對(duì)變電站防入侵智能布防系統(tǒng)的研究葉軍輝

顏明波+何濤

摘 要：35 kV變電站防入侵智能布防系統(tǒng)主要是用來(lái)驅(qū)趕以老鼠為主的小動(dòng)物，達(dá)到保護(hù)電子設(shè)備的目的，從而保證變電站的運(yùn)行安全，提高其供電可靠性。

關(guān)鍵詞：變電站；防入侵智能布防系統(tǒng)；ZigBee通信；遠(yuǎn)程控制

中圖分類號(hào)：TM632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.111

變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它擔(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的任務(wù)，對(duì)電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著舉足輕重的作用。一般情況下，變電站都是無(wú)人值守的，而且環(huán)境舒適，與居民區(qū)有一定的距離，是小動(dòng)物棲息的理想場(chǎng)所，所以，蛇鼠蟲鳥等常常進(jìn)入變電站內(nèi)，導(dǎo)致電力事故頻發(fā)。目前，防止小動(dòng)物進(jìn)入變電站內(nèi)主要采取施工封堵和設(shè)置擋鼠板等措施，并且不斷加大對(duì)變電站的管理力度，以保證其運(yùn)行安全和供電可靠性。

1 裝置介紹

1.1 智能驅(qū)鼠器

智能驅(qū)鼠器是利用專業(yè)的電子技術(shù)設(shè)計(jì)，結(jié)合科學(xué)工作者對(duì)鼠類的研究，研制出的能產(chǎn)生20～55 kHz超聲波的一種裝置。它產(chǎn)生出的超聲波能夠有效刺激鼠類，讓它們感到不安，受到了威脅。應(yīng)用該設(shè)備是為了創(chuàng)造一個(gè)無(wú)鼠、無(wú)害蟲的優(yōu)質(zhì)空間，使害蟲、老鼠等無(wú)法生存，無(wú)法在防治區(qū)內(nèi)繁殖生長(zhǎng)，迫使它們自動(dòng)遷移，從而達(dá)到根除老鼠、害蟲的目的。雖然該設(shè)備產(chǎn)生的電磁波只有幾赫茲，但它具有ZigBee智能控制功能，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線組網(wǎng)，而且設(shè)備之間以節(jié)點(diǎn)續(xù)傳的方式接力傳遞數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的統(tǒng)一管理和相關(guān)信息的上報(bào)等。設(shè)備所用的ZigBee模塊是由美國(guó)FCC認(rèn)證的，它不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，在不組網(wǎng)的情況下也可以獨(dú)立工作。

智能驅(qū)鼠器是由AC220 V供電，內(nèi)置ZigBee組網(wǎng)模塊。而ZigBee組網(wǎng)模塊是ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備，它可以接收集中控制器發(fā)出的布防命令和撤防命令，即打開或關(guān)閉電源控制驅(qū)鼠器的工作狀態(tài)，完成實(shí)時(shí)通信。

1.2 智能捕鼠器

這是利用老鼠喜好鉆洞、喜好陰暗環(huán)境的特性為其量身定制的一個(gè)“黑洞”。將該設(shè)備放置在老鼠日?；顒?dòng)的必經(jīng)之路捕殺它，利用機(jī)械原理達(dá)到目的。待設(shè)備捕捉到獵物后，會(huì)發(fā)送信息告知后臺(tái)系統(tǒng)，提醒工作人員處理現(xiàn)場(chǎng)。

智能捕鼠器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有一個(gè)入口，里面是斜向上的一塊金屬踏板，相當(dāng)于蹺蹺板兩端中的一端，一端有一個(gè)金屬片卡扣，可以鎖住平衡板使其無(wú)法向上抬起。金屬片卡扣只能朝捕鼠器里面的方向打開，反方向是無(wú)法打開的。這樣，進(jìn)去的老鼠就無(wú)法再出來(lái)。沒有老鼠時(shí)，鼠籠入口會(huì)打開，引導(dǎo)老鼠進(jìn)入。當(dāng)老鼠進(jìn)入這個(gè)入口后，它會(huì)沿著鼠籠平衡板向上爬，當(dāng)其經(jīng)過(guò)平衡板中心后，受重力作用，平衡板會(huì)向卡扣端傾斜下壓。這時(shí)，卡扣就會(huì)鎖住平衡板，而入口端也會(huì)被抬高堵住，進(jìn)來(lái)的老鼠也就無(wú)法原路返回，只能繼續(xù)向捕鼠器里面爬。待老鼠推開金屬片卡扣，經(jīng)過(guò)平衡板的卡扣端，根據(jù)杠桿原理，入口端會(huì)重新下壓恢復(fù)到入口打開的狀態(tài)，金屬片卡扣又會(huì)恢復(fù)到下垂的狀態(tài)。

1.3 智能驅(qū)蛇器

由科學(xué)研究可知，蛇的腹部對(duì)振動(dòng)非常敏感，微小的振動(dòng)蛇都可以感覺到，所以，智能驅(qū)蛇器就是根據(jù)振動(dòng)波發(fā)射原理研制出來(lái)的。這個(gè)設(shè)備具有ZigBee智能控制功能，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線組網(wǎng)，而且設(shè)備之間是以節(jié)點(diǎn)續(xù)傳的方式接力傳遞數(shù)據(jù)的，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的統(tǒng)一管理和信息上報(bào)。該設(shè)備選用的ZigBee模塊是由美國(guó)FCC認(rèn)證的，它不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，在不組網(wǎng)的情況下也可以獨(dú)立工作。

