韓如月,樊雅文，李建國,李 博，劉 洋

(1.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)；2.內(nèi)蒙古蒙高電力發(fā)展有限公司,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080；3.阿拉善電業(yè)局，內(nèi)蒙古 阿拉善 750306)

在內(nèi)蒙古地區(qū)，輸電線路發(fā)生鳥害通常為4月～11月，其中4月與11月屬于大量候鳥遷徙落腳時期，5月～10月屬于駐留候鳥，發(fā)生鳥害。

鳥類一般在黃昏時期開始選擇夜晚歇息地，由于北方風(fēng)大，樹木在大風(fēng)的擺動下，不停地蹂躪鳥巢，使鳥巢的維護工作量增大。所以，樹木不作為候鳥歇息之地，通常選擇堅固的鐵塔橫擔(dān)側(cè)相對平緩的環(huán)境筑巢。

1 輸電線路防鳥背景

1.1 鳥害措施

內(nèi)蒙古電力管轄超高壓輸電線路8 000余公里，曾多次發(fā)生線路鳥害跳閘，因此，內(nèi)蒙古電力下大力氣進行了治理，每基塔上安裝針式防鳥器13支、自能式防鳥器4支、風(fēng)動旋轉(zhuǎn)式防鳥器4支，每基塔共計21支防鳥設(shè)施，鳥害區(qū)域裝設(shè)更多。在這種情況下，從2011年以后，超高壓輸電線路共發(fā)生鳥害跳閘28次。而20支防鳥器布滿了橫擔(dān)側(cè)經(jīng)常檢修作業(yè)的地點，給登塔人員作業(yè)帶來不便，曾有作業(yè)人員多次受到防鳥針傷害。

1.2 防鳥器種類

防鳥器的種類很多，但多數(shù)供電部門采用了針式、自能式、風(fēng)動旋轉(zhuǎn)式、擋板式，均屬于局部防鳥設(shè)施，內(nèi)蒙古超高壓供電局曾安裝超聲波防鳥器，但缺點較多，主要原因是鳥類適應(yīng)性很強。內(nèi)蒙古超高壓供電局曾研制過紅外線防鳥器，但也因其鳥類適應(yīng)了單一的紅外線光譜而失敗。經(jīng)過多方論證與實踐，利用爆炸聲或其他恐懼聲防鳥器，同時伴有警示燈輔助，有助于降低跳閘率發(fā)生。

1.3 國內(nèi)外研究概況

現(xiàn)國內(nèi)外形形色色的防鳥設(shè)施種類繁多，但大部分為局部防鳥，所以防鳥依舊使用老式的針式、自能式、旋轉(zhuǎn)式等，在橫擔(dān)側(cè)布滿了防鳥刺，檢修人員多次受到傷害，帶來諸多不便。

2 鳥害故障發(fā)生的特征

2.1 鳥害故障發(fā)生的特征

鳥害引起故障的地形地貌經(jīng)觀察，多在靠近河流、水庫、低洼潮濕地帶；有較大樹木和一些村莊少、僻靜開闊的莊稼地帶等。

2.2 鳥類造成故障時的時間及季節(jié)特征

鳥類造成500kV輸電線路故障多數(shù)為凌晨2∶00以后，超高壓輸電線路白天在雷雨時也易發(fā)生鳥害，220kV及以下輸電線路白天發(fā)生鳥害的概率也較大，鳥害一年四季均有發(fā)生，但內(nèi)蒙古地區(qū)頻發(fā)在7月份、8月份與3月、10月底鳥類遷徙時途徑路過時期。

