朱亞 左登強 易建波 李文鏞 何建克 李學(xué)洪 蘇培華 張義河

摘? 要：鳥類活動由于其破壞性強、持續(xù)時間長等因素往往會對各個行業(yè)造成極大的困擾，尤其是對于電力行業(yè)而言，鳥類的筑巢等行為都會對線路造成嚴重威脅，留下安全隱患，而因為鳥類活動而產(chǎn)生的線路故障則給電力部門帶來了很大經(jīng)濟損失。鳥在輸電線路上飛起或者落下都有可能導(dǎo)致發(fā)生短路，而鳥類排出的糞便如果落在絕緣子上，則可能導(dǎo)致污閃等故障的產(chǎn)生。此外，鳥巢也是引發(fā)電線故障的一個重要原因。可見，鳥害具有地域性、時間性和桿型特性。因此，有必要研究專門的驅(qū)鳥裝置來進行有效防治。

關(guān)鍵詞：調(diào)制解調(diào);信號模擬;驚嚇驅(qū)鳥

前言

近年來，隨著各地生態(tài)環(huán)境的改善，各種鳥類的種群密度逐漸增大，鳥類的過渡繁殖使得其生活范圍不斷擴大。鳥類有在配電線路桿塔上筑巢繁殖的習(xí)性，這很可能直接導(dǎo)致電力線路和變電站設(shè)備的穩(wěn)定性。據(jù)統(tǒng)計，由于鳥類活動引發(fā)的線路故障僅次于雷電災(zāi)害。同時，由于鳥類屬于自然界中的生態(tài)鏈上的一個重要環(huán)節(jié)，我們對鳥害的治理不能夠采取直接消滅的做法。最佳方式是研制一種驅(qū)鳥裝置，利用高壓線路本身的工頻輻射通過調(diào)制解調(diào)之后產(chǎn)生出模擬音頻來進行驅(qū)鳥，使鳥類的活動范圍遠離各種輸電線路和設(shè)備。既不對鳥類的生存造成威脅，也防止其生活習(xí)性對人類造成危害。

1高壓配電線路鳥害的特征

（1）季節(jié)性強：一般來說，絕大多數(shù)鳥類都在3月到5月之間筑巢，故此這段時間內(nèi)的鳥害發(fā)生頻率是最大的。（2）氣候性明顯：鳥害一般發(fā)生在雷雨天、霧天、陰雨天等，也就是空氣濕度較大的季節(jié)。（3）重發(fā)性強：一般來說，一個地區(qū)內(nèi)的鳥害在發(fā)生過一次之后，如果不及時找到原因加以解決，那么在短期內(nèi)很有可能再次出現(xiàn)同樣的事故。（4）頑固性：鳥類一般在選擇了筑巢位置和活動范圍后，在一段時間內(nèi)即便受到了干擾也不會輕易選擇離開。例如，一旦選定了某基塔作為筑巢位置，那么即便人工摘除了鳥巢，鳥類往往還會選擇在同一地點進行筑巢。（5）瞬時性：鳥類的各種活動所導(dǎo)致的故障，有許多都是瞬間發(fā)生的比如瞬時短路以及閃絡(luò)等。

2鳥害故障機理分析

2.1鳥糞空間閃絡(luò)

鳥類的糞便中包含了許多電解質(zhì)，這就使得鳥糞本身具備了良好的導(dǎo)電性，所以當(dāng)鳥糞掉落到絕緣子周圍的時候，就會導(dǎo)致局部電場的畸變，甚至有可能導(dǎo)致間隙擊穿。這個觀點和以往認為絕緣子污閃的原因是鳥糞堆積的觀點有區(qū)別。

2.2閃絡(luò)過程

（1）鳥糞排出后拉伸變長：當(dāng)鳥排出糞便以后，鳥糞在重力的作用下向下墜落，而且由于重力初速度的影響，鳥糞前端的速度會比尾部的速度大。而由于鳥糞本身具有一定的粘性，所以它是可拉伸的。因此，在下墜的過程中，鳥糞則會變得越來越長。落在絕緣子周圍的話，就相當(dāng)于在附近增加了一條細長的導(dǎo)電通道。

（2）電場畸變：上文提到，鳥糞具備一定的導(dǎo)電性，而在下墜的過程中鳥糞也會被拉長。當(dāng)鳥糞落到絕緣子周圍高低端空氣間隙的時候，就可能會引起兩端間隙電場嚴重畸變。

（3）間隙擊穿：高低端空氣間隙的電場發(fā)生畸變以后，如果場強超過臨界擊穿場強，那么就會導(dǎo)致間隙擊穿的現(xiàn)象，最后會引發(fā)跳閘。2.3 鳥糞空間閃絡(luò)影響因素。