1.4 無(wú)線集中控制器

無(wú)線集中控制器是系統(tǒng)的核心，其內(nèi)置無(wú)線通信模塊，可以利用無(wú)線信號(hào)控制驅(qū)鼠器、驅(qū)蛇器、捕鼠器工作，并接收來(lái)自各測(cè)點(diǎn)的ZigBee無(wú)線數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或GPRS通道向后臺(tái)管理軟件傳送布防點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息。因?yàn)椴捎玫臒o(wú)線通信技術(shù)支持自組網(wǎng)，所以，一個(gè)控制器可以接收和管理多個(gè)節(jié)點(diǎn)，具備較強(qiáng)的擴(kuò)展能力。在工作過(guò)程中，用戶可以自由地增加或減少節(jié)點(diǎn)，也可以更換集中器，且不需要任何配置，使用起來(lái)方便、靈活。無(wú)線控制器是用Intenet與后臺(tái)服務(wù)軟件通信的。

無(wú)線集中控制器有2個(gè)作用：①將布防、撤防數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)軟件中；②監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)其他設(shè)備的工作狀態(tài)，根據(jù)遙控器發(fā)出的控制信息啟動(dòng)和停止現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)設(shè)備。

1.5 后臺(tái)管理軟件

后臺(tái)管理軟件主要是用來(lái)查看系統(tǒng)的工作狀態(tài)，記錄現(xiàn)場(chǎng)布防、撤防信息，同時(shí)，還具有遠(yuǎn)程布防、撤防的功能。另外，該軟件可以顯示歷史數(shù)據(jù)、記錄設(shè)備狀態(tài)、記錄現(xiàn)場(chǎng)溫濕度信息、抓到小動(dòng)物后報(bào)警并短信提示等。

2 項(xiàng)目實(shí)施情況

變電站防入侵智能布防系統(tǒng)是驅(qū)趕老鼠等動(dòng)物的電子布防設(shè)備，它是一種高效的防范手段，能夠有效減少電網(wǎng)短路事故的發(fā)生。

在實(shí)際工作中，可選擇一個(gè)變電站作為試點(diǎn)完成相關(guān)研究和測(cè)試工作，保證其在站內(nèi)成功試運(yùn)行3個(gè)月以上。由于設(shè)備均為便攜式的，無(wú)需安裝，操作起來(lái)非常方便。無(wú)線控制器是系統(tǒng)的核心，內(nèi)置無(wú)線通信模塊，可以利用無(wú)線信號(hào)控制驅(qū)鼠器、驅(qū)蛇器、捕鼠器工作，并接收來(lái)自各測(cè)點(diǎn)ZigBee的無(wú)線數(shù)據(jù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或GPRS通道向后臺(tái)管理軟件傳輸測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息。因?yàn)閆igBee技術(shù)支持自組網(wǎng)，所以，一個(gè)控制器可以接收和管理多個(gè)節(jié)點(diǎn)，并且可以即插即用。而用戶也可以自由地增加或減少節(jié)點(diǎn)、更換集中器，不需要進(jìn)行任何配置，使用起來(lái)方便、靈活。

3 系統(tǒng)特點(diǎn)

該系統(tǒng)采用的是全電子便攜式設(shè)計(jì)，與傳統(tǒng)的驅(qū)鼠驅(qū)蛇設(shè)備不同，系統(tǒng)的子設(shè)備內(nèi)嵌有太陽(yáng)能板或由電池供電，電路設(shè)計(jì)具有遙控、遙信和遙測(cè)功能。它的特點(diǎn)是：①設(shè)備安裝便捷，即插即用。②各個(gè)設(shè)備可按需靈活搭建，集中控制，遠(yuǎn)程管理。③使用相關(guān)設(shè)備時(shí)不可以破壞生態(tài)環(huán)境。該系統(tǒng)主要是破壞動(dòng)物的生活習(xí)性，讓動(dòng)物煩躁，阻止其進(jìn)入變電站或迫使其離開。④有雙重保護(hù)作用。對(duì)于已經(jīng)進(jìn)入站內(nèi)的蛇鼠，要用捕鼠器、捕蛇器捕捉它們，防止發(fā)生電力事故。⑤有遠(yuǎn)程提示，當(dāng)有動(dòng)物被捉時(shí)，系統(tǒng)會(huì)立即通知管理員清理現(xiàn)場(chǎng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

雖然防止小動(dòng)物進(jìn)入變電站是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的維護(hù)檢查工作，但是，它具有特殊性、長(zhǎng)期性和復(fù)雜性。為了加強(qiáng)對(duì)變電站的管理，使設(shè)備能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行，通過(guò)對(duì)防入侵智能布防系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，有效降低了短路事故發(fā)生的概率，實(shí)現(xiàn)了安全生產(chǎn)的目標(biāo)，營(yíng)造了安全的生產(chǎn)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