2.3 鳥害造成閃絡(luò)的特征

鳥落在桿塔橫擔(dān)上或在桿塔橫擔(dān)側(cè)時，其排泄物呈流體狀并且部分橋接了導(dǎo)體與桿塔之間的絕緣而導(dǎo)致閃絡(luò)。鳥害造成閃絡(luò)多數(shù)沿絕緣子串約占70%，沿空氣閃絡(luò)約占30%。沿絕緣子串閃絡(luò)是由于鳥類糞便順著絕緣子串造成的單相接地，沿空氣閃絡(luò)多數(shù)是由于風(fēng)吹鳥糞，使鳥糞對引流線或?qū)M擔(dān)與帶電體放電閃絡(luò)。另外，當(dāng)鳥糞積累到一定數(shù)量后，在潮濕或雨水的情況下也會發(fā)生閃絡(luò)。

3 輸電線路橫擔(dān)側(cè)全方位防鳥裝置的研制

3.1 語音模塊選擇

如圖1所示，采用串口式USB播放板JRF930語音模塊，利用電腦制作MP3爆炸音或狗叫音等，此模塊支持MP3和WAV格式音頻播放，支持標(biāo)準(zhǔn)串口控制，支持寬電壓9V～35V輸入，采用開關(guān)電源降壓、功耗低，支持外接12V警燈，播放聲音同時警燈閃爍，支持外接紅外感應(yīng)模塊、聲控模塊、超聲波感應(yīng)開關(guān)等。再加上后置功放電路，使爆炸或其他聲音放大，使鳥類恐懼而逃。

2013年8月到2017年2月選擇在我院進行診治的結(jié)腸癌合并腸梗阻患者144例，納入標(biāo)準(zhǔn)：臨床資料收集完整；患者知情同意本研究；病理結(jié)果確診為結(jié)腸癌合并腸梗阻；無手術(shù)禁忌癥；研究得到醫(yī)院倫理委員會的批準(zhǔn)。排除標(biāo)準(zhǔn)：妊娠與哺乳期婦女；神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤、間質(zhì)瘤、惡性黑色素瘤患者；急診病例患者。其中男性80例，女性64例；年齡39～84歲，平均年齡(56.22±4.19)歲；臨床分期：Ⅰ期80例，Ⅱ期40例，Ⅲ期24例。

3.2 感應(yīng)模塊選擇

3.2.1 超聲波感應(yīng)開關(guān)。如圖2所示，超聲波接近開關(guān)，可檢測到10m內(nèi)的任何物體。超聲波接近開關(guān)用于檢測不同材料、外形、顏色或濃度的物體，具有極佳的精確性、靈活性和可靠性。其應(yīng)用范圍非常廣泛，不管是液位測量還是高度測量，不管是距離測量還是裝瓶計數(shù)，不管是2.5cm還是10m，各種不同特性的物體都可檢測。并且可以是固體、液體、粉末，甚至是透明物體。檢測與表面的性質(zhì)無關(guān)，表面可以粗糙或平滑、清潔或臟污、潮濕或干燥。超聲波接近開關(guān)傳感器結(jié)構(gòu)非常堅固，其缺點對臟污、環(huán)境光線或噪聲不敏感，而且價格較高。

圖2 超聲波感應(yīng)開關(guān)

3.2.2 微波感應(yīng)開關(guān)。若為了成本降低的情況下，可使用其他接近開關(guān)，如圖3所示，微波感應(yīng)開關(guān)是根據(jù)多普勒效應(yīng)原理而生產(chǎn)的感應(yīng)開關(guān)，感應(yīng)距離為6m～8m，角度廣，無死角，能穿透玻璃或薄木板，不受環(huán)境、溫度、灰塵等影響，感應(yīng)距離不會縮短。當(dāng)有移動物體時，開關(guān)導(dǎo)通；移動物體離開后，斷開電源。

圖3 微波感應(yīng)開關(guān)

在實際測試中，8m內(nèi)的一個微小動作，開關(guān)都能感應(yīng)到，適合本裝置研制使用。微波感應(yīng)開關(guān)在輸電線路使用中，應(yīng)采用金屬屏蔽封裝式，此種封裝可避免感應(yīng)電傷害與誤報現(xiàn)象發(fā)生。

