變電站小動物事件分析與防治

劉 毅，徐國棟，張耀勛

(國網江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司，江蘇 蘇州 215000)

0 引言

小動物入侵變電站會給電網、設備、人身安全帶來隱患，其危害可大致分為直接危害和間接危害兩類。直接危害是指小動物直接接觸帶電設備引起短路事故，如鼠類進入開關柜、蛇類纏繞帶電引線引發短路事故等；間接危害主要指小動物啃咬電纜、光纜造成保護開關誤動、拒動或直流系統接地、交流電流回路出現開路等事故。因此，對于防治小動物進入變電站需要高度重視，而目前變電站常規的防治小動物方案還不完善，入侵事件時有發生[1-2]。

1 變電站小動物事件原因

1) 變電站溫度高。秋冬季節環境溫度降低，小動物為御寒取暖自主靠近變電站電氣設備并進入各類屏柜，如電抗器發熱、主變壓器頂部油循環造成設備溫度升高，吸引小動物靠近。

2) 變電站存在退役設備、垃圾堆砌現象。部分變電站戶外遺留有退役設備，為小動物提供了藏身場所；戶內外垃圾清掃不及時，吸引其前來覓食。

3) 變電站對小動物干擾小。大部分變電站采用無人值守運行方式，且主要通過隔離類措施防治小動物，對小動物干擾較小。

4) 封堵破損。因封堵設施日久老化失效、位置較為隱蔽，防治小動物設施維護周期相對較長(“五通”規定為1個月)，封堵破損情況難以及時發現，導致小動物容易進入變電站。

5) 小動物適應力強。小動物能夠在各類惡劣環境中生存，對防治措施具有一定的適應能力，因此對小動物的防治提出更高要求。

2 技術防治措施

2.1 被動防治

被動防治作為小動物防治的第一道防線，采用物理隔離原理，通過防治措施對變電站區域進行物理隔離，限制小動物的活動空間。具體有出入門處裝設擋板、電纜管線孔洞處設置封堵、出風口處加裝金屬網、站內地面進行硬化等被動防治措施，以變電站常見的老鼠、蛇為例進行闡述。

2) 蛇類：細小蛇類對門縫隙寬度提出了更高要求，需要檢查室門、箱體門是否關嚴或留有縫隙；對房屋伸縮縫進行灌漿封堵處理；設置防蛇網、防蛇刺猬環等。

被動防治成本低廉，是當前變電站普遍采取的防治措施。然而，當被動防治措施年久老化或因施工被破壞時，容易導致小動物入侵事件。因此，需要補充主動防治措施作為被動防治措施失效后的第二道防線。

2.2 主動防治

主動防治可具體細分為以下三種。

1) 驅趕。利用小動物的生理特點，采用聲、光、震動、氣味等刺激手段驚嚇小動物，使其遠離變電站或遠離關鍵區域[3]。如利用鼠類對超聲波敏感的特性，設置波頻在15.5～45 kHz超聲波的驅鼠裝置，配合激光爆閃燈進行驅趕；利用地震波發生器(波頻在400～1 000 Hz)進行驅蛇；利用氣味驅蛇，定期在變電站四周噴灑雄黃或種植驅蛇植物(如蛇倒退、野決明、指甲花等)。

2) 消殺。采用捕鼠裝置或毒藥對小動物進行誘捕或誘殺，可在墻邊、角落設置鼠夾、鼠籠、粘鼠板、鼠藥等。

3) 預警。采取紅外感應、熱成像監視、圖像分析、追蹤驅逐及短信推送的方式，實現變電站設備室小動物入侵的識別、驅離、提醒，構建主動監測、自動告警的防御方法[4-5]。利用高清視頻捕捉小動物活動圖像，經人工智能圖像識別系統分析，判斷小動物入侵情況，然后發出預警并發送至PC端和移動端。

式中：pi為短期海況出現的概率；A和m為S-N曲線參數；T為疲勞設計壽命；di為短期海況產生的損傷;f0i為每個短期海況下的平均跨零率。

主動防治自動化程度高，預警及時，無需運維人員定期維護，效果較好，但設備成本較高，設備壽命短，且識別效果高度依賴算法和訓練樣本。

2.3 防治措施的特點分析

變電站小動物種類多樣，防治措施也應針對多類型小動物。由于被動防治措施是基于物理隔離原理，對所有小動物均適用，而主動防治措施中驅趕措施則依據不同小動物獨特的生理特點設置，比如老鼠對聲、光刺激敏感，而蛇類對震動刺激敏感等，不同小動物的驅趕原理存在較大差異，若單獨針對每種動物設置驅趕裝置則成本較高，因此，亟需研發基于多種驅趕原理的一體化驅趕裝置，使其同時對多類型小動物均能起到較好的防治效果。主動防治措施中預警類措施基于圖像識別原理，同時適用于鼠類、蛇類等小動物，可視為小動物防治的通用技術措施。

從技術發展分析，被動防治措施和消殺類措施是較為成熟的防治技術措施，優點是原理簡單，成本低廉，應用時間較長，防治效果已得到了充分檢驗；但其自動化程度低，需要運維人員專門進行維護，未來發展則需要對這些措施進行升級改造，使其具備自動檢測功能，減輕運維人員負擔。驅趕類和預警類措施屬于創新防治技術，主要優勢在于自動化程度較高，減輕了人員工作量，同時提供分析數據；缺點在于目前技術方面存在瓶頸，且成本較高，需對防治效果進一步優化，并設計合理的配置方案，在提高設備利用率的同時降低成本。

