梅晶

摘 ? 要：隨著國(guó)內(nèi)無人值守變電站、智能變電站的快速發(fā)展應(yīng)用，針對(duì)變電站關(guān)鍵設(shè)備及核心區(qū)域的小動(dòng)物防控措施，本文提出小動(dòng)物“主動(dòng)防御”理念，改變傳統(tǒng)被動(dòng)管理模式，從小動(dòng)物入侵行為事前預(yù)警、事中處置和事后分析決策的閉環(huán)管控需求出發(fā)，研究集主動(dòng)偵測(cè)、主動(dòng)驅(qū)逐、智能預(yù)警等功能于一體的變電站小動(dòng)物統(tǒng)一防治體系，實(shí)現(xiàn)小動(dòng)物智能化防控管理。最后開發(fā)一套變電站小動(dòng)物主動(dòng)防御終端和管控平臺(tái)，驗(yàn)證了該方法的可行性和可靠性。

關(guān)鍵詞：小動(dòng)物 ?主動(dòng)防御機(jī)制 ?主動(dòng)偵測(cè)驅(qū)逐 ?智能預(yù)警

中圖分類號(hào)：F273 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）02（c）-0035-02

變電站是電力系統(tǒng)中承擔(dān)電能轉(zhuǎn)換和能量二次分配的重要設(shè)施，在電網(wǎng)的安全可靠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面有至關(guān)重要的作用，因此變電站內(nèi)高低壓配電室、電纜通道、控制中心等核心區(qū)域的設(shè)施設(shè)備必須加強(qiáng)防護(hù)管理，防止鼠、蛇等小動(dòng)物以及其他各類外來入侵行為造成的電力設(shè)施損壞甚至是電力事故的發(fā)生。

隨著國(guó)內(nèi)無人值守變電站、智能變電站的快速發(fā)展應(yīng)用，如何提高變電站小動(dòng)物智能化防控手段以保證設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行成為一項(xiàng)長(zhǎng)期性的特殊工作。

1 ?現(xiàn)狀分析

目前，國(guó)內(nèi)變電站對(duì)于小動(dòng)物防范采取的防范措施主要以被動(dòng)管理為主，包括：門窗加裝擋鼠板和密集鐵絲網(wǎng);施工結(jié)束或間斷時(shí)及時(shí)封堵孔洞;放置滅鼠毒餌、捕鼠夾或粘鼠板;制定小動(dòng)物防護(hù)設(shè)施巡檢制度等[1-3]。但以上方法存在鼠類尸體難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)清理、封堵措施可靠性差、捕鼠設(shè)施易被人員誤碰等問題，整體可控性、可持續(xù)性有待進(jìn)一步提升改進(jìn)。

因此，本文從“主動(dòng)防御”角度出發(fā)，提出建立全方位的變電站核心區(qū)域小動(dòng)物主動(dòng)防御機(jī)制，從主動(dòng)偵測(cè)、主動(dòng)驅(qū)逐、智能預(yù)警等方面構(gòu)建變電站小動(dòng)物統(tǒng)一防治體系，實(shí)現(xiàn)小動(dòng)物智能化防控管理。

2 ?主動(dòng)防御機(jī)制設(shè)計(jì)

2.1 主動(dòng)偵測(cè)功能

為了實(shí)現(xiàn)主動(dòng)防御系統(tǒng)的自動(dòng)偵測(cè)功能，本文研究主動(dòng)紅外探測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)變電站關(guān)鍵區(qū)域外來生物入侵的主動(dòng)偵測(cè)?？紤]到目前安防市場(chǎng)主動(dòng)紅外探測(cè)器容易受到地形、氣候等外界因素的影響而發(fā)生誤報(bào)，項(xiàng)目采用編碼調(diào)制技術(shù)作為降低誤報(bào)的解決辦法。該技術(shù)將原先沒有信號(hào)特征的紅外線光束進(jìn)行編碼調(diào)制，實(shí)現(xiàn)特征信號(hào)在發(fā)射器和接收器之間的唯一映射和解碼，避免以往無信號(hào)特征的多組光束間相互干擾或受環(huán)境光線影響問題，解決了紅外線光束發(fā)散導(dǎo)致互相覆蓋而產(chǎn)生誤報(bào)的問題，從而有效地降低了主動(dòng)偵測(cè)的誤報(bào)率，提高主動(dòng)防御系統(tǒng)應(yīng)用可靠性。

2.2 主動(dòng)驅(qū)逐功能

利用多重仿生電磁波+變頻超聲波技術(shù)，使老鼠的聽覺系統(tǒng)感到不適，破壞其生存環(huán)境，以達(dá)到主動(dòng)驅(qū)逐的效果;變頻超聲波技術(shù)通過隨機(jī)改變發(fā)射頻率，避免老鼠形成免疫反應(yīng)影響驅(qū)逐效果[4]。同時(shí)，根據(jù)“以鼠制鼠”的仿生學(xué)原理，研究獲取多種老鼠遭捕殺時(shí)和臨死時(shí)的慘叫聲，經(jīng)技術(shù)手段處理錄制鼠類敏感而恐懼的聲音進(jìn)行主動(dòng)間歇播放，營(yíng)造一個(gè)極為不適的鼠類生活環(huán)境，最終迫使其逃離現(xiàn)場(chǎng)。

此外，根據(jù)蛇類腹部對(duì)震動(dòng)敏感以及對(duì)聲音警覺的特性，研究振動(dòng)波+超聲波技術(shù)，在保障人體健康和環(huán)境無污染前提下，設(shè)計(jì)合理的振動(dòng)頻率（500～900Hz）通過傳遞振動(dòng)波和聲波達(dá)到驅(qū)逐蛇類的目的，同時(shí)融合自適應(yīng)控制技術(shù)，智能改變振動(dòng)波頻率，防止出現(xiàn)蛇類對(duì)驅(qū)逐設(shè)備的免疫反應(yīng)。

