國網(wǎng)浙江省電力有限公司永嘉縣供電公司 鄭 斌

隨著城市的不斷發(fā)展以及人們對電力的需求日益增長，變電站這一重要設(shè)施在城市中扮演著至關(guān)重要的角色。然而，由于變電站建設(shè)地理位置較為特殊，面對小動物的損壞，已經(jīng)成為變電站管理者值得關(guān)注的一個重要問題。

本文以浙江永嘉縣某變電站為例，分析了該變電站光纜所遭遇到的動物破壞威脅和引發(fā)的危害。浙江永嘉縣屬于多山地理環(huán)境，變電站多處在山區(qū)，鼠類、鳥類、蛇類活動頻繁，由于鳥類、鼠類、蛇類等小動物造成的變電站故障時有發(fā)生很多。鼠類、蛇類在電力系統(tǒng)中的危害較為嚴(yán)重，主要通過電纜溝侵入啃咬電纜絕緣材料，咬壞電纜；進(jìn)入開關(guān)室后，在內(nèi)部設(shè)備、零部件的空隙處竄動，嚴(yán)重破壞電氣線路和設(shè)備零部件，造成設(shè)備損毀誘發(fā)大面積停電事故，給國家造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。

在小動物進(jìn)入到一次設(shè)備活動時，造成一次設(shè)備電器短路，甚至由于其破壞行動會導(dǎo)致斷路器跳閘，繼電保護(hù)裝置誤動，誘發(fā)大規(guī)模停電、電網(wǎng)失控、設(shè)備斷電等情況[1]。在變電站中二次設(shè)備往往配置直流電源，小動物在其中活動時，可能會誘發(fā)直流系統(tǒng)接地或者電路短路，導(dǎo)致二次設(shè)備難以正常工作，出現(xiàn)拒動、誤動等問題。但對于整個電力系統(tǒng)來說，如果沒有及時發(fā)現(xiàn)小動物破壞問題，就會不斷積累對設(shè)備的損壞，最終引發(fā)大范圍的電力系統(tǒng)故障。

目前，該變電站使用周期巡檢的方式，人工破壞鳥巢進(jìn)行防治鳥害工作，工作效率低下，人力資源調(diào)動較大，經(jīng)濟(jì)成本較高，并且由于驅(qū)鳥器安裝位置往往是緊貼樹干，不利于建設(shè)自動化、智能化驅(qū)鳥系統(tǒng)，也不利于搜集鳥害數(shù)據(jù)作為防治工作的參考依據(jù)。同樣，鼠類和蛇類的防治上一直缺乏良好方法。

變電站預(yù)防小動物破壞工作具有長期性、周期性、季節(jié)性和特殊性。小動物對變電站的破壞可能會對變電站運行帶來較大風(fēng)險。鳥類巢穴可堵塞變電站設(shè)備上的孔洞，在暴雨和洪水情況下堵塞排水系統(tǒng)，導(dǎo)致閃跳事故的發(fā)生；嚙齒動物則會咬斷線纜產(chǎn)生火花，或刮擦機(jī)器表面使得機(jī)器無法正常運轉(zhuǎn)。這些情況如果不能及時得到解決，必然會造成電力停供的后果。因此，必須采取有效措施預(yù)防小動物的破壞，以確保變電站安全穩(wěn)定地運行。

1 常規(guī)防護(hù)

目前，變電站所使用的是PVC套管，具有使用壽命長、力學(xué)性能好、抗腐蝕能力強(qiáng)等特點，能夠防止動物啃食和腐蝕。為了防鼠需要給光纜嵌套多層防護(hù)外套，由于其運行環(huán)境對套管材質(zhì)的導(dǎo)電性有一定要求，所以一般不會使用金屬材質(zhì)套管保護(hù)光纜。在變電站的光纜上，需要對電纜溝內(nèi)非金屬材質(zhì)光纜套用PVC管來確保防護(hù)效果[2]。同時，對于電纜溝進(jìn)出口安裝PVC套管，并盡量確保固定，避免套管落地，增加使用壽命，降低動物破壞威脅。PVC套管直接穿入預(yù)埋的鍍鋅鋼管內(nèi)，做好防火、放小動物封堵工作[3]。

在光纜敷設(shè)后，需要確定PVC套管固定在電纜溝支架上，使用阻燃型材料套管保護(hù)，確保外套管足夠長，并使用固定膠防脫。在選材上需要注重防火，一般使用阻燃高密度聚乙烯，能夠起到良好的防火作用，其本身的強(qiáng)度足夠，在插入套管時需要確保緊固，避免在運行過程中滑脫。內(nèi)套管在電纜溝內(nèi)需要使用鍍鋅鐵線或者護(hù)套線固定，不能使用扎帶、膠帶等簡易材料，避免在常年運行下松脫。

