關(guān)于利用站內(nèi)高壓設(shè)備工頻輻射調(diào)制解調(diào)音頻信號模擬驅(qū)離動物裝置的研究分析

楊偉 李斌 羅翔 劉晶晶 林恩彬 呂燕

摘 要：隨著智能化的推進，無人值守變電站將越來越多，巡視人員和巡視頻率的逐步減少，變電站運行環(huán)境的安全問題也逐漸凸顯，雖然已經(jīng)有供電單位嘗試使用無人軌道車、無人機器人進行自動巡視，但目前巡視的重點依舊在設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)視，變電站運行環(huán)境的狀態(tài)不僅僅包含設(shè)備運行溫濕度等數(shù)據(jù)，還應(yīng)包含對周圍動物入侵的監(jiān)控。筆者結(jié)合云南電網(wǎng)公司職工技術(shù)創(chuàng)新項目，研發(fā)了一種利用站內(nèi)高壓設(shè)備工頻輻射調(diào)制解調(diào)音頻信號模擬驅(qū)離動物裝置，希望可以給相關(guān)專業(yè)人員提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：變電站;工頻輻射;音頻信號;驅(qū)離動物

前 言

因云南自然環(huán)境較好，生態(tài)優(yōu)良，近年來在110kV、220kV變電站工作中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有動物進入，且動物體積較大，如野貓、野狗、野兔、喜鵲以及其他野生動物等在高壓場活動覓食，圍墻上的圍欄和鋼制大門縫隙很大，無法起到有效隔絕作用。值班人員在夜晚無法及時發(fā)現(xiàn)，而且一旦驚擾動物會爬上高壓電氣設(shè)備，給電網(wǎng)安全帶來重大隱患，所以非常有必要研發(fā)出一種新型驅(qū)趕動物裝置，采用新技術(shù)新思路，以達到驅(qū)離的目的而又不傷害動物，既符合生態(tài)社會要求，盡量消除電網(wǎng)重大隱患，同時又減少人工清理工作，提高績效，保證人身安全。筆者經(jīng)過現(xiàn)場長期觀察、研究和調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于動物天性警覺和集群特點，某些復(fù)合聲音和特殊模式閃光會產(chǎn)生極大的威懾、警告、逃離效果，驅(qū)離效果顯著，因此本研發(fā)就利用這個思路，利用變電站內(nèi)強大的工頻輻射能量，經(jīng)過調(diào)制解調(diào)后，形成足夠功率的調(diào)制波，疊加到四種組合復(fù)雜聲音效果：鞭炮、老鷹、狗叫、槍聲，由軟件編程實現(xiàn)上述音頻仿生目的，而且聲音類型、時間隨機，防止動物產(chǎn)生警覺麻痹，并根據(jù)晝夜、季節(jié)變化更換驅(qū)離動物模式。

1現(xiàn)狀分析

變電站作為電能分配和電壓轉(zhuǎn)換的重要場所，對電力資源的分配、運輸具有至關(guān)重要的作用。在變電站的選址、施工中，為了保證變電站的安全運行，設(shè)計變電站時往往將其設(shè)置在遠離聚居區(qū)的郊外，減少對人們正常生活與工作的干擾，減少意外情況的發(fā)生。由于變電站大部分都位于偏遠地段，周圍的生態(tài)環(huán)境良好，存在著大量小動物，這些小動物會對變電站的穩(wěn)定運行造成一定程度的影響。在變電站的運行中，嚙齒類動物侵入變電站后，會亂鉆亂爬，將電線電纜絕緣層咬壞，導致線路出現(xiàn)弧光短路、絕緣不良等現(xiàn)象。因此，需要對小動物的侵入進行預(yù)防，要引起相關(guān)部門的高度重視，否則會產(chǎn)生嚴重的后果。

現(xiàn)階段，在變電站的運行過程中，一般都是采取防止粘鼠板、洞口封堵、投放毒餌、地面硬化等方式，預(yù)防小動物的侵入。這些措施短時間內(nèi)會取得一定的成效，但是隨著時間的推移，這些措施的成效就會大打折扣，小動物會挖開硬化措施，有些小動物在食用毒餌后不會立即死亡，會導出亂竄亂跳，對變電站的穩(wěn)定運行造成更加嚴重的后果。因此，為了預(yù)防小動物的侵入，對變電站的穩(wěn)定運行造成危害，且在不傷害小動物的前提下，必須設(shè)計研發(fā)出一款驅(qū)離動物的裝置。本文根據(jù)筆者的工作實踐，研發(fā)了一種利用站內(nèi)高壓設(shè)備工頻輻射調(diào)制解調(diào)音頻信號模擬驅(qū)離動物裝置，希望可以有效解決上述問題，保證變電站的穩(wěn)定運行，滿足人們對美好生活的向往。

