基于声波发生器驱逐壁虎的端子箱研究

张帅，王新方，邹婵，朱倩

（广东电网有限责任公司梅州供电局，广东 梅州 514000）

0 引言

随着城市的发展、范围的不断扩大，其用电量必然会增加。这就要求电网必须跟着发展，而电网的发展一般有两种方式：一是建立新的变电站；二是增加变电站的出线。

对于建立新变电站要综合考虑各种因素，其周期长、经济高，一般不采用该方式。而增加出线间隔是首先考虑的方案，这是因为在建设变电站的时候，都会预留备用的出线间隔。只需将备用间隔的设备参数设置好即可投产运行，其周期短、造价低。不论是建立新变电站或增加出线间隔，这两种方法都会增加变电站的端子箱、机构箱和汇控箱等的数量，从而给变电站运行人员增加清扫端子箱、机构箱和汇控箱的工作量。

变电站运行人员清扫端子箱、机构箱和汇控箱作业的目的，不但是保持箱内的整洁，而且是为了防止灰尘的积累造成端子的接触不良或短路，从而导致设备的功能实现不了，如保护出现误动或拒动的现象。

运行人员在清扫作业时发现，端子箱、机构箱和汇控箱内主要的污物是壁虎的排泄物；同时会发现每个箱内都有壁虎的活动，这些都会给端子箱、机构箱和汇控箱的运行带来安全隐患。因此，需要一种对箱内设备无影响且维护工作量少的措施或方法解决这个问题。

1 驱逐壁虎的方案

目前，驱逐壁虎等小动物的方法主要有三种[1]：

第一种，使用化学药品驱逐壁虎。在箱内及其周围喷洒或放置化学药品，这种方式的效果比较明显，效果会立竿见影，多则几天就会见到效果。但是，这种方式同样存在一些缺点，如喷洒或放置化学药品的有效周期短，因为化学药品易挥发；其次，当遇到雨天时，喷洒在端子箱周围的化学药品会随着雨水冲洗而流失，从而会失去驱逐壁虎的效果。因此，此种方法不是最佳方案，不宜采用。

第二种，物理方式驱逐壁虎。这种方法与化学方式的原理类似，即使用一些具有驱逐壁虎效果的花草树木，将其放入箱体内来驱逐壁虎。但是，其同样存在会挥发的特点，当这些具有驱逐壁虎功能的花草树木，其功能成分随着时间的推移，所剩的越来越少，就会失去驱逐壁虎的作用。而且这种方法的驱逐效果甚微，因此不采用这种方式。

第三种，使用超声波驱逐壁虎。声波发生器是利用电子器件产生连续的声波，作用于壁虎的听觉系统和神经系统，使其产生不适，而逃离现场，即使壁虎不逃离现场，也会慢慢地变得无精打采，食欲不振，抽搐等症状，从而会减少壁虎的新陈代谢，甚至死去[2]。这种装置只要有电能且没有故障的情况下，就能够一直工作，连续不断的起到驱逐壁虎的作用。而且，这种装置的运行对端子箱、机构箱和汇控箱本体设备运行无影响。

综上所述，本文采用第三种方式以驱逐壁虎。即开发利用声波发生器装置，并将其安装于箱内，通过其驱逐壁虎远离端子箱、机构箱和汇控箱，从而达到减少箱内壁虎排泄物的数量，进而达到减少运行人员清扫作业的工作量。

2 驱逐壁虎的声波发生器工作策略

2.1 超声波发生器简介

超声波发生器，通常称为超声波电箱、超声波发生源、超声波电源。它的作用是把我们的市电(220V或380V，50Hz或60Hz)转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号[3]。

从放大电路形式，可以采用线性放大电路和开关电源电路，大功率超声波电源从转换效率方面考虑一般采用开关电源的电路形式。线性电源也有它特有的应用范围，它的优点是可以不严格要求电路匹配，允许工作频率连续快速变化[4]。

超声波发生器的原理是首先由信号发生器来产生一个特定频率的信号，这个信号可以是正弦信号，也可以是脉冲信号，这个特定频率就是换能器的频率，一般应用在超声波设备中的超声波频率 为 20kHz、25kHz、28kHz、33kHz、40kHz、60kHz、80kHz，而100kHz及以上现在尚未大量使用[5]。

2.2 声波发生器安装位置选取

由于本文的研究目的是减少端子箱、机构箱和汇控箱中壁虎排泄物，因此，声波发生器安装在箱内的效果远大于安装在箱外，但是安装在箱内什么位置，既经济又可以达到驱逐壁虎的效果。对比可以安装声波发生器的位置，选取了两种比较可取的方案，以下对这两种方案对比分析，选取最优方案。

（1）居中悬空安装。居中悬空安装，即在端子箱的上层板中间垂直装设一个托板（像吊扇一样形式），然后将声波发生器固定在托板上，并且将声波发生面向下，具体安装形式如图1所示。