并且，要在各類開關(guān)室、配電室等出入口放置小動物擋板，并放置標(biāo)志牌，未經(jīng)允許不得擅動小動物擋板，并且在室內(nèi)需要配置一定量的粘鼠劑等防治小動物工具，避免鼠類、爬蟲類等動物侵入室內(nèi)破壞電氣設(shè)備[4]。

室外防護(hù)。在變電站周圍設(shè)置圍墻和排水溝，加強(qiáng)變電站的封閉性，阻止小動物進(jìn)入。加強(qiáng)變電站的維護(hù)和清潔，保持變電站整潔無異味，避免吸引小動物進(jìn)入變電站。尤其需要注意，如室外LW8-35型開關(guān)，其底座機(jī)構(gòu)箱為敞開式，需要采取措施防治鳥類進(jìn)入其底部構(gòu)巢，避免鳥巢卡住機(jī)構(gòu)箱動作臂，嚴(yán)重威脅到開關(guān)機(jī)構(gòu)的分合動作。同時，室外必須清理雜草，澆注鋪設(shè)水泥到位；室內(nèi)要保持整潔；隨手關(guān)門，或?qū)㈤T加裝能自動關(guān)閉的彈簧裝置，嚴(yán)格控制門和地面間隙[5]。

2 智能化小動物防御體系

伴隨社會的發(fā)展，維持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有著越來越重要的意義，嚙齒類動物的牙齒十分鋒利，對光纜會造成嚴(yán)重的破壞，在一般所敷設(shè)的變電站光纜在接頭處和線路彎曲處往往沒有設(shè)置PVC套管，使得脆弱的光纜暴露在外，存在隱患。傳統(tǒng)變電站動物防治措施是結(jié)合人工巡視以及人工監(jiān)控的方式，實現(xiàn)周期性巡查變電站各個設(shè)備的損壞情況、電纜溝密閉情況以及光纜狀態(tài)。這種傳統(tǒng)方式的缺陷在于人為誤差較大、效率較低，同時無法實現(xiàn)全天候監(jiān)控，自動化程度低，已不能滿足變電站對小動物破壞的檢測需求。伴隨智能化技術(shù)的發(fā)展，自動化、智能化技術(shù)在變電站預(yù)防小動物破壞上有所應(yīng)用。針對光纜的小動物防治，可以加設(shè)自動化、智能化防治措施。

表1 小動物防御措施

伴隨計算機(jī)視覺技術(shù)和視頻監(jiān)控智能算法的推進(jìn)，在變電站中能夠結(jié)合已有的高清視頻監(jiān)控來搭配智能化算法構(gòu)建出無人化、智能化監(jiān)控體系，將變電站周圍監(jiān)控的視頻信息輸入到總控系統(tǒng)中，由智能化算法解析，能夠?qū)崟r判斷設(shè)備運行環(huán)境是否正常。

在運維過程中，人工監(jiān)控方式需要較高的人力資源耗用，工作效率較低，人為誤差較大，巡視過程中容易忽略所需信息?？衫弥悄芑惴▉碓谝曨l監(jiān)控中實現(xiàn)自動化分析處理視頻信息。幫助工作人員自動標(biāo)注出蛇類、鼠類的圖像，實現(xiàn)對于變電站內(nèi)小動物的精確定位，實現(xiàn)全天候監(jiān)控。在智能化監(jiān)控上小動物入侵檢測算法設(shè)計上，需要找出研究對象鼠類、蛇類的特征，來實現(xiàn)視頻圖像的分析處理。小動物特征描述可分為三類：底層特征、基于學(xué)習(xí)的特征和混合特征。

底層特征指的是顏色、紋理梯度等視頻圖像特征，其優(yōu)勢在于特征單一，以及能夠利用分圖層計算方法提高算法的運行效率，但是僅僅使用單一特征來辨別復(fù)雜物體，可能造成辨別能力差，無法正確識別，以及少識漏識的情況。

基于學(xué)習(xí)的特征是利用機(jī)器學(xué)習(xí)的算法，給算法大量無規(guī)律小動物樣本，讓機(jī)器計算分析得到小動物的特征表達(dá)，由此可能得到較強(qiáng)辨別能力。但是其缺點在于訓(xùn)練樣本大量訓(xùn)練下可能產(chǎn)生過擬合的問題，對于非樣本涵蓋的小動物，不能正確識別，需要加強(qiáng)算法以及訓(xùn)練模型的控制。

