变电站生态驱鸟标本兼治措施简述

罗志丰 叶钊 何昌高 艾婞 张春程 余成

(1. 国网安徽省电力公司黄山供电公司,安徽黄山 245000;2.武汉星杪科技有限公司,湖北武汉 430000)

变电站生态驱鸟标本兼治措施简述

罗志丰1叶钊1何昌高1艾婞2张春程2余成2

(1. 国网安徽省电力公司黄山供电公司,安徽黄山 245000;2.武汉星杪科技有限公司,湖北武汉 430000)

安徽省黄山市因为享誉盛名的黄山而闻名天下。这里不仅是众多旅游者趋之若鹜的圣地,也是鸟类聚居的天堂。加之变电站的建设选址大多数都在远离市民居住密集地,更加容易成为鸟类理想的生活区。在变电站里做好生态驱鸟是我们一直以来努力实现的目标。我公司在生态驱鸟方面做过很多尝试,但是存在很多明显的不足。我们不仅经常和兄弟单位交流防鸟经验,还努力从其他领域学习宝贵的驱鸟经验。我们借鉴机场的驱鸟经验,结合变电站的特点,成功研制出适合变电站的激光驱鸟装置,真正实现从标和本两方面实现生态驱鸟。

变电站 鸟害 生态驱鸟 标本兼治 激光驱鸟装置

1 引言

黄山市境内地貌呈多样化特点，主要表现为山地、丘陵、盆地、河谷等地貌并存。地型以中、低山地与丘陵为主，次为山间谷地。截至2000年，黄山市耕地面积已经达到52342公顷，园地79544公顷，林地696104公顷，草地13905公顷，内陆水域31866公顷。这种优良的生态环境为鸟类的生存提供了“温床”。据调查统计，黄山市的鸟类有二百一十多种，其中有很多是属于国家级保护动物，如:白颈长尾雉、白鹳属于国家一级保护动物，黄山市是白鹳过冬的理想之地，但现在已经基本上濒临灭绝；鸳鸯、白鹇、勺鸡、鸢、赤腹鹰属于国家二级保护动物。除此之外，还有夜鹰、画眉、鹌鹑等省级保护动物也不在少数。这些鸟类根据自身的需要，随意在丛林或者变电站这样的户外环境中搭窝筑巢。如果漫步丛林能看到鸟儿自由自在地生活，那是一幅非常美丽的画卷；如果在变电站里看到鸟儿栖息，那可能是危害电力安全运行的重要因素。

2 生态驱鸟的意义及含义分析

鸟巢本身一般不会影响电力安全运行。但是，鸟类在鸟巢里的活动或者鸟巢历经风雨的摧毁就会产生巨大的安全隐患；鸟类叼回诸如树枝、铁丝、塑料袋等筑巢，在天气很好的情况下，不会发生事故，但遇恶劣天气比如大风、雨雪天气，树枝、铁丝、塑料袋受潮接触(或靠近)导线将发生接地事故，或者大风将铁丝吹落在导线上短路造成跳闸事故[1]；有的鸟巢把窝搭在杆塔上三相电线支点瓷瓶处，造成高压对地绝缘破坏，引发放电及短路断电故障，导致黄山市大面积停电，生产、生活会受到严重影响。与此同时，鸟类的生命也存在很大的危险。变电站里电压高，感应电强，如果鸟类触碰到导线肯定会被电死。因此，我们在运用专业知识保障电力安全运行的同时必须做好驱鸟工作。

春秋季是鸟害的高发期，因为春季是鸟类筑巢活动的频繁季节，夏季是雏鸟学飞阶段，它的飞翔能力弱，感官不完备，容易在飞翔的过程中跌落。因此，我局每年春夏两季，公司都会组织专门的队伍开展驱鸟工作。我们目前尝试过的驱鸟方式有很多，但是存在很多不足，无法真正做到生态驱鸟。生态环境是指影响人类生存与发展的水资源、土地资源、生物资源以及气候资源数量与质量的总称，是关系到社会和经济持续发展的复合生态系统。生态环境问题是指人类为其自身生存和发展，在利用和改造自然的过程中，对自然环境破坏和污染所产生的危害人类生存的各种负反馈效应。从广义上来说，真正的生态驱鸟包含以下两方面的含义。