3.3 接線原理圖

不論是采用超聲波感應(yīng)開關(guān)或微波感應(yīng)開關(guān)，其接線原理相同，接線如圖4所示，負(fù)載接JRF930語音模塊，超聲波感應(yīng)開關(guān)按各自不同型號說明書進行接線。

圖4 微波感應(yīng)開關(guān)接線

其中，BUSY接爆閃警燈，BUSY屬于忙信號輸出，當(dāng)微波感應(yīng)開關(guān)接收到外界干擾時，JRF930語音模塊播放MP3爆炸聲或狗叫聲，同時爆閃燈開始閃爍；MP3聲音可從電腦網(wǎng)絡(luò)里查找，利用串口拷貝至語音模塊內(nèi)。

3.4 裝置供電與封裝

裝置本身工作電壓為12V，而工作電流較小，只有在外界干擾時會產(chǎn)生500mA的電流，所以，供電仍采用太陽能電池板與蓄電池供電。

而候鳥在白天和黃昏時分為活動時間，故太陽能電池板經(jīng)常在工作，而蓄電池工作機會較小，若裝置采用智能充電，采用優(yōu)質(zhì)蓄電池，3a～5a內(nèi)不用更換蓄電池。

裝置在封裝時，應(yīng)充分考慮高溫與低溫狀態(tài)下運行以及考慮防雨、防塵等措施。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

微波感應(yīng)開關(guān)(或超聲波感應(yīng)開關(guān))有效監(jiān)測范圍通常在6m～8m，而500kV輸電線路橫擔(dān)側(cè)如圖5所示，通常為21m左右，建議現(xiàn)場實際使用時并聯(lián)2～3個或更多感應(yīng)開關(guān)，分別平均布置在橫擔(dān)側(cè)，使全橫擔(dān)達(dá)到無死角。

圖5 輸電線路直線塔

當(dāng)候鳥飛入橫擔(dān)側(cè)感應(yīng)開關(guān)6m～8m范圍時，感應(yīng)開關(guān)閉合，裝置啟動，發(fā)出巨大的爆炸聲或狗叫聲，同時裝置警示燈開始閃爍，候鳥判斷出聲音與光閃的方向后，從而反方向逃空。

為了保護作業(yè)人員在登塔過程中受驚嚇，裝置的前置部分安裝遙控開關(guān)，現(xiàn)市場上遙控開關(guān)種類較多，只要距離達(dá)到50m且供電范圍與裝置匹配就可以應(yīng)用在裝置中。

作業(yè)人員在登塔前，監(jiān)護人員按下遙控按鈕停止其裝置工作，作業(yè)人員檢修完畢，監(jiān)護人員再次按下啟動按鈕即可更換另一種其他恐懼音，本模塊可存放多種聲音。

輸電線路巡視工作每月進行，當(dāng)運行人員每月巡視到塔位時，可按下遙控器更換下一種聲音，使鳥類無法適應(yīng)，從而保證鳥類遠(yuǎn)離鐵塔。

5 結(jié)束語

利用功率較大語音模塊與感應(yīng)開關(guān)相結(jié)合，有效地預(yù)防了鳥害發(fā)生。為了檢修人員的安全工作，在安裝此裝置的塔位，工作負(fù)責(zé)人應(yīng)在工作前利用遙控器將此裝置暫時關(guān)閉，待工作結(jié)束后按下遙控器啟動按鈕，恢復(fù)原有狀態(tài)，即可繼續(xù)防鳥狀態(tài)。遙控器還具有設(shè)置其他聲音功能，運行人員到達(dá)巡視塔位后，改變其聲音，使適應(yīng)原聲的鳥類，聽其聲再次進入恐怖狀態(tài)。此裝置既不傷害鳥類，又使線路安全運行，為生態(tài)平衡做了貢獻(xiàn)。但裝置在靠近村莊或住戶時受到影響，所以建議裝置安裝在遠(yuǎn)離有人居住的地區(qū)為宜。