2.3 主動(dòng)預(yù)警功能

為便于運(yùn)維人員在遠(yuǎn)方監(jiān)控中心第一時(shí)間獲得主動(dòng)偵測(cè)驅(qū)逐信息和布防設(shè)備的異常狀態(tài)信息，本文設(shè)計(jì)主動(dòng)防御系統(tǒng)的自動(dòng)預(yù)警功能，融合應(yīng)用多元化主動(dòng)告警技術(shù)和無線組網(wǎng)通信技術(shù)，突破時(shí)間和空間的約束，將管控應(yīng)用延伸到全方位范圍。當(dāng)紅外偵測(cè)裝置發(fā)現(xiàn)入侵行為或捕捉設(shè)備捕獲小動(dòng)物后，第一時(shí)間按預(yù)定的告警策略將預(yù)警信息以APP告警、遠(yuǎn)程桌面推送或短消息形式發(fā)送給相關(guān)管理人員，提醒運(yùn)維人員及時(shí)作出對(duì)應(yīng)的處理，真正實(shí)現(xiàn)了入侵行為事前預(yù)警、事中處置和事后分析決策的閉環(huán)管控。

3 ?主動(dòng)偵測(cè)驅(qū)逐系統(tǒng)開發(fā)及功能驗(yàn)證

為驗(yàn)證本文提出的小動(dòng)物主動(dòng)防御機(jī)制在功能實(shí)現(xiàn)上的可行性和準(zhǔn)確性，筆者與合作單位共同開發(fā)一套變電站小動(dòng)物主動(dòng)防御終端和管控平臺(tái)。

3.1 主動(dòng)防御終端

主動(dòng)防御終端包括現(xiàn)場(chǎng)偵測(cè)單元、驅(qū)逐單元和捕捉單元，各功能單元之間采用Zigbee無線組網(wǎng)進(jìn)行通信?？紤]到變電站內(nèi)部分死角區(qū)域和長(zhǎng)距離大量布防的經(jīng)濟(jì)性，設(shè)計(jì)固定式和移動(dòng)式兩種偵測(cè)驅(qū)逐裝置，移動(dòng)式小動(dòng)物驅(qū)逐裝置（集成驅(qū)鼠器/驅(qū)蛇器）很好補(bǔ)充固定式驅(qū)逐設(shè)備無法移動(dòng)的不足，尤其適用于電纜溝內(nèi)長(zhǎng)距離的移動(dòng)巡檢，避免了此類區(qū)域大量布局固定式驅(qū)逐設(shè)備的資源浪費(fèi)。

此外，移動(dòng)式驅(qū)逐裝置主機(jī)具有自主避障和自動(dòng)定期巡檢功能，具備監(jiān)測(cè)、記錄固定式設(shè)備驅(qū)逐狀態(tài)的功能，保證固定式驅(qū)逐裝置狀態(tài)可測(cè)可控?，F(xiàn)場(chǎng)終端防御裝置與管控平臺(tái)通過有線或4G通信，方便運(yùn)維人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)小動(dòng)物活動(dòng)軌跡、驅(qū)逐情況的統(tǒng)計(jì)分析和設(shè)備布控策略的優(yōu)化管理。

3.2 管控平臺(tái)

變電站小動(dòng)物主動(dòng)防御管控平臺(tái)采用計(jì)算機(jī)組態(tài)技術(shù)，并融合WEB瀏覽功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)偵測(cè)、驅(qū)逐信息的即時(shí)管理，并能夠第一時(shí)間啟動(dòng)預(yù)警信息發(fā)布，提高小動(dòng)物主動(dòng)防治工作效率和設(shè)備異常的響應(yīng)速度。該平臺(tái)支持通過移動(dòng)4G、GSM網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備通訊，加密APN專網(wǎng)通信保障了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩煽俊?/p>

為了驗(yàn)證整套防御系統(tǒng)在偵測(cè)、驅(qū)逐和預(yù)警信息發(fā)布等多項(xiàng)功能的準(zhǔn)確性，筆者單位通過實(shí)驗(yàn)室環(huán)境開展了外來入侵偵測(cè)、小白鼠驅(qū)逐試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，偵測(cè)單元誤報(bào)率控制在1%以內(nèi)，驅(qū)逐成功率達(dá)到92%以上，試驗(yàn)結(jié)果符合預(yù)期功能指標(biāo)設(shè)定值，具備批量生產(chǎn)和技改應(yīng)用的要求。

4 ?結(jié)語

本文提出變電站小動(dòng)物“主動(dòng)防御”理念，并建立綜合全面的小動(dòng)物主動(dòng)防御防治管控體系，從主動(dòng)偵測(cè)、主動(dòng)驅(qū)逐、智能預(yù)警等方面實(shí)現(xiàn)小動(dòng)物智能化全周期閉環(huán)管控。研制開發(fā)的防御終端樣機(jī)和管控平臺(tái)經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，主動(dòng)偵測(cè)、驅(qū)逐和預(yù)警功能能夠滿足智能化管控需求，且運(yùn)維巡檢持續(xù)性、目的性、有效性得到進(jìn)一步保障，有效減少動(dòng)物入侵及破壞導(dǎo)致的設(shè)備及電纜故障，大幅減少運(yùn)維綜合管理成本，具有廣闊的應(yīng)用前景和重要推廣價(jià)值，對(duì)于電力物聯(lián)網(wǎng)背景下變電站智能運(yùn)維的建設(shè)發(fā)展具有重要參考意義和實(shí)踐價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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