关于利用站内高压设备工频辐射调制解调音频信号模拟驱离动物装置的研究分析

杨伟 李斌 罗翔 刘晶晶 林恩彬 吕燕

摘 要：随着智能化的推进，无人值守变电站将越来越多，巡视人员和巡视频率的逐步减少，变电站运行环境的安全问题也逐渐凸显，虽然已经有供电单位尝试使用无人轨道车、无人机器人进行自动巡视，但目前巡视的重点依旧在设备运行状态的监视，变电站运行环境的状态不仅仅包含设备运行温湿度等数据，还应包含对周围动物入侵的监控。笔者结合云南电网公司职工技术创新项目，研发了一种利用站内高压设备工频辐射调制解调音频信号模拟驱离动物装置，希望可以给相关专业人员提供借鉴与参考。

关键词：变电站;工频辐射;音频信号;驱离动物

前 言

因云南自然环境较好，生态优良，近年来在110kV、220kV变电站工作中经常发现有动物进入，且动物体积较大，如野猫、野狗、野兔、喜鹊以及其他野生动物等在高压场活动觅食，围墙上的围栏和钢制大门缝隙很大，无法起到有效隔绝作用。值班人员在夜晚无法及时发现，而且一旦惊扰动物会爬上高压电气设备，给电网安全带来重大隐患，所以非常有必要研发出一种新型驱赶动物装置，采用新技术新思路，以达到驱离的目的而又不伤害动物，既符合生态社会要求，尽量消除电网重大隐患，同时又减少人工清理工作，提高绩效，保证人身安全。笔者经过现场长期观察、研究和调研发现，由于动物天性警觉和集群特点，某些复合声音和特殊模式闪光会产生极大的威慑、警告、逃离效果，驱离效果显著，因此本研发就利用这个思路，利用变电站内强大的工频辐射能量，经过调制解调后，形成足够功率的调制波，叠加到四种组合复杂声音效果：鞭炮、老鹰、狗叫、枪声，由软件编程实现上述音频仿生目的，而且声音类型、时间随机，防止动物产生警觉麻痹，并根据昼夜、季节变化更换驱离动物模式。

1现状分析

变电站作为电能分配和电压转换的重要场所，对电力资源的分配、运输具有至关重要的作用。在变电站的选址、施工中，为了保证变电站的安全运行，设计变电站时往往将其设置在远离聚居区的郊外，减少对人们正常生活与工作的干扰，减少意外情况的发生。由于变电站大部分都位于偏远地段，周围的生态环境良好，存在着大量小动物，这些小动物会对变电站的稳定运行造成一定程度的影响。在变电站的运行中，啮齿类动物侵入变电站后，会乱钻乱爬，将电线电缆绝缘层咬坏，导致线路出现弧光短路、绝缘不良等现象。因此，需要对小动物的侵入进行预防，要引起相关部门的高度重视，否则会产生严重的后果。

现阶段，在变电站的运行过程中，一般都是采取防止粘鼠板、洞口封堵、投放毒饵、地面硬化等方式，预防小动物的侵入。这些措施短时间内会取得一定的成效，但是随着时间的推移，这些措施的成效就会大打折扣，小动物会挖开硬化措施，有些小动物在食用毒饵后不会立即死亡，会导出乱窜乱跳，对变电站的稳定运行造成更加严重的后果。因此，为了预防小动物的侵入，对变电站的稳定运行造成危害，且在不伤害小动物的前提下，必须设计研发出一款驱离动物的装置。本文根据笔者的工作实践，研发了一种利用站内高压设备工频辐射调制解调音频信号模拟驱离动物装置，希望可以有效解决上述问题，保证变电站的稳定运行，满足人们对美好生活的向往。

