張少偉 王 健 米宏偉 賴冠斌 韓雪峰（深汕特別合作區(qū)供電局，廣東 深圳 518260）

0 引言

配電線路靠近居民區(qū)，線路覆蓋廣，所處的環(huán)境復(fù)雜多樣，是鳥類繁衍的理想場所，特別是在一些水稻、農(nóng)田、低洼潮濕地帶和一些村莊、僻靜開闊的莊稼地帶有鳥類捕食對象的地方成為鳥害高發(fā)區(qū)，對線路的安全運行造成嚴(yán)重威脅。目前，電力部門使用了多種智能的驅(qū)鳥裝置，雖然可以有一定作用，但是很難達(dá)到持續(xù)性地驅(qū)鳥效果，并且這些智能驅(qū)鳥裝置目前大多是應(yīng)用在110 kV電壓等級以上的輸電線路，針對配電線路應(yīng)用的驅(qū)鳥器少之又少。

1 傳統(tǒng)的驅(qū)鳥方法

為了解決鳥害問題，有效降低鳥害故障率，根據(jù)鳥類的生活習(xí)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(hù)措施來減少鳥類對線路的傷害。傳統(tǒng)的驅(qū)鳥方式有語音、化學(xué)、物理、超聲波、器人等，相互之間的效果比較如表1所示。從表1中的分析可以了解到激光驅(qū)鳥技術(shù)與傳統(tǒng)方法相比具有更好的效果。

表1 不同驅(qū)鳥方式效果對比

2 激光驅(qū)鳥的主要技術(shù)原理

驅(qū)鳥激光器發(fā)射出來的是532 nm波長的高亮光束，能瞬間對鳥類的眼睛產(chǎn)生短暫眩暈和失盲的效果，致使其感受到強(qiáng)烈的刺激，從而逃離桿塔。進(jìn)行激光驅(qū)鳥時還可以配備兩種顏色的激光，通過交替式照射提高刺激感觀，并且進(jìn)一步減小鳥類對某一激光器的適應(yīng)性。

3 配電線路激光驅(qū)鳥的特點

根據(jù)不同驅(qū)鳥需求，驅(qū)鳥可以分為以下幾個等級：

（1）驅(qū)巢級：主要特征是解決鳥兒在輸電線路、倉庫防護(hù)區(qū)域內(nèi)筑巢，以防止鳥類長時間在區(qū)域內(nèi)停留，防止污閃，防止鳥巢造成相間短路；

（2）驅(qū)食級：主要特征是在果園、魚塘等區(qū)域防止鳥兒覓食，避免侵食果實；

（3）凈空級：常應(yīng)用在航空機(jī)場、電力設(shè)備區(qū)域，以防止撞鳥和發(fā)生相間短路。

從配電線路的實際情況分析，其驅(qū)鳥等級為驅(qū)巢級和小區(qū)域凈空級。根據(jù)配電線路環(huán)境情況，其驅(qū)鳥方式還包括以下幾個特點：

（1）配電網(wǎng)靠近居民區(qū)，不宜采用語音驅(qū)鳥方式，以避免噪音影響周邊居民的日常生活；

（2）配電線路為小架空線路，驅(qū)鳥器安裝高度不高，桿塔作用的范圍也比較小，因此激光器照射范圍應(yīng)做出限制，以免對周邊居民造成影響，同時激光功率也不宜過高，以便減少不必要的功率損耗；

（3）配電線路鐵塔比較小，還有些是水泥桿的，安裝上會受到一定的限制，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)采取多種方法，以便適應(yīng)不同的安裝場合；

（4）受安裝位置的影響，激光光束照射時會在配電桿塔上產(chǎn)生盲區(qū)，設(shè)計時應(yīng)采用分體式安裝或者云臺控制方向的掃描的方式增加照射范圍，在覆蓋重點區(qū)域的同時，盡可能地減小盲區(qū)。

4 激光驅(qū)鳥器裝置功能實現(xiàn)

驅(qū)鳥裝置由太陽能供電單元、激光器及整形擴(kuò)束單元、光照強(qiáng)度感應(yīng)單元、多普勒雷達(dá)探測單元、云臺控制單元、爆閃燈、微處理單元組成。

4.1 激光器及整形擴(kuò)束單元

由兩個不同顏色的激光器組成，分別為綠色和紅色激光器。通過光束的整形擴(kuò)束可以減小光污染距離并擴(kuò)大照射的范圍，有利于提高驅(qū)鳥效率。兩束激光輸出時采用多種形式，包括慢速交替閃爍、慢速同時閃爍、高速交替閃爍和高速同時閃爍等。

