CN101366373A - 输电线路太阳能超声波驱鸟器 - Google Patents

Abstract

一种对输电线路上的鸟类进行有效驱赶的输电线路太阳能超声波驱鸟装置。本装置采用太阳能电池板作为能量来源，超级电容作为储能装置，利用间歇型、大音量的超声波进行驱鸟。太阳能电池板通过稳压电路对超级电容进行充电；超级电容在线路中直接与主电路相连，而不用考虑防过冲、防过放和温度补偿等控制回路；在主线路中使用定时芯片，控制超声波产生电路，每隔一定时间发出瞬间声压级不低于90dB的超声波，间歇性的超声波尖波保证鸟类难以适应，始终保持较高的驱鸟效果；通过功率放大和变压器升压驱动扬声器，使其发出大音量的超声波。

Description

输电线路太阳能超声波驱鸟器

技术领域

本发明涉及到一种太阳能超声波驱鸟装置，其主要是针对输电线路上的鸟害问题设计的，用于输变电设施的驱鸟。

背景技术

大量输电设施暴露在野外，遭受日晒雨淋和各种自然腐蚀，同时鸟类筑巢、排泄、啄食绝缘子等活动为输电线路安全运行造成许多事故隐患，降低或者破坏电力系统的绝缘性能，导致输电故障，由此造成的经济损失相当大，是电力系统事故的主要来源之一。为此，人们采取了各种各样的驱鸟措施。从小红旗，稻草人到各种各样的防鸟护罩，防鸟针板，声音驱鸟器，风动驱鸟器，高压脉冲驱鸟器和磁场变动驱鸟器等。有的效果欠理想，有的则结构成本复杂，可靠性差，使用、维护成本高，难以大范围推广。例如，风动驱鸟器利用机械的转动产生晃动的反射光，或间断的鸣哨等，由于它们形式单一，一段时间后鸟类会习惯而不再惧怕；声音驱鸟器仅是利用其大音量来吓走鸟类，鸟类容易适应，而且大的噪音还会影响人们的正常生活作息；采用电磁或者声波方式驱鸟的装置，需要使用电源，输电设施分布广、电压等级高，不可能给驱鸟装置提供电源，若使用电池则需要频繁更换。而现在超声波的应用已经很广泛，利用超声波进行驱鼠、驱虫已经取得了效果，在机场等特定场合驱鸟也有应用。

输电设施驱鸟具有鲜明的技术特点：

1、输电设施分布范围广，电压等级高，驱鸟装置不能直接从输电系统中获得电能，否则可能驱鸟装置故障可能危及主系统安全，必须采取自行获得电能的方式；也不能采取蓄电池的方式，因为范围广、数量庞大，而且驱鸟装置安装在高电压设施上，更换电池的操作复杂。这对电力设施驱鸟装置提出了很高的要求，明显不同于机场驱鸟等常见的驱鸟应用，如在机场等场合驱鸟时，可以接上电源，采用大功率的驱鸟装置；

2、输电设施的驱鸟强度要求可适当降低。在机场等场合的驱鸟中，要求鸟类不能出现，而输电设施驱鸟时，可在一定程度上接受鸟类出现，但要尽力避免鸟类啄食绝缘子、在输变电设施上筑巢或者排泄，保护主要设备和关键设备。

3、从爱护鸟类的角度出发，必须使用不伤害鸟类的方式驱鸟。

发明内容

本发明的目的是为了对输电线路上的鸟类进行无伤害的，有效的驱赶。

本发明采用太阳能电池板作为能量来源，解决了输变电设施分布非常广泛，不能采用有源装置的问题。为了提高太阳能电池板接受太阳能的效率，太阳能电池板的放置放置有一定的要求。太阳能电池板的受光面与水平面的角度按以下情况考虑，若冬季鸟类比较多，则角度为当地纬度加上11°45′；若夏季鸟类较多，则角度为当地纬度减去11°45′；若鸟类相对平均，则角度为当地纬度加上5°。

市场上有很多各种各样的驱鸟器，但是无论哪种驱鸟器，其储能装置采用的都是蓄电池。现阶段普遍采用铅酸蓄电池、Ni2Cd蓄电池或Ni2H蓄电池，但采用蓄电池作为蓄电系统有许多缺陷：首先可充电型蓄电池最好的充电次数有限(小于1000次)，影响其使用寿命；其次由于其化学结构影响不能进行大电流充电；再次蓄电池需要有防过充、防过放、温度补偿等控制电路，使得控制电路复杂，系统的可靠性降低；最后可充电型蓄电池利用化学反应来进行充放电，电池中的废物将对环境产生污染，不属于环保产品。为克服原有产品蓄电池的不足之处，本装置中采用了超级电容作为储能装置。超级电容通过物理反应来存储和释放电能，充放电次数高达数十万次，使用寿命长；超级电容的ESR(等效串联电阻)值很低，从而可以输出大电流，也可以快速吸收大电流，充放电能力很强；充放电回路简单，无须特别的充电回路和控制回路，失效开路，过电压不击穿，安全可靠，真正免维护；与蓄电池相比过冲、过放都不对其寿命构成负面影响，可靠性高。采用超级电容作为储能装置可以克服蓄电池的各种缺陷，使得驱鸟装置可以更好的工作，真正长寿命，免维护。

