CN103535342A - 一种高压输电线路铁塔智能驱鸟装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高压输电线路铁塔智能驱鸟装置，所述驱鸟装置包括电源系统、微波探测系统、光控系统、继电器、逆变器、驱鸟器和中央数据处理单元和控制机箱组成，其中电源系统由太阳能板、充电控制器和免维护蓄电池构成；所述微波探测系统与中央数据处理单元连接；所述电源系统的太阳能板对蓄电池进行浮充的供电方式，并采用充电控制器对太阳能板和免维护蓄电池进行实时的监测，微波探测器向中央数据处理单元提供探测信号；光控开关通过控制器向中央数据处理单元提供光控信号本系统采用免维护蓄电池供电，即使在无阳光的情况下也可以连续驱鸟100次以上，可以保证系统常年稳定运行。经多次长时间现场试验证明，本发明可广泛使用。

Description

一种高压输电线路铁塔智能驱鸟装置

技术领域

本发明涉及一种智能驱鸟装置，具体涉及一种高压输电线路铁塔智能驱鸟装置。

背景技术

随着国家对鸟类的自然保护政策加大，鸟类种群数量不断增加,地区生态环境变好和改善，全球气候日益变暖，不少北方候鸟不再发生迁徙。爱鸟、护鸟使得鸟类繁殖和生活的范围日益增加，处在空旷山野中纵横密布的输电线路杆塔也因此成为鸟类的钟爱之一。鸟类觅食、捕捉、筑巢、休息等活动给电网安全带来了隐患,鸟害引起的线路故障跳闸在各类电网事故中的比率也越来越高，主要表现在以下四方面：

1、当天气有阴雨或伴有阵风时，杆塔上的潮湿的鸟巢被风吹散掉落在带电导线或绝缘子串上，会造成短路接地故障。

2、鸟类在输电线路杆塔上筑巢时，叼树枝、铁丝、柴草、金属泊纸等物落在横担与导线之间，会造成线路瞬间故障。

3、鸟类在杆塔横担上排粪，从而造成绝缘子串污闪事故的发生。

4、一些鸟类衔着树枝或线路施工遗弃的铜、铝、铁线头等或叼食小动物，在线路上空或导线之间穿越飞行，可造成接地或相间短路，引起线路接地跳闸。

一般情况下，110kV-220kV线路发生鸟害比率较高。这与鸟类栖息高度或110kV和220kV塔型有关。猫头塔、酒杯型塔、干字型塔及ZG杆均发生过鸟害跳闸。作为电力主网的超高压500kV线路也时有鸟害发生。

不同的地区由于气候、地理条件的不同，鸟害故障也存在着较大的差别。根据国家电网公司的有关统计数据显示，其鸟害故障约占线路全部故障的10%左右，但个别省份的鸟害比例则较高，如在宁夏线路跳闸事故中鸟害居首位，占47%（某年）。

由于鸟害引起输电线频繁跳闸，直接威胁着电网安全正常运行。必须采取有力措施减少鸟害引起输电线路跳闸，确保输电线路稳定、可靠的运行。

目前，部分线路采用了防鸟装置。防鸟装置主要可分为两类：一类包括防鸟档板，防鸟罩，防鸟刺，防鸟网，防鸟拉线，风车或翻板等，这一类防鸟装置防鸟范围较小，且长时间后，鸟类可适应，防鸟效果较差。另一类包括声光驱鸟器，惊鸟器，音响驱鸟装置等，这类驱鸟装置起到了一定的作用，但从实际情况看效果不是很理想，存在很多缺陷。

如一种由硅光电池、蓄电池、红外开关、高压发生器、电击导线、强光发生器、音响发生器构成的驱鸟装置。这种驱鸟器装在电柱或塔架的横担上，当飞鸟下落踩踏电击导线时，线路导通，并发出声光信号，使飞鸟受到电击和惊吓，飞离线路，从而防止输电线路鸟类筑巢。其缺点是只有当鸟落在线路上时，才可起到驱鸟效果，且所述电击装置，难以精确定位，容易造成失误，反而影响输电线路。

又如一种太阳能电池做电源的音响驱鸟装置，包括音响发生装置、电源，其特征在于是以太阳能电池作为音响发生装置中各电路的电源；其缺点在于只能以时钟电路设定白天、黎明及黄昏鸟类归巢及频繁活动时定时工作，起不到有效的全面防护；且其只有在鸟类在输电线路、铁塔上滞留活动产生声音时，才能发出驱鸟信号。

因此，到目前为止，在市场上尚未见到能够减少鸟害，防止输电线路跳闸，确保输电线路稳定、可靠运行的驱鸟装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够减少鸟害，防止输电线路跳闸，确保输电线路稳定、可靠运行的高压输电线路铁塔智能驱鸟装置。