表一

图一

2.1 在保障电力安全运行的同时为鸟类的生存提供保护

我们曾经尝试过人工拆除鸟巢。在拆除鸟巢的时候，我们会先看看鸟窝中是否有正在产卵的鸟或者幼鸟以及鸟蛋。如果有，我们会优先拆除不存在以上情况的鸟巢，然后想办法安全转移这些幼鸟或者鸟蛋后再动手拆除鸟巢。鸟类的固执是让人类非常头疼的问题，鸟巢拆除后，鸟类又开始在原地或者不远处重建鸟巢。这种方式虽然减少了对鸟类的伤害，但是无法长久有效地驱赶鸟类，也就不可能真正做到保障电力安全运行。一般而言，从爬塔到拆掉一个鸟巢，要花半个小时时间。驱鸟方法中如用枪杀和农药毒杀，虽可有效驱鸟，但是违反《中华人民共和国野生动物保护法》，是限制使用的。

2.2 在驱鸟的同时应该避免驱鸟方式对人类生活环境的影响

驱鸟专用车及语音设备采用模仿鸟类受惊吓时的惨叫声或猛意的呜叫等声音驱鸟，通常只能当时吓唬小鸟。煤气炮和驱鸟弹的使用存在噪音扰民、成本高、污染空气等缺点。鸟类适应性强，长期使用驱鸟效果不佳。超声波驱鸟器的声波存在一定的规律，时间一长，鸟类已经适应了就不再惧怕。超声波驱鸟器持续释放出的刺耳声音会对人类的听力产生难以挽回的伤害。化学农药的大量使用则严重地污染了环境。所以，以上驱鸟方法人为破坏生态环境的不良后果。据IEEE1990年的一份调查中显示，只有2%的用户感觉有效果[2]。

3 生态驱鸟技术的研究以及生态驱鸟装置的研制

3.1 经验借鉴

我们在驱鸟的道路上慢慢摸索，不仅从同行兄弟单位中积极学习方法，还从其他领域中借鉴宝贵经验。我们发现，飞机最怕鸟。要知道，即使只是一只重500克的鸟(比如一只鸽子)和一架速度为370公里/小时的飞机相撞，也会产生高达三吨的冲击力。对飞机来说，几乎和被一颗炮弹击中差不多。因此，国际航空联合会把鸟害定为“A”类航空灾难[3]。因此，国际民航组织在《机场勤务手册》中推荐，法国洛德工程公司成功研制了一种自动激光驱鸟器，这是一种大型的激光驱鸟设备，是世界军民用机场和航空领域的一次革命。经验证，这种大型的自动激光驱鸟方式能降低军民用航空业42%的鸟类危害。然而机场的激光驱鸟器并不完全适合电力系统的驱鸟需要，杭州萧山国际机场安装试用激光驱鸟器。这种驱鸟器能发射长1．5公里的绿色光束，可扫射180度[4]。我们根据鸟类怕光，惧色的生物特征，在机场的激光驱鸟器的基础上研制出适合变电站使用的智能激光驱鸟装置。

3.2 研制过程

3.2.1 机场激光驱鸟装置与变电站驱鸟需求点的分析(见表一)

3.2.2 变电站激光驱鸟装置研制方案的确立

根据研究内容，确定激光驱鸟装置由光源集成部分、云台、控制系统、供电系统等主要部分组成。我们根据各组成部分的不同要求，提出了各系统的技术要求和方案。

(1)光源集成部分设计方案。He－Ne激光和LD激光属于红光，光比较亮对视觉造成的影响大；而YGA激光和CO2激光属于不可见光，对视觉的影响就小些。另外从安全的角度来看，可见的激光比不可见的激光使用更加安全。从对鸟眼睛造成的永久伤害来看，CO2激光伤害的是鸟的角膜，永久伤害更大。从经济性和实用性来看，He－Ne激光器是最合适的。从理论上来说，我们研制的激光驱鸟器应该优先选择He－Ne激光器，波长632．8nm红光，功率5～10 mw，光束发射角0．3mrad。但是这种激光易与阳光、霞光等大自然中红色光线混淆，驱鸟无法达到最理想的效果。因此权衡之下选择波长为532nm的绿色激光为激光光源。这种激光光源既符合鸟类的生理规律，也避免激光光源对鸟控人员眼睛的伤害。(2)云台部分设计方案。鸟类飞来的时候，并不一定是从同一方向。因此云台转动的角度应至少为360°，这样可以将四面八方企图靠近变电站的鸟类有效驱逐。

3.2.3 控制系统设计方案

鸟类的活动是存在一定规律的，如清晨和傍晚是鸟类活动最为频繁的时间段。一是出于保护激光驱鸟装置、延长装置使用寿命的意图，二是避免在鸟类在非频繁活动时间段内装置供电系统中无谓的电量消耗，我们可以对装置的工作时间进行设定和控制。