混合特征指融合了多種底層特征，使用小動物不同的單一特證實現(xiàn)圖像識別，其優(yōu)勢在于能夠豐富特征的維度，加強(qiáng)識別的準(zhǔn)確性，但是由于特征維度的增加，算法運行時需要更多的時間處理圖像數(shù)據(jù)，難以實現(xiàn)實時監(jiān)控的要求。

3 運維防御措施

目前，變電站主要運維防御措施仍然需要結(jié)合人工巡檢方式來確保供電安全。其基本核心為防火、放小動物，巡檢電纜溝，投放鼠藥、捕鼠工具，檢查自動化設(shè)備運行穩(wěn)定，檢查光纜保護(hù)套管接頭，清潔環(huán)境。強(qiáng)化PVC套管的使用力度能夠提高變電站光纜安全性，運維防御措施需要在PVC套管建設(shè)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。敷設(shè)PVC套管時，應(yīng)當(dāng)確保全纜溝都敷設(shè)PVC套管。檢查光纜進(jìn)出口，避免套管脫落，檢查是否存在PVC套管直接接地。

在變電站運維過程中，需要運維人員日常巡視PVC套管的外觀有無破損，及時更換損壞、老化的PVC套管，并檢測套管長度，避免與光纜不匹配。同時，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膭游锘顒訌?qiáng)度，投放一定的老鼠藥、白蟻藥等，避免嚙齒類動物挖掘進(jìn)入到電纜溝內(nèi)，確保電纜溝的日常密封性。運維工程中要加大對于環(huán)境保護(hù)力度，清理垃圾，避免吸引動物。主要針對監(jiān)控不到的角落，加大巡檢力度，實現(xiàn)變電站全站范圍檢視。

對于變電站建設(shè)時間較長情況下，電纜溝地基可能出現(xiàn)沉降問題，運維人員發(fā)現(xiàn)沉降后，需要使用水泥對電纜溝地基進(jìn)行加固，消除縫隙、孔洞，防止小動物經(jīng)由縫隙進(jìn)入開關(guān)室。在開關(guān)室、開關(guān)柜所預(yù)留的電纜孔洞，在未使用的情況下，小動物會來回穿行。在運維時，使用如橡皮泥等材質(zhì)封堵孔洞，避免小動物破壞。

在日常運維中，智能化監(jiān)控技術(shù)能夠給運維人員提供較大便利，并幫助運維人員找到出現(xiàn)問題的地點，及時修正問題。當(dāng)下變電站運維管理離不開智能化總控系統(tǒng)，通過多元化的告警技術(shù)能夠構(gòu)建出一體化的小動物防治體系，利用周期的輪詢手段，管理人員可根據(jù)小動物防治的特定需求制定告警序列，根據(jù)不同類型采用不同的巡查周期，運行維護(hù)人員也可在特定的時間段進(jìn)行巡視。

告警能夠給運維人員發(fā)出指示，提示運維人員異常事故發(fā)生時機(jī)和地點，根據(jù)告警閾值指標(biāo)，根據(jù)告警類型和告警級別制定相應(yīng)的上下限，自定義設(shè)定這些閾值，系統(tǒng)在輪詢時可根據(jù)這些過濾條件有選擇的排查事故并報告告警事件。實現(xiàn)異常事態(tài)分級，幫助管理人員分配人手聯(lián)系維修部門及時處理問題。提供應(yīng)急突發(fā)響應(yīng)能力，掌握到故障特征，判斷光纜中斷與否，結(jié)合告警信息針對性檢查。

圖1 變電站智能化總控系統(tǒng)

4 結(jié)語

伴隨我社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步及發(fā)展，變電站的規(guī)模和數(shù)量逐年增加，經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)固發(fā)展離不開供電的穩(wěn)定性、安全性。變電站需要面對小動物破壞光纜的威脅，為能夠確保供電安全穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)通過智能化、自動化技術(shù)實現(xiàn)對變電站全天候監(jiān)控，并建設(shè)告警系統(tǒng)，能夠及時給運維人員發(fā)送告警信息，通知維修人員檢查異常事故位置。變電站預(yù)防小動物破壞是一項重要工作，需要加強(qiáng)封閉性、維護(hù)清潔、使用防護(hù)裝置、加強(qiáng)管理和監(jiān)測等多種措施的綜合應(yīng)用，從而保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。