2装置设计的思路

在装置设计中，利用高压电气强大的工频辐射能量，经过调制解调后，形成足够功率的调制波，叠加到四种组合复杂声音效果，四种声音分别为鞭炮、老鹰、狗叫、枪声，这样方式不但减少了装置的驱动功率，而且音频信号通过传输线能够更远距离扩散驱离效果，其声音类型、时间随机产生，防止动物产生警觉麻痹，可以长期起到驱离的效果。由于利用变电站内高压设备工频辐射进行调制，装置体积小重量轻，便于安装固定拆卸，功耗低，电源利用率高，适于常年野外放置运行。辅助旋转激光闪光器单元，更加增强驱离效果，适用于更多种类野外动物。电源为长寿命锂铁电池辅助太阳能补充充电，强磁吸式安装固定，便于运维人员检修、更换，并提高了装置运行的安全性。本装置采取全封闭工艺设计，全天候连续不间断工作，防风、防雨、防虫，适宜野外复杂天气环境下运行。完善的状态、故障报警显示，便于运维人员检修，保证设备长期运行可靠。

3新装置解决的主要问题

3.1驱离和保护野生动物，保证供电安全

该装置有效解决目前110kV、220kV等无人值守变电站动物入侵的全天候防治，包括动物在高压场内活动所带来的绝缘破坏隐患和鸟类停留时产生的鸟粪对高压绝缘子、接头等重要设备的腐蚀、脏污等，采用采用新技术新思路，达到驱离目的而又不伤害野生动物，既符合生态社会要求，尽量消除电网重大隐患，同时又减少人工清理工作，提高绩效，保证维修工作人员的人身安全。

3.2降低了电源单元的设计难度及维护成本

通过利用变电站内强大的工频辐射能量，经过调制解调后，可以形成足够功率的调制波，叠加复杂声音效果及激光闪光器，能够可靠实现驱离各种类型动物的目的，装置不但减少了电路的驱动功率，而且音频信号通过传输线能够更远距离扩散、增强驱离效果，有效驱离可达数百米，完全覆盖整个变电站，减少设备的复杂程度，降低了电源单元的设计难度及维护成本，适宜野外长期运行。

3.3使用和维护变得更加便捷

在变电站所处的偏远复杂地理环境下，在实现驱离动物的前提下，不因本装置增加作业人员的工作量及风险，并便于检修和更换，故而体积小、重量轻，强磁吸式安装固定，电源状态、报警指示直观简单，非常有必要进行推广和普及。

4新装置的创新点

利用变电站内强大的工频辐射能量，经过调制解调后，形成足够功率的调制波，叠加到四种组合复杂声音效果：鞭炮、老鹰、狗叫、枪声，由软件编程实现上述音频仿生目的，而且声音类型、时间随机，防止动物产生警觉麻痹，并根据昼夜、季节变化更换驱离动物模式。装置整体要求体积小重量轻，便于安装固定拆卸，功耗低，电源利用率高。辅助旋转激光闪光器单元，具备软启动功能，在增强驱离动物效果的同时，保证其长寿命。电源设计为长寿命锂铁电池辅助太阳能补充充电，具备防过充过放功能，过温自动断电。多种安装方式，即可采用强磁吸式安装固定也可卡箍安装固定，连接电缆及接口电路电磁兼容性强，应抗高压输电辐射干扰。本装置要求全封闭工艺设计，利用机壳自然散热，全天候连续工作，防风防雨防虫，适宜野外复杂天气环境。软件编程实现集中式的状态、故障报警显示，便于运维人员检修。

结 语

綜上所述，本装置利用先进的软件编程与生物仿生技术有机结合，能够全天候驱离动物，不局限动物种类，驱离效果明显，驱离范围大，极大提高了驱离效率，消除了变电站设备的重大隐患，同时减少人工提高绩效，保证了设备及人身安全。装置本身完全电气隔离，安装在高压电气安全距离外，安全性高，适用于目前所有电压等级的变电站。本装置兼容性好，体积小重量轻，分体设计，安装灵活，可推广至其它动物活动影响电网安全的众多场所。装置主机采用软件编程技术，便于扩展设备功能，可升级改造实现更多的环境监控、运行工况监视等功能。

参考文献：

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作者简介：

杨伟（1989-），男，工程师、技师，云南电网有限责任公司一级助理变电运检技能专家。

李斌（1989-），男，工程师、技师，变电运行技术负责人。

罗翔（1993-），男，助理工程师、技师。

刘晶晶（1991-），男，助理工程师、技师。

林恩彬（1994-），男，助理工程师、高级工。

吕燕（1996-），男，助理工程师、高级工。