輸電線路新型驅(qū)鳥器的設(shè)計

李美芳，劉 燕（山西大學電力工程系，山西太原，030013）

輸電線路新型驅(qū)鳥器的設(shè)計

李美芳，劉 燕
（山西大學電力工程系，山西太原，030013）

近年，隨著輸電線路的大規(guī)模建設(shè)，鳥害越來越成為影響其正常運行的因素之一。本文設(shè)計了一種新型電子驅(qū)鳥器，這種裝置集合了其他驅(qū)鳥器的優(yōu)點，通過發(fā)射超聲波、激光和動作橫杠進行驅(qū)鳥，具有高效、便捷、無污染的特點。

驅(qū)鳥器；輸電線路；超聲波；激光；動作橫杠

0 引言

近年來，隨著我國電力行業(yè)的飛速發(fā)展，電網(wǎng)覆蓋面積逐漸地擴大，同時隨著人們對自然環(huán)境認識的提高，不斷加強對水土環(huán)境的保護，因此鳥類的數(shù)量逐年增多，活動的范圍也在逐漸擴大，不可避免地為架空輸電線路造成了極大地危害，這些危害統(tǒng)稱為鳥害事故。經(jīng)有關(guān)部門統(tǒng)計，鳥類活動對輸電線路故障的影響僅次于雷擊與外力破壞。鳥害越來越威脅著國家電網(wǎng)的正常運行并造成了嚴峻的局面，因此采取一定的措施減少鳥害故障成為當前的重要任務(wù)。

1 常見驅(qū)鳥器的介紹

為了解決鳥害問題，有效降低鳥害故障率，針對鳥類的生活習性和生理特點，各電網(wǎng)公司采取了許多技術(shù)措施和保護措施來減少對輸電線路的破壞，常見的驅(qū)鳥器原理見表1。

表1 幾種驅(qū)鳥方式的對比

由表1對比可知，單一的驅(qū)鳥方式都有一定的局限性，只有將幾種驅(qū)鳥方式結(jié)合起來，用各自的優(yōu)點彌補其他的缺點，這樣才可以更好的、更完全的發(fā)揮每一種驅(qū)鳥器的優(yōu)點，達到驅(qū)鳥目的。本文主要設(shè)計將超聲波、激光、動作綜合起來的驅(qū)鳥器裝置，具有設(shè)計成本低、易于業(yè)內(nèi)甚至業(yè)外人員的操作、且不會造成環(huán)境污染，更重要的是適用范圍很廣，幾乎沒有地域差別。

2 新型驅(qū)鳥器的組成部分

2.1 電源部分的設(shè)計

電源裝置采用單晶硅太陽能電池板給蓄電池充電，再由蓄電池給驅(qū)鳥裝置供電。從已有經(jīng)驗來看，考慮到連續(xù)陰雨天氣的供電，驅(qū)鳥器應(yīng)該保持起碼一周的連續(xù)工作時間，因此用6V、4Ah容量的鉛酸蓄電池?？紤]到我國北方的冬季天氣寒冷并且特別干燥，南方的夏季氣候炎熱且潮濕，因此電池的材質(zhì)必須滿足周圍環(huán)境的要求。

考慮極端情況，就是一直沒有太陽能為裝置供電，蓄電池的電量也即將耗盡時，則為了保證裝置不會虧電，必須設(shè)置一個閾值電壓用來保護裝置，即當電壓小于8.9V時應(yīng)當斷開電路，驅(qū)鳥器必須得停止驅(qū)鳥，停止工作，等到太陽能電池板可以為蓄電池供電時再開始工作。

2.2 驅(qū)鳥部分的設(shè)計

2.2.1 感應(yīng)部分

紅外傳感技術(shù)是利用任何有溫度的物體都會向外發(fā)射紅外線這一特點安裝傳感器進行信號檢測，若傳感器接收到了熱輻射波，自動輸出高電平，就會使超聲波的發(fā)生電路和使橫杠轉(zhuǎn)動的動作電路就會依次啟動并工作。若在晚上，電路中的光敏電阻作用，激光等組成的光驅(qū)電路也啟動。當作業(yè)人員登塔檢修時，為防止裝置誤判啟動，可暫時手動切斷裝置的供電開關(guān)，等到作業(yè)完畢之后再接通開關(guān)，裝置就會正常運行。