2裝置設(shè)計的思路

在裝置設(shè)計中，利用高壓電氣強大的工頻輻射能量，經(jīng)過調(diào)制解調(diào)后，形成足夠功率的調(diào)制波，疊加到四種組合復(fù)雜聲音效果，四種聲音分別為鞭炮、老鷹、狗叫、槍聲，這樣方式不但減少了裝置的驅(qū)動功率，而且音頻信號通過傳輸線能夠更遠距離擴散驅(qū)離效果，其聲音類型、時間隨機產(chǎn)生，防止動物產(chǎn)生警覺麻痹，可以長期起到驅(qū)離的效果。由于利用變電站內(nèi)高壓設(shè)備工頻輻射進行調(diào)制，裝置體積小重量輕，便于安裝固定拆卸，功耗低，電源利用率高，適于常年野外放置運行。輔助旋轉(zhuǎn)激光閃光器單元，更加增強驅(qū)離效果，適用于更多種類野外動物。電源為長壽命鋰鐵電池輔助太陽能補充充電，強磁吸式安裝固定，便于運維人員檢修、更換，并提高了裝置運行的安全性。本裝置采取全封閉工藝設(shè)計，全天候連續(xù)不間斷工作，防風、防雨、防蟲，適宜野外復(fù)雜天氣環(huán)境下運行。完善的狀態(tài)、故障報警顯示，便于運維人員檢修，保證設(shè)備長期運行可靠。

3新裝置解決的主要問題

3.1驅(qū)離和保護野生動物，保證供電安全

該裝置有效解決目前110kV、220kV等無人值守變電站動物入侵的全天候防治，包括動物在高壓場內(nèi)活動所帶來的絕緣破壞隱患和鳥類停留時產(chǎn)生的鳥糞對高壓絕緣子、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動物，既符合生態(tài)社會要求，盡量消除電網(wǎng)重大隱患，同時又減少人工清理工作，提高績效，保證維修工作人員的人身安全。

3.2降低了電源單元的設(shè)計難度及維護成本

通過利用變電站內(nèi)強大的工頻輻射能量，經(jīng)過調(diào)制解調(diào)后，可以形成足夠功率的調(diào)制波，疊加復(fù)雜聲音效果及激光閃光器，能夠可靠實現(xiàn)驅(qū)離各種類型動物的目的，裝置不但減少了電路的驅(qū)動功率，而且音頻信號通過傳輸線能夠更遠距離擴散、增強驅(qū)離效果，有效驅(qū)離可達數(shù)百米，完全覆蓋整個變電站，減少設(shè)備的復(fù)雜程度，降低了電源單元的設(shè)計難度及維護成本，適宜野外長期運行。

3.3使用和維護變得更加便捷

在變電站所處的偏遠復(fù)雜地理環(huán)境下，在實現(xiàn)驅(qū)離動物的前提下，不因本裝置增加作業(yè)人員的工作量及風險，并便于檢修和更換，故而體積小、重量輕，強磁吸式安裝固定，電源狀態(tài)、報警指示直觀簡單，非常有必要進行推廣和普及。

4新裝置的創(chuàng)新點

利用變電站內(nèi)強大的工頻輻射能量，經(jīng)過調(diào)制解調(diào)后，形成足夠功率的調(diào)制波，疊加到四種組合復(fù)雜聲音效果：鞭炮、老鷹、狗叫、槍聲，由軟件編程實現(xiàn)上述音頻仿生目的，而且聲音類型、時間隨機，防止動物產(chǎn)生警覺麻痹，并根據(jù)晝夜、季節(jié)變化更換驅(qū)離動物模式。裝置整體要求體積小重量輕，便于安裝固定拆卸，功耗低，電源利用率高。輔助旋轉(zhuǎn)激光閃光器單元，具備軟啟動功能，在增強驅(qū)離動物效果的同時，保證其長壽命。電源設(shè)計為長壽命鋰鐵電池輔助太陽能補充充電，具備防過充過放功能，過溫自動斷電。多種安裝方式，即可采用強磁吸式安裝固定也可卡箍安裝固定，連接電纜及接口電路電磁兼容性強，應(yīng)抗高壓輸電輻射干擾。本裝置要求全封閉工藝設(shè)計，利用機殼自然散熱，全天候連續(xù)工作，防風防雨防蟲，適宜野外復(fù)雜天氣環(huán)境。軟件編程實現(xiàn)集中式的狀態(tài)、故障報警顯示，便于運維人員檢修。

結(jié) 語

綜上所述，本裝置利用先進的軟件編程與生物仿生技術(shù)有機結(jié)合，能夠全天候驅(qū)離動物，不局限動物種類，驅(qū)離效果明顯，驅(qū)離范圍大，極大提高了驅(qū)離效率，消除了變電站設(shè)備的重大隱患，同時減少人工提高績效，保證了設(shè)備及人身安全。裝置本身完全電氣隔離，安裝在高壓電氣安全距離外，安全性高，適用于目前所有電壓等級的變電站。本裝置兼容性好，體積小重量輕，分體設(shè)計，安裝靈活，可推廣至其它動物活動影響電網(wǎng)安全的眾多場所。裝置主機采用軟件編程技術(shù)，便于擴展設(shè)備功能，可升級改造實現(xiàn)更多的環(huán)境監(jiān)控、運行工況監(jiān)視等功能。

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作者簡介：

楊偉（1989-），男，工程師、技師，云南電網(wǎng)有限責任公司一級助理變電運檢技能專家。

李斌（1989-），男，工程師、技師，變電運行技術(shù)負責人。

羅翔（1993-），男，助理工程師、技師。

劉晶晶（1991-），男，助理工程師、技師。

林恩彬（1994-），男，助理工程師、高級工。

呂燕（1996-），男，助理工程師、高級工。