为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案为：

一种高压输电线路铁塔智能驱鸟装置，其包括电源系统、微波探测系统、光控系统、驱鸟系统、中央数据处理单元和控制机箱；

其中，所述电源系统由太阳能板、充电控制器和免维护蓄电池组成；所述微波探测系统由两组微波移动模块及单片机组成，微波探测系统的输出端与中央数据处理单元输入端连接；所述光控系统由光控开关和光控制器组成，光控系统与所述中央数据处理单元连接；所述驱鸟系统由继电器、逆变器和驱鸟器组成，驱鸟系统的输入端与所述中央数据处理单元输出端连接；所述光控系统的输入端与所述电源系统连接，光控系统的输出端与所述中央数据处理单元输入端连接，所述电源系统与所述驱鸟系统连接。

作为本发明的进一步改进，所述电源系统中的太阳能板为20W，所述免维护蓄电池为DC12V、17Ah的蓄电池。

作为本发明的进一步改进，所述微波移动模块的微波频率10.525GHz / 10.687GHz。

作为本发明的进一步改进，所述逆变器一端与驱鸟器连接，另一端与继电器相连接，继电器与中央数据处理单元连接组成程序控制线路，继电器与电源系统连接。

作为本发明的进一步改进，所述充电控制器、免维护蓄电池、中央数据处理单元、微波探测系统、均装配在所述的控制机箱内；所述控制机箱设有接地端子并和铁塔可靠接地。

作为本发明的进一步改进，所述驱鸟器的所有外露信号连接导线均采用屏蔽电线，屏蔽层在控制机箱内接地。

作为本发明的进一步改进，所述中央数据处理单元设有信号接收和控制模块。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：

本发明的电源系统由太阳能板经过充电控制器向免维护蓄电池充电后为系统提供工作电源；微波探测器向中央数据处理单元提供探测信号；光控开关通过控制器向中央数据处理单元提供光控信号；中央数据处理单元在收到启动信号后，通过继电器启动逆变器再启动驱鸟器工作，达到驱鸟的效果。

本发明的特点为：

1、电源系统采用浮充的供电方式，并采用充电控制器对太阳能板和免维护蓄电池进行实时的监测，可以保证电源系统的充电状态，具备智能保护功能。

2、微波探测系统能够为检测鸟类提供准确结果，避免误动作，有效保障了驱鸟效果，并减少了去鸟装置误动作的次数。节省了能源，并延长装置使用期限。

3、光控系统可以随一年四季不同时间，准确开启和关闭措施，进一步的增加了驱鸟装置的智能性，节约了能源，确保输电线路稳定、可靠运行。

4、驱鸟器可以利用高压电子直接激发自然空气爆炸，产生高功率爆炸声响和激发闪光，高功率爆炸声响的频率设计在了鸟类的最敏感频段，以提高使用效率。

综上，本发明具备能够减少鸟害，防止输电线路跳闸，确保输电线路稳定、可靠运行。

附图说明

图1 为发明高压输电线路铁塔智能驱鸟装置的系统结构示意图；

图2 为本发明高压输电线路铁塔智能驱鸟装置电路原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行进一步详细的说明。

如附图1所示，本高压输电线路铁塔智能驱鸟装置包括电源系统、微波探测系统、光控系统、驱鸟系统、中央数据处理单元和控制机箱组成。

如附图2所示，电源系统由太阳能板、充电控制器和免维护蓄电池构成；微波探测系统与中央处理单元连接；光控系统由光控开关和控制器构成；逆变器一端与驱鸟器连接，另一端与继电器连接，所述继电器一端与电源系统连接，另一端与中央数据处理单元连接组成程序控制线路，从而实现自动化运行，达到对驱鸟器的控制。其中，所述太阳能板、充电控制器、免维护蓄电池、中央数据处理单元及其他控制装置均装配在控制机箱内。

本发明的具体使用方法如下：

1、高压输电线路铁塔智能驱鸟装置的电源系统采用DC12～14V、20W的太阳能板对免维护蓄电池进行浮充的供电方式；并采用充电控制器对太阳能板和免维护蓄电池进行实时的监测，严格按照蓄电池的充放电特性曲线进行充放电控制，具有过压、欠压保护功能，大大延长了蓄电池的使用寿命。系统采用DC12V、17Ah免维护蓄电池供电，即使在无阳光的情况下也可以连续驱鸟100次以上，可以保证系统常年稳定运行

2、微波移动模块是利用多普勒雷达(Doppler Radar)原理设计的微波移动物体探测器，微波频率 10.525GHz / 10.687GHz，直接加直流 6-14V 电源即可工作。微波移动模块信号处理采用单片机程序分析，可靠性高，有效探测距离为10米。