2.2.2 動作橫杠的部分

動作部分的完成要由一個小電機帶動，電機的工作電壓是5-12V，因此須選取一個DC/DC升壓模塊，使蓄電池輸出電壓升高到9V，供電機使用。通電后的電機可使橫杠2s轉(zhuǎn)一圈，電壓與轉(zhuǎn)速成正比。橫杠由輕質(zhì)合成塑料制成，且具有一定的強度和抗老化能力。

2.2.3 超聲波部分

超聲波發(fā)生部分是利用微控制系統(tǒng)發(fā)出各種頻率的超聲波擾亂刺激鳥類神經(jīng)系統(tǒng)，使其身體不適而達到驅(qū)鳥效果，并且不受地域限制，可以大范圍推廣。由有關(guān)資料得知，20-80kHz頻率范圍的超聲波可使鳥類的耳鼓膜產(chǎn)生40～80nm的振動幅度，是最佳頻率范圍。555系列計時器，通過選擇合理的輔助電阻、電容和超聲波發(fā)射頭就可以構(gòu)成超聲波脈沖發(fā)生的裝置。

2.2.4 激光部分

激光具有高亮度、高強度的特點，當大量光能在短時間內(nèi)集中在視網(wǎng)膜上，會使視網(wǎng)膜的感光細胞過熱，對鳥眼造成刺激和損傷，達到驅(qū)鳥的目的。射入眼睛的激光輻射度越大，則對眼睛的損傷程度越大；激光的亮度越大對鳥類的驚嚇程度越大，驅(qū)鳥效果越好。激光部分是晚上時通過光敏電阻的作用導通相應(yīng)電路，因為白天自然光線很強，鳥眼瞳孔，激光對鳥眼刺激不明顯。采用的氦-氖激光管，通過調(diào)節(jié)發(fā)散角和激光亮度，改變光斑直徑大小從而改變光斑入射角來達到驅(qū)鳥的目的。

圖1 驅(qū)鳥器電路圖

3 新型驅(qū)鳥器的原理及動作流程

電源裝置為整個電路供電如圖1，其中V1是一個閾值電壓為8.9V的二極管，是為了保證在極端情況下，若電源電壓小于8.9V時，二極管關(guān)斷，不會對電池過分損壞。V2是一個晶閘管，R1為普通電阻，R2為光敏電阻。當有鳥類靠近時，由紅外傳感器接收熱輻射波，輸出高電平使電路導通。在白天的時候，R2的電阻值很小，它的兩端的電壓也特別很小，因此圖中的V2的陰陽兩極不能導通，激光器不工作，只有電機帶動橫杠轉(zhuǎn)動，超聲波發(fā)生裝置發(fā)出超聲波，兩者共同驅(qū)鳥；晚上時，R2阻值很大，兩端電壓很大且足夠?qū)ňчl管，使激光器發(fā)出激光，同時橫杠和超聲波作用，三者共同驅(qū)鳥。待鳥類離開后，紅外探測儀接收不到熱輻射波，傳感器將會輸出低電平，使整個電路處于斷開的狀態(tài)，裝置的各個部分都不會動作，驅(qū)鳥器動作流程見圖2。

4 總結(jié)

針對鳥類的生理特點，設(shè)計了一種不因地域限制的、可以大范圍使用的新型驅(qū)鳥器，這種驅(qū)鳥器將超聲波、激光、動作結(jié)合為一體，可以充分發(fā)揮各部分的優(yōu)點，在白天和黑夜都能有效驅(qū)鳥。驅(qū)鳥器的內(nèi)置電路規(guī)模較小，相對簡單，易集成，適合大多數(shù)情況使用，為全國大范圍的輸電線路鳥害故障的防御提供了新思路和新方法，對降低鳥害故障率有極大的作用。

［1］高虹亮，馬超.輸電桿塔智能防鳥害裝置的研發(fā)［J］.三峽大學學報：2012，34（3）：56-59.

［2］明莉，胡偉.幾種驅(qū)鳥方式的對比［J］.農(nóng)業(yè)工程，2014，4（z1）：60-61.

［3］劉望來，王天昊，施慧.聲光電子驅(qū)鳥器的研制［J］.科技通報，2014（9），100-103.

The design of a new type of bird driving device for transmission line

Li Meifang，Liu Yan
（Department of electrical engineering，Shanxi University，Taiyuan Shanxi，030013）

This paper designs a new electronic device of driving birds，the device sets the other drive advantages of birds，by emitting ultrasonic，laser and action bar bird repellent，has the characteristics of efficient， convenient，pollution-free.

Bird drive；transmission line；ultrasonic；laser；action bar

圖2 驅(qū)鳥器動作流程圖