3.2.4 研制成果

尽管从表面上看来，生态和驱鸟是互相矛盾的，但是我们还是凭借创造性地借鉴机场驱鸟的经验，成功地在生态驱鸟这条路上跨出了第一步。适合变电站使用的激光驱鸟装置的问世，无疑给既想保护生态环境又想保障电力安全运行的我们注入了强大的动力。我们设计的变电站激光驱鸟装置结构如下图一。

激光发射模块:激光发射模块包括激光激励源、激光器及光学扩束整形模块，用于发射出鸟类敏感的激光；二维扫描机构:二维扫描机构包括俯仰电机、方位电机、电机驱动控制电路以及电机传动机构，用于驱动所述激光发射模块转动；显示控制模块:用于显示出变电站激光驱鸟装置的工作参数信息、告警信息，以及控制变电站激光驱鸟装置工作；电源模块:用于接入市电并为所述装置提供电源。光感控制模块:用于根据环境光照强度向所述激光发射模块输出对应的光功率调整信号，以使所述激光发射模块调整激光输出功率。时控单元:用于从所述显示控制模块接收时间设置指令，并对应控制所述激光发射模块、二维扫描机构和光感控制模块的工作时间。激光驱鸟装置由市电供电，所述二维扫描机构驱动所述激光发射模块转动扫描，所述激光发射模块在转动过程中，发射出鸟类很敏感的激光，以实现驱鸟的目的，本装置不仅解决了鸟类对传统驱鸟设备的适应性，而且保护了鸟类安全。

3.2.5 成果概述及特点分析

激光驱鸟装置采用的是波长为532mm，功率为500mW的绿色激光来驱鸟，并且覆盖的面积比较大特别适用于电力部门驱鸟工作的需要。电源是可以采用200V市电或者太阳能、风能、蓄电池，对设备进行供电，安装在变电站主控楼上可以覆盖整个变电站，激光扫描的角度，可在地面遥控水平垂直调整和360度的旋转，也可以设定后自动扫描。安装方法安全简单、无需停电，几乎不用维护。

(1)视觉技术。对于鸟类而言，视觉是最为敏感的，尤其是对于波长为532nm的绿色激光。法国研制的自动激光驱鸟器利用这一特性，工作时发出一束直径152mm，波长为532nm的“棒状”绿色激光，模拟生物产生视觉反射的条件，绿色激光棒扫射过来时，鸟类犹如看到一根绿色大棒，以此达到驱鸟效果。(2)安全性。激光驱鸟器发出的激光束的等级是二级激光，符合IEC 60825-1 Editional1．2的标准，对人类眼睛100%无害。激光束可直射人的皮肤，不对皮肤造成伤害。驱鸟人员应避免眼睛直视激光束，但直视激光束不对眼睛造成损伤。我们采用的激光对鸟类不会造成伤害。(3)耐受性。以往的驱鸟技术是采用声音、鸟刺、超声波等原理，这些装置由于是固定在铁塔上的，鸟类容易产生耐受性，久而久之就习惯这些装置，不再害怕，达不到防鸟效果。我们采用的激光新技术由于激光是无定向的扫射，在一定范围内扫射，是移动的，对鸟产生威胁，形同一根长棍子，在空气中挥动，鸟类很难形成耐受性，能达到对鸟类较好的驱赶效果。鸟控人员可随时远程更改激光束的扫描速度、角度及激光功率，让鸟类防不胜防，不留任何产生适应性的机会。自动激光驱鸟器可以不间断的运转使得鸟类逐渐产生恐惧心理，远离变电站，大幅度减少因鸟害带来的事故。

4 结语

激光驱鸟装置虽然在价格方面相对其他驱鸟产品而言略微偏高，但是从标本兼治的角度来说，激光驱鸟装置应该是供电部门做为驱鸟工具的首选，是值得大力推广的驱鸟产品。智能激光驱鸟装置在我局进行试点运行以来，获得了相关领导以及一线防鸟工作人员的极大认可。

[1] 魏敬宏,刘增良.《铜陵电网鸟害防范措施探讨》铜陵职业技术学院学报,2012(3)73.

[2] 郭伟跃.《美国输电线路和变电站电气设备防鸟害措施》.中国广播电视塔动力部 《中国电力》,第39卷,2006(8).

[3] 罗传达.《萧山机场打算引进激光驱鸟器》选自《都市快报》.

[4] 林云龙.《萧山机场激光驱鸟》选自《浙江在线-浙江日报》.