3 管理防治措施

變電站小動物防治除技術防治措施外，在管理方面也需要制定相應的管理措施，管理防治在為技術防治措施提供統一標準的同時明確人員職責、管理方法及工作流程，從而確保技術防治措施不被破壞，長期有效。

目前，國家電網有限公司變電專業“五通”管理規定(專項工作-防小動物管理)中對小動物防治提出了總體要求，主要針對變電站通風口、出入門防鼠板、封堵、捕鼠器械、大門及門窗、巡視、施工等方面。在此基礎上，國網江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司進一步細化了相關標準，提出了防小動物管理規范，主要包含職責分配、出入口管理、封堵管理、防小動物設備管理、創新措施等方面，主要內容有：進行防小動物專業管理，明確管理人員職責及運維班組分工；進行室內外出入口管理，明確管線出口、風機出口、設備區門、鏤空電纜蓋板等處的技術標準及巡視要求，隱蔽出入口應建立臺賬；提出封堵查補要求，明確不同類型封堵的維護分工，提出封堵工作的全周期管理，在工作票流程的接票、間斷驗收、終結驗收等各個階段加強管理，確保工作前有封堵施工人員在場，工作間斷時做好臨時封堵，工作結束時完善封堵，并采用技術手段，定期對隱蔽封堵進行巡查；明確防、捕小動物設施的管理要求，包括擋板、鼠籠、粘鼠板、驅鼠器等；試點防小動物創新措施，建立小動物抓拍識別系統并試驗驅趕裝置。

此外，其他行業的先進做法同樣具有參考價值，具體如下。

1) 通信行業圍繞通信光纜制定了相關防治措施,主要是加強對光纜的物理防護，如使用多層鎧裝護套或添加驅鼠劑的防鼠光纜、防鼠護套、金屬防護網等。對于變電站電纜溝內的入站導引光纜，除借鑒上述技術措施外，在管理方面應做好電纜溝的封堵措施及定期巡視檢查，重點檢查光纜保護套管的接頭位置；對于容易暴露的非金屬普通光纜保護套管接頭位置，做好相應記錄，便于故障點的快速定位。

2) 糧食行業則強調環境防治，主要通過“堵、查、捕、毒”四個方面加強環境防治。在管理方面，加強食品管理，斷絕鼠糧，不亂扔、亂倒垃圾雜物，垃圾箱必須有蓋，消除老鼠隱藏、繁殖條件等。

3) 海軍艦艇對小動物消殺要求較高，包括艦艇懸掛纜繩防鼠板、器械捕殺、藥物滅鼠、熏蒸除鼠等防治措施；在器械捕殺方面也可提供一定參考，如鼠籠布置(鼠籠布置應與門、通道平行且緊貼墻根)等；建立滅鼠設施清單，并進行編號和定期檢查，定期對滅鼠效果進行統計和記錄。

4) 軍隊則更側重封堵類措施，且管理標準制定更為詳細，有環境防治、物理防治、化學防治、生物防治、法規防治，都可為變電站封堵管理標準提供參考，如物理防治中要求格柵空隙小于10 mm，地漏應加蓋，門縫小于6 mm，1樓或地下室排風扇或通風口有金屬網罩，網眼不得超過6 mm等。

各個行業小動物防治管理標準的場景和目的存在一定差異，側重點也略有不同，應用場景相似的可為變電站防治提供借鑒。

4 研究與優化管理

1) 研發可檢測封堵破損情況的裝置。相比煙熏等傳統檢測方式，該裝置可有效提高封堵檢測效率，及時發現破損，從而快速封堵漏洞，保障變電站安全穩定運行。

2) 研發多原理一體化的小動物綜合驅趕裝置。結合視覺、聽覺、震動等多種驅趕原理，采用紅外感應觸發裝置，實現對多類型小動物的有效驅趕。

3) 利用高清視頻進行小動物識別預警。目前存在觸發機制不可靠、學習樣本少、小動物體型小、移動快等問題，需研究靈敏可靠的觸發機制，并進一步優化算法提高識別率。

4) 優化變電站小動物防治管理辦法，包括設備區門管理、封堵管理等，如設備區門安裝自閉器，研究安裝設備區門超時未關告警，對設備區門關閉情況進行視頻遠程督查；完善施工過程中封堵全周期管理辦法，針對隱蔽封堵建立臺賬并定期巡視等。

5 結論

通過介紹變電站小動物事件危害及特點，分析了變電站小動物入侵事件的原因，調研并對比了不同行業的小動物防治相關標準，總結出常見的變電站小動物防治原理及措施，主要結論如下。

1) 變電站小動物入侵事件頻發的主要原因有站內設備發熱吸引、退役設備及垃圾堆砌提供藏身場所、封堵破損未及時發現等。

2) 不同行業小動物防治標準存在共同點，其他行業部分先進防治標準可以為變電站防小動物提供參考和啟發。

3) 小動物防治措施主要針對封堵方面，而基于驅趕原理的防治措施較少，且主動驅趕措施常基于單一原理，隨著小動物適應能力加強，防治效果變差，需要采取多種原理相結合的綜合防治措施。

小動物識別預警系統能夠及時發現小動物入侵并通知運維人員處理，大幅降低了小動物入侵風險，宜展開相關研究。