虽然已有装置采用超声波的方式驱鸟，但是本装置根据输变电设施驱鸟的要求，对超声波进行驱鸟的方式进行了重大改进。其他超声波驱鸟器都是连续的发出超声波对鸟类进行驱离，这样不仅浪费能源，加大了对能量来源的需求，使系统需要接入到电源系统中，不能满足输电线路驱鸟的要求；同时，对于持续发出的声音鸟类容易适应，过一段时间后，鸟类会习惯这种声音，从而使驱鸟作用减弱，甚至失去驱鸟的作用。本装置每隔一定的时间让驱鸟装置发出一次短暂的超声波尖波，驱鸟器发出超声波的时间很短，声压级不低于90dB，对鸟类起到惊吓的作用，从而驱赶鸟类，经研究表明，突发性的声波尖波的驱鸟效果好，而且鸟内不容易适应，保证长期驱鸟效果；它又不同于声音驱鸟器，超声波对鸟的刺激很大，鸟类比较难以忍受，但大音量的超声波对人类的正常生活作息没有影响。

该驱鸟器中包括一个时钟电路，用于控制发出超声波的时间间隔，以及超声波的鸣叫时间。

为了达到最好的驱鸟效果，本装置对超声波的频率范围有一定的限制。在本装置内部包括一个频率发声器，用于产生一定频段的声波。频率范围要求控制在16-25kHz范围内。

该装置的扬声器采用无源压电陶瓷扬声器，该类扬声器具有频率可调，耗电省，体积小，造价低廉等优点。其驱动方式为高电压小电流驱动，因此，在频率发生器后面加一个音频变压器进行升压，来驱动扬声器，使输出超声波的音量足够大。

附图说明

图1为本发明的工作原理框图；

图2为本发明的驱动电路图；

具体实施方式

本装置中太阳能电池板采用多晶硅太阳能电池，它将光能转化为太阳能电池。太阳能电池板与水平面的角度为：冬季，角度为当地纬度加上11°45′；夏季：角度为当地纬度减去11°45′；若全年不想变换方向，则角度为当地纬度加上5°。

电路中，太阳能电池板经过稳压电路对超级电容进行充电。稳压电路与超级电容的正极间串联有一个二极管。在光照充足的情况下，太阳能电池板通过二极管向主电路供电，同时给超级电容充电；光线不足的情况下，超级电容向主电路供电，二极管用于防止反向充电。

稳压电路是为了把太阳能电池板的电压稳定在超级电容的额定电压，通过稳压模块稳压后，向超级电容稳压充电。

时钟电路中，采用555定时芯片对超声波发生装置进行定时。555电路给后面的超声波产生电路一个信号，当555电路输出低电平时，超声波产生电路处在静态，不进行工作；当555电路输出为高电平时，超声波产生电路处于工作状态，发出一定频段的声波，驱动扬声器工作。

增加驱动电路是为了使扬声器发出声音的声压级足够大。该装置采用压电陶瓷式的扬声器，超声波产生电路的输出通过三极管功率放大，然后接音频变压器升压，在变压器的输出端接扬声器。通过此种方法可以大大提高扬声器的音量。

Claims (8)

1.一种用太阳能做能量来源的、应用于输电线路驱鸟的超声波驱鸟装置。其主要特征是：太阳能电池板作为能量能源；储能装置采用超级电容；发出间歇性的超声波。

2.根据权利要求1所述的驱鸟装置，其特征是利用太阳能电池板作为总的能量来源，太阳能电池板的受光面与水平面的角度按以下情况考虑，若冬季鸟类比较多，则角度为当地纬度加上11°45＇；若夏季鸟类较多，则角度为当地纬度减去11°45＇；若鸟类相对平均，则角度为当地纬度加上5°。

3.根据权利要求1所述的驱鸟装置，其特征是采用超级电容作为储能装置。

4.根据权利要求1所述的驱鸟装置，其特征是发出间歇性的超声波。间歇性发声，即每隔一定时间该装置会发出一次超声波，超声波持续时间相对较短，且声音比较大，瞬间发出的超声波不低于90dB。

5.根据权利要求1所述的驱鸟装置，其特征是该装置的频率范围为16-25kHz，在该频段内发出随机频率的声波，确保不会被鸟类适应，保持长期的驱鸟效果。

6.一种性能稳定的驱鸟装置，其特征是该装置包括电源电路，稳压电路，时钟电路，超声波产生电路，驱动电路。

7.根据权利要求6所述的驱鸟装置，其特征在于太阳能电池板经过稳压后，对超级电容进行充电。

8.根据权利要求6所述的驱鸟装置，其特征在于线路通过功率放大和变压器升压后驱动扬声器。

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