化生產(chǎn)，在現(xiàn)場進行施工安裝。減少現(xiàn)場施工時間，提高工作效率。

模塊化設計和工廠化生產(chǎn)可以保證設備的質(zhì)量可控，減少施工中的質(zhì)量問題。這樣可以快速安裝設備，縮短項目的建設周期。裝配式鳥巢設備可以根據(jù)具體需求進行定制和調(diào)整，以適應不同的電力建設環(huán)境。同時，設備的模塊化設計使其易于拆卸和搬遷，提高了可移植性。

3.2 數(shù)字化建模優(yōu)化

數(shù)字化建模優(yōu)化是利用數(shù)字化技術(shù)和建模方法來優(yōu)化系統(tǒng)、流程或產(chǎn)品的過程。通過數(shù)字化建模，可以將實際系統(tǒng)或產(chǎn)品的幾何形狀、物理特性、運行參數(shù)等精確地轉(zhuǎn)化為數(shù)字模型。這使得優(yōu)化過程更加準確和可靠，可以更好地理解和分析系統(tǒng)的行為。文章采用基于BIM 技術(shù)的一種電力建設環(huán)境相適應的裝配式鳥巢設計。通過使用BIM 技術(shù)進行三維模型的深化設計，從而更好地了解構(gòu)件的尺寸、形狀和材料等信息。基于BIM 技術(shù)裝配式鳥巢建模圖如圖3所示。

圖3 基于BIM 技術(shù)裝配式鳥巢建模圖

BIM 技術(shù)可以將生產(chǎn)過程的上下游企業(yè)聯(lián)系起來，實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，從而提高生產(chǎn)效率和工程質(zhì)量。與此同時，BIM 技術(shù)可以幫助裝配式建筑實現(xiàn)碳中和，從而更好地滿足當前社會對綠色環(huán)保的需求。綜上所述，BIM 技術(shù)在裝配式建筑設計中的應用，可以幫助設計師更好地進行設計和制造，提高生產(chǎn)效率和工程質(zhì)量，同時也可以更好地滿足社會對綠色環(huán)保的需求。

4 電力建設環(huán)境相適應的裝配式鳥巢設備影響分析

4.1 裝配式鳥巢對電力環(huán)境的影響

通過兩款鳥巢對于不同應用場景的放置進行調(diào)查，構(gòu)建直接影響矩陣，根據(jù)因素之間的影響得到直接影響矩陣Z，通過因素之間的兩兩比較獲得n 階矩陣，其中影響矩陣Z 的影響程度表示為：

通過歸一化的方法得到直接影響矩陣X 表示為：

其中，Zi j表示為因素i 對j 的影響程度；表示為直接影響矩陣Z 中所有因素行和最大值，利用規(guī)范化影響矩陣X 的基礎(chǔ)上的到綜合影響矩陣T 表示為：

其中I 表示為單位矩陣。

通過計算的影響矩陣進行評分，評分標度代表影響關(guān)系的強弱，表示為0～3 分，即：0 表示為無影響，1 表示為弱影響，2 表示為一般影響，3 表示為壞影響。直接影響矩陣結(jié)果表如表1 所示。

表1 直接影響矩陣

根據(jù)表上對各個因素的影響反饋，Z1～Z5的因素構(gòu)成的矩陣中的影響系數(shù)是小于3，表現(xiàn)為無影響、弱影響和一般影響，即可表明，裝配式鳥巢對電力環(huán)境相適應的程度高。

5 結(jié)論

BIM 技術(shù)可以幫助裝配式鳥巢的構(gòu)件在現(xiàn)場進行精確的裝配。通過BIM 模型和構(gòu)件信息，可以實現(xiàn)構(gòu)件的自動化定位和對接，減少人為誤差和裝配時間。同時，BIM 還可以提供裝配過程的監(jiān)控和質(zhì)量控制，確保裝配的準確性和一致性。根據(jù)當?shù)氐镍B類分布特征進行評估和采取相應的鳥害防護措施，以確保電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定運行。裝配式鳥巢設備是一種適應電力建設環(huán)境的先進技術(shù)，在運營和維護過程中實現(xiàn)低碳化目標，可以提高施工效率，降低成本，推動電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。電力建設環(huán)境相適應的裝配式鳥巢設備通過生態(tài)保護、資源節(jié)約、碳排放減少和生態(tài)修復等措施，可以促進生態(tài)和諧，實現(xiàn)電力建設與環(huán)境保護的良性互動。