（4）電壓等級：根據(jù)有關(guān)研究顯示：在110kv配電系統(tǒng)的條件下，當(dāng)鳥糞前端和高低端導(dǎo)體之間的距離為13cm的時候，閃絡(luò)發(fā)生的可能性為50%。而當(dāng)小于這個距離的時候，閃絡(luò)發(fā)生的可能性則會提升到100%，即必然會發(fā)生。500kv及以上電壓等級的配電系統(tǒng)中，由于絕緣子串長度很大，幾乎沒有鳥糞能夠進入間隙后發(fā)生有效橋接，所以閃絡(luò)不常發(fā)生。反觀500kv以下的配電系統(tǒng)，由于絕緣子串較短，鳥糞也能夠形成有效橋接，所以閃絡(luò)發(fā)生的頻率較高。

（5）鳥糞電導(dǎo)率：電導(dǎo)率高的物質(zhì)導(dǎo)電性強，鳥糞中包含大量電解質(zhì)的話將會提高自身的電導(dǎo)率。到鳥糞的導(dǎo)電性達到較高的水平時，間隙擊穿發(fā)生的概率將會提高。

2.4鳥糞污閃

鳥糞如果堆積在絕緣子周圍，則有可能導(dǎo)致污閃。通過分析污閃的形成過程，可以將其分為兩類：

（1）大量的鳥糞堆積在絕緣子周圍，導(dǎo)致大片絕緣子傘裙嚴重積污。在這種情況下，絕緣子沿面將在短時間內(nèi)發(fā)生擊穿。這類情況常發(fā)生在鳥類集群的時候。

（2）經(jīng)過一段時間的堆積以后，鳥糞覆蓋了絕緣子傘裙，當(dāng)氣候潮濕的時候，由于鳥糞受潮，容易導(dǎo)致閃絡(luò)。

3驅(qū)離鳥害裝置

在本研究裝置當(dāng)中，因是對以往幾種不同防鳥措施的整合，則能夠在充分對點面結(jié)合、短時與長時結(jié)合的基礎(chǔ)上對好的驅(qū)鳥效果進行獲得。以下圖是簡易防鳥害裝置示意圖：

解決目前500kV、220kV等輸電線路鐵塔鳥害單純使用防鳥刺防治，綜合防筑巢效果不佳，手段單一，包括鳥類集群在塔頂棲息，本身所帶來的絕緣破壞隱患和鳥糞對高壓絕緣子、接頭等重要設(shè)備的腐蝕、臟污等，采用采用新技術(shù)新思路，達到驅(qū)離目的而又不傷害野生鳥類，既符合生態(tài)社會要求，盡量消除電網(wǎng)重大?；?，同時又減少人工清理工作，提高績效，保證人身安全。

3.1 電源單元

在該裝置當(dāng)中，對蓄電池同太陽能電池相結(jié)合的供電方式進行了選擇，其實際應(yīng)用特征，即通過太陽能電池板的安裝作為該裝置的供電裝置。而為了保證在陰雨天、夜晚以及太陽光線不足情況下也能夠保證正常的供電，則在太陽能電池上對蓄電池進行了并聯(lián)處理，以此方式的應(yīng)用保證該系統(tǒng)能夠以不分條件、不分時段的方式供電。電源為長壽命鋰鐵電池輔助太陽能補充充電，并采用和主機分離設(shè)計，即主機在塔頂安裝，而電源在鐵塔下端安裝，主機強磁吸式安裝固定，電源分體3米高度設(shè)計，便于運維人員檢修、更換，并提高了安全性。

3.2傳感控制單元

在信號探測方面，對熱釋電紅外傳感器進行了應(yīng)用。根據(jù)防鳥報警系統(tǒng)要求，對被動式熱釋點紅外傳感器進行了應(yīng)用。在其內(nèi)部，具有一個高阻值電阻、一個低噪聲場效應(yīng)管以及一雙熱電元件的設(shè)置，并將其統(tǒng)一放置在 5 號晶體管外殼當(dāng)中。在該裝置實際運行當(dāng)中，即通過新型熱釋電紅外傳感器的應(yīng)用對鳥類的活動信息進行監(jiān)測，在實現(xiàn)其對微弱電信號轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上面向控制裝置輸出。在控制裝置對該信號獲取之后，則通過運算放大器的使用對其進行放大處理。為了濾除其中的干擾信號，可以先采用防觸發(fā)電路與信號比較器進行初步處理，最后再采用驅(qū)動計數(shù)器來濾除干擾信號。隨后，控制裝置會根據(jù)獲得的信號來選擇進行相對應(yīng)的動作。當(dāng)信號強度較強的時候，會開啟高壓驅(qū)鳥裝置;而當(dāng)強度弱的時候，則會啟用音頻與強光驅(qū)鳥裝置。如果沒有獲取信號，則關(guān)閉控制裝置。