微波探测器的安装位置以能监视到绝缘子串吊点上方的鸟而又能避开塔材的其它部分不产生误报来确定。鸟在探测区域可迅速报警，启动装置。

3、光控系统由光控开关和控制器连接构成；根据鸟类的习性，天黑前归巢、天亮时排便的特点，光控系统采用光控传感器，确保无论春夏秋冬，天黑、天亮时各启动装置一次。

4、驱鸟器的工作电压为AC220V；最大瞬时电流< 1 A；爆炸声压为80~100dB；有效驱鸟半径> 20 m；所述驱鸟器外壳上部全密封，当系统首次通电时，自检启动一次。每启动一次，驱鸟器连续爆炸声响不超过10~15秒，二次启动时间间隔大于20分钟。

该驱鸟器利用高压电子直接激发自然空气爆炸，产生高功率爆炸声响和激发闪光，高功率爆炸声响的频率设计在了鸟类的最敏感频段，由于在不可预知的时间炸响，使鸟受到惊吓迅速逃离现场，达到驱鸟效果；爆炸引爆电极采用特殊材料，以提高使用寿命。外壳上部全密封，爆炸头向下固定，防雨、防雪，全天候工作。经多次长时间现场试验证明，鸟类不可能适应这种爆炸声。

5. 高压输电线路铁塔智能驱鸟装置的中央处理单元设有信号接收和控制模块，可配置遥控开关，用于塔下测试及在人员上塔检修前关闭驱鸟装置。

上述微波探测器、充电控制器、免维护蓄电池、中央数据处理单元及其他控制装置均装配在控制机箱内。为确保装置在高电压、大电流的强电场环境中正常工作，系统采用了相应的措施：所有外露信号连接导线均采用屏蔽电线，屏蔽层在控制机箱内接地，控制机箱设有接地端子并和铁塔可靠接地。除传感器外，其他控制单元都置于完全屏蔽的控制机箱中，而对于传感器的输入接口，也采用了防渗、防干扰、防雷击等措施，确保接口的可靠性。系统工作环境除了有强电场干扰外，还存在强磁场干扰，所以系统特别采用多种屏蔽措施，防止强磁场干扰。

本发明高压输电线路铁塔智能驱鸟装置的原理如下：

本装置由太阳能板经过充电控制器向免维护蓄电池充电后为系统提供工作电源；微波探测器向中央数据处理单元提供探测信号；光控开关通过控制器向中央数据处理单元提供光控信号；中央数据处理单元在收到启动信号后通过继电器启动逆变器再启动驱鸟器工作，起到减少鸟害，防止输电线路跳闸，确保输电线路稳定、可靠的运行的效果。

本发明所提供的高压输电线路铁塔智能驱鸟装置的使用条件和安全

该高压输电线路铁塔智能驱鸟装置适用于35kV-1000kV的交直流输电线路铁塔、变电站、机场等。使用时，要求空气温度不高于+60℃，不低于-40℃；空气湿度在20℃时不超过90%，在温度较低时，允许有较高的相对湿度；海拔高度不超过4500m；周围介质无爆炸危险、无足以损坏绝缘及腐蚀金属的气体，无导电尘埃。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高压输电线路铁塔智能驱鸟装置，其特征在于其包括电源系统、微波探测系统、光控系统、驱鸟系统、中央数据处理单元和控制机箱；

其中，所述电源系统由太阳能板、充电控制器和免维护蓄电池组成；所述微波探测系统由两组微波移动模块及单片机组成，微波探测系统的输出端与中央数据处理单元输入端连接；所述光控系统由光控开关和光控制器组成，光控系统与所述中央数据处理单元连接；所述驱鸟系统由继电器、逆变器和驱鸟器组成，驱鸟系统的输入端与所述中央数据处理单元输出端连接；所述光控系统的输入端与所述电源系统连接，光控系统的输出端与所述中央数据处理单元输入端连接，所述电源系统与所述驱鸟系统连接。

2.据权利要求1所述的一种高压输电线路铁塔智能驱鸟装置，其特征在于，所述电源系统中的太阳能板为20W，所述免维护蓄电池为DC12V、17Ah的蓄电池。

3.根据权利要求1所述的一种高压输电线路铁塔智能驱鸟装置，其特征在于，所述微波移动模块的微波频率为10.525GHz / 10.687GHz。

4.根据权利要求1所述的一种高压输电线路铁塔智能驱鸟装置，其特征在于，所述逆变器一端与驱鸟器连接，另一端与继电器相连接，继电器与中央数据处理单元连接组成程序控制线路，继电器与电源系统连接。

5.根据权利要求1所述的一种高压输电线路铁塔智能驱鸟装置，其特征在于，所述充电控制器、免维护蓄电池、中央数据处理单元、微波探测系统、均装配在所述的控制机箱内；所述控制机箱设有接地端子并和铁塔可靠接地。

6.根据权利要求1所述的一种高压输电线路铁塔智能驱鸟装置，其特征在于，所述驱鸟器的所有外露信号连接导线均采用屏蔽电线，屏蔽层在控制机箱内接地。

7.根据权利要求1所述的一种高压输电线路铁塔智能驱鸟装置，其特征在于，所述中央数据处理单元设有信号接收和控制模块。

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