4.2 光照強(qiáng)度傳感單元

感應(yīng)環(huán)境光照強(qiáng)度，將光強(qiáng)轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)放大處理生成模擬調(diào)制信號，經(jīng)過MCU控制單元采樣轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，計算光照強(qiáng)度。微處理單元將根據(jù)該光照強(qiáng)度對激光發(fā)射的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)白天光照強(qiáng)度較大時，為了避免自然光對激光光束的能量的影響，將對激光發(fā)射功率進(jìn)行增大，以達(dá)到有效地驅(qū)鳥效果。夜晚工作時減小激光發(fā)射功率還可以減少光污染，避免影響到周邊居民。

4.3 太陽能供電單元

由太陽能電池板、充放電控制器和蓄電池組成。在白天有太陽的條件下對設(shè)備進(jìn)行供電并對電池進(jìn)行充電，在晚上利用白天已儲存的電量為設(shè)備進(jìn)行供電。電池設(shè)計容量可供無光照條件下設(shè)備正常工作7天時間。

4.4 云臺控制單元

采用微型電控云臺，將激光照射模塊和爆閃模塊安裝在上面，支持左右、上下掃描，支持預(yù)置位設(shè)置。云臺控制激光器進(jìn)行照射，照射區(qū)域限定在安裝點的水平四周以及上方，限定激光器不向下照射，避免對桿塔下的行人或者車輛造成影響。

4.5 爆閃模塊

采用2顆大功率LED燈組成，發(fā)光顏色為白色和紅色，工作模式與激光照射方式相同，可與激光器同時工作，也可以單獨工作。

4.6 微處理單元

內(nèi)置智能MCU芯片，是裝備的控制核心。用于采集和控制各個單元協(xié)調(diào)工作。保存預(yù)置的工作模式、激光驅(qū)鳥工作計劃等。

4.7 安裝方式

考慮到配電線路與輸電線路的不同，本激光驅(qū)鳥器在保證驅(qū)鳥效果的情況下將進(jìn)行小型化低功耗設(shè)計。安裝方式將支持鐵塔角鐵安裝和水泥桿抱箍安裝兩種方式。

4.8 工作方式

系統(tǒng)采用智能化的工作模式，有定期循環(huán)驅(qū)趕和探測受控驅(qū)趕兩種模式。其中定期工作模式還支持夏冬兩種季節(jié)模式，以適應(yīng)不同的晝夜長短。系統(tǒng)還將進(jìn)行電量檢測，當(dāng)電量低于預(yù)設(shè)值，自動開啟低電量保護(hù)，并暫時關(guān)閉定時掃射功能，當(dāng)電池充電恢復(fù)正常后才開啟。

5 配電線路激光驅(qū)鳥器裝置的技術(shù)特點

（1）激光射程遠(yuǎn)，作用范圍大，是目前驅(qū)鳥設(shè)備中作用半徑最大的。（2）作業(yè)范圍大。在進(jìn)行光束整形擴(kuò)束之后可以形成大面積的光點，增加了直接照射鳥類眼睛的概率。（3）驅(qū)鳥效果長?？梢则?qū)除大部分的鳥類，這些鳥類對激光不會有適應(yīng)性，可使鳥類半永久地離開桿塔。（4）激光驅(qū)鳥器發(fā)出的激光光束為二級激光，對鳥類只是暫時性的刺激，不會對鳥類造成永久性傷害；該光束可直射人的皮膚，不會對皮膚造成傷害，不過安裝時工作人員或者周邊人員不宜直接注視光束，以免受強(qiáng)光的刺激造成眼睛的不適。（5）在拂曉、傍晚、陰雨天及霧天時，配電線路的飛鳥最多，對線路危害最大時，在這種情況下采用激光進(jìn)行驅(qū)鳥使用效果最佳。由此可見，與傳統(tǒng)驅(qū)鳥方式相比，自動激光驅(qū)鳥裝置的效果非常明顯。

6 結(jié)語

配電線路全自動智能激光驅(qū)鳥裝置的研究結(jié)合了多普勒雷達(dá)探測技術(shù)、電控云臺技術(shù)、激光整形擴(kuò)束技術(shù)和智能化工作模式，可以有效地持續(xù)性地對鳥類進(jìn)行驅(qū)逐，可以實現(xiàn)24小時內(nèi)不間斷驅(qū)鳥，鳥類也不會對這種高亮的激光形成耐受性，驅(qū)鳥效果不會隨時間降低，可以廣泛應(yīng)用于配電線路鳥害嚴(yán)重的場所。