图1 居中悬空安装式Fig.1 Centered suspended installation

这种安装位置的优缺点如下：

优点：只需安装一个声波发生器、对箱体改造格局小。

缺点：由于安装位置处于居中悬空位置，当箱体有操作任务时，就会妨碍工作，操作不便。

（2）箱体空间对角线安装。箱体空间对角线安装，即在端子箱的底部板一个角安装一个，或安装在上层板与底部安装位置的对角线上，具体的安装空间位置如图2所示。

图2 箱体空间对角线安装式Fig.2Box space diagonal installation

这种安装位置的优缺点如下：

优点：由于声波发生器安装在箱体侧边处，当在箱体内进行工作时，其不会给工作带来不便。

缺点：在箱内安装声波发生器，需要对箱体内的格局进行改动。

通过对比这两种安装位置的优缺点，并结合实际工作的便利性，本文采用箱体空间对角线安装方式。

2.3 声波发生器的工作电源

在箱内安装声波发生器让其发挥作用，首先必须有声波发生器工作的电源，因此我们首先要解决的就是如何提供这个电源[6]。

如何提供声波发生器的工作电源，要考虑以下三个方面：

（1）不影响箱体本身的正常运行；

（2）尽量减小对箱体格局的改动，最好不改动箱体的格局；

（3）成本最小化。

综合考虑上述三个方面，并结合箱体的结构，本文采用箱体驱潮器的工作电源为声波发生器提供工作电源，即在箱体驱潮器工作电源的空气开关再并接一组导线，为声波发生器提供工作电源，这样既可以满足声波发生器正常工作，又能够最小化改动箱体的格局。

3 试验与结果分析

为了验证本文提出的方案是否具有可行性和实用性，本文以某500kV变电站220kV区域的端子箱作为试验对象。为了保证试验条件最大程度的相同性，本次试验采用间隔对比的方法进行，即相邻的端子箱一个安装声波发生器，另一个不安装声波发生器。某500kV变电站220kV出线间隔端子箱排列位置及声波发生器安装情况如下图所示。

图3 端子箱安装声波发生器情况Fig.3 The terminal box is install sound generator situation

本文试验的周期时间选择壁虎活跃的夏季和秋季（即5～10月），在整个试验期间主要统计箱内壁虎及其排泄物的数量和清扫时间两项数据，然后进行对比分析[7-10]。

这里需要对一些试验条件进行说明：

其一，由于是声波发生器的试验阶段，因此暂不对端子箱进行改造，即使用的声波发生器为锂电池，不需要外接电源；

其二，由于是使用锂电池，因此需要定期更换锂电池；

其三，声波发生器的频率选择，试验中声波发生器使用变频模式[9-10]（该频率段适用于大部分小动物，并非专门针对壁虎），本次试验使用的声波发生器的频率段有20～155kHz。以上三条对试验的本质不会影响，只会稍微影响驱逐壁虎的一些数据。

经过整个试验周期的数据统计，对安装与未安装声波发生器的箱体内壁虎及排泄物的数量及每次清扫时间进行对比，其对比情况分别如图4、图5、图6和表1所示。

图4 未放置声波发生器的箱体内部Fig.4 Inside the cabinet where the sound generator is not placed

表1 箱体放置声波发生器与未放置的几类情况对比Table 1 Comparing the cabinet-mounted acoustic generator with the unplaced type

图5 放置声波发生器的箱体，1个月后内部状况Fig.5 After one month,the internal condition of the cabinet in which the sound generator is placed

图6 放置声波发生器的箱体，2个月后内部状况Fig.6 After two month,the internal condition of the cabinet in which the sound generator is placed

通过对比图4、图5和图6，可以看出，放置了声波发生器的箱体，在1个月后，箱体内的壁虎排泄物已经明显减少，而且有壁虎的尸体；而在2个月后，箱体内已经无壁虎及其排泄物存在。

通过表1的对比结果可以看出，放置了声波发生器的箱体，在清扫作业时，不论是开箱碰到壁虎的次数、清扫时间、周期及箱内壁虎排泄物的数量都大大低于未放置声波发生器的箱体。

4 结论

根据变电站日常清扫端子箱、机构箱和控制箱作业中，清扫物主要是壁虎排泄物的现象，结合声波发生器的功能作用，本文提出在端子箱中安装声波发生器来驱逐壁虎。通过试验验证，该方案具有减少箱体中壁虎排泄物、减少清扫作业工作量及减少作业时间等优点，是一种低成本、作用效果良好的驱逐壁虎的方案，具有良好的应用前景。

但该方案后续仍有需改善的部分，其一，需要确定声波发生器的频率专门用来驱逐壁虎，使其作用效果更好；其二，后续阶段应对箱体进行改造，即声波发生器不再使用锂电池，而使用箱体驱潮器运行的电源，从而避免了因更换锂电池影响驱逐壁虎的效果。