变电站小动物事件分析与防治

刘 毅，徐国栋，张耀勋

(国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司，江苏 苏州 215000)

0 引言

小动物入侵变电站会给电网、设备、人身安全带来隐患，其危害可大致分为直接危害和间接危害两类。直接危害是指小动物直接接触带电设备引起短路事故，如鼠类进入开关柜、蛇类缠绕带电引线引发短路事故等；间接危害主要指小动物啃咬电缆、光缆造成保护开关误动、拒动或直流系统接地、交流电流回路出现开路等事故。因此，对于防治小动物进入变电站需要高度重视，而目前变电站常规的防治小动物方案还不完善，入侵事件时有发生[1-2]。

1 变电站小动物事件原因

1) 变电站温度高。秋冬季节环境温度降低，小动物为御寒取暖自主靠近变电站电气设备并进入各类屏柜，如电抗器发热、主变压器顶部油循环造成设备温度升高，吸引小动物靠近。

2) 变电站存在退役设备、垃圾堆砌现象。部分变电站户外遗留有退役设备，为小动物提供了藏身场所；户内外垃圾清扫不及时，吸引其前来觅食。

3) 变电站对小动物干扰小。大部分变电站采用无人值守运行方式，且主要通过隔离类措施防治小动物，对小动物干扰较小。

4) 封堵破损。因封堵设施日久老化失效、位置较为隐蔽，防治小动物设施维护周期相对较长(“五通”规定为1个月)，封堵破损情况难以及时发现，导致小动物容易进入变电站。

5) 小动物适应力强。小动物能够在各类恶劣环境中生存，对防治措施具有一定的适应能力，因此对小动物的防治提出更高要求。

2 技术防治措施

2.1 被动防治

被动防治作为小动物防治的第一道防线，采用物理隔离原理，通过防治措施对变电站区域进行物理隔离，限制小动物的活动空间。具体有出入门处装设挡板、电缆管线孔洞处设置封堵、出风口处加装金属网、站内地面进行硬化等被动防治措施，以变电站常见的老鼠、蛇为例进行阐述。

2) 蛇类：细小蛇类对门缝隙宽度提出了更高要求，需要检查室门、箱体门是否关严或留有缝隙；对房屋伸缩缝进行灌浆封堵处理；设置防蛇网、防蛇刺猬环等。

被动防治成本低廉，是当前变电站普遍采取的防治措施。然而，当被动防治措施年久老化或因施工被破坏时，容易导致小动物入侵事件。因此，需要补充主动防治措施作为被动防治措施失效后的第二道防线。

2.2 主动防治

主动防治可具体细分为以下三种。

1) 驱赶。利用小动物的生理特点，采用声、光、震动、气味等刺激手段惊吓小动物，使其远离变电站或远离关键区域[3]。如利用鼠类对超声波敏感的特性，设置波频在15.5～45 kHz超声波的驱鼠装置，配合激光爆闪灯进行驱赶；利用地震波发生器(波频在400～1 000 Hz)进行驱蛇；利用气味驱蛇，定期在变电站四周喷洒雄黄或种植驱蛇植物(如蛇倒退、野决明、指甲花等)。

2) 消杀。采用捕鼠装置或毒药对小动物进行诱捕或诱杀，可在墙边、角落设置鼠夹、鼠笼、粘鼠板、鼠药等。

3) 预警。采取红外感应、热成像监视、图像分析、追踪驱逐及短信推送的方式，实现变电站设备室小动物入侵的识别、驱离、提醒，构建主动监测、自动告警的防御方法[4-5]。利用高清视频捕捉小动物活动图像，经人工智能图像识别系统分析，判断小动物入侵情况，然后发出预警并发送至PC端和移动端。

式中：pi为短期海况出现的概率；A和m为S-N曲线参数；T为疲劳设计寿命；di为短期海况产生的损伤;f0i为每个短期海况下的平均跨零率。

主动防治自动化程度高，预警及时，无需运维人员定期维护，效果较好，但设备成本较高，设备寿命短，且识别效果高度依赖算法和训练样本。

2.3 防治措施的特点分析

变电站小动物种类多样，防治措施也应针对多类型小动物。由于被动防治措施是基于物理隔离原理，对所有小动物均适用，而主动防治措施中驱赶措施则依据不同小动物独特的生理特点设置，比如老鼠对声、光刺激敏感，而蛇类对震动刺激敏感等，不同小动物的驱赶原理存在较大差异，若单独针对每种动物设置驱赶装置则成本较高，因此，亟需研发基于多种驱赶原理的一体化驱赶装置，使其同时对多类型小动物均能起到较好的防治效果。主动防治措施中预警类措施基于图像识别原理，同时适用于鼠类、蛇类等小动物，可视为小动物防治的通用技术措施。

从技术发展分析，被动防治措施和消杀类措施是较为成熟的防治技术措施，优点是原理简单，成本低廉，应用时间较长，防治效果已得到了充分检验；但其自动化程度低，需要运维人员专门进行维护，未来发展则需要对这些措施进行升级改造，使其具备自动检测功能，减轻运维人员负担。驱赶类和预警类措施属于创新防治技术，主要优势在于自动化程度较高，减轻了人员工作量，同时提供分析数据；缺点在于目前技术方面存在瓶颈，且成本较高，需对防治效果进一步优化，并设计合理的配置方案，在提高设备利用率的同时降低成本。

3 管理防治措施

变电站小动物防治除技术防治措施外，在管理方面也需要制定相应的管理措施，管理防治在为技术防治措施提供统一标准的同时明确人员职责、管理方法及工作流程，从而确保技术防治措施不被破坏，长期有效。

目前，国家电网有限公司变电专业“五通”管理规定(专项工作-防小动物管理)中对小动物防治提出了总体要求，主要针对变电站通风口、出入门防鼠板、封堵、捕鼠器械、大门及门窗、巡视、施工等方面。在此基础上，国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司进一步细化了相关标准，提出了防小动物管理规范，主要包含职责分配、出入口管理、封堵管理、防小动物设备管理、创新措施等方面，主要内容有：进行防小动物专业管理，明确管理人员职责及运维班组分工；进行室内外出入口管理，明确管线出口、风机出口、设备区门、镂空电缆盖板等处的技术标准及巡视要求，隐蔽出入口应建立台账；提出封堵查补要求，明确不同类型封堵的维护分工，提出封堵工作的全周期管理，在工作票流程的接票、间断验收、终结验收等各个阶段加强管理，确保工作前有封堵施工人员在场，工作间断时做好临时封堵，工作结束时完善封堵，并采用技术手段，定期对隐蔽封堵进行巡查；明确防、捕小动物设施的管理要求，包括挡板、鼠笼、粘鼠板、驱鼠器等；试点防小动物创新措施，建立小动物抓拍识别系统并试验驱赶装置。

此外，其他行业的先进做法同样具有参考价值，具体如下。

1) 通信行业围绕通信光缆制定了相关防治措施,主要是加强对光缆的物理防护，如使用多层铠装护套或添加驱鼠剂的防鼠光缆、防鼠护套、金属防护网等。对于变电站电缆沟内的入站导引光缆，除借鉴上述技术措施外，在管理方面应做好电缆沟的封堵措施及定期巡视检查，重点检查光缆保护套管的接头位置；对于容易暴露的非金属普通光缆保护套管接头位置，做好相应记录，便于故障点的快速定位。

2) 粮食行业则强调环境防治，主要通过“堵、查、捕、毒”四个方面加强环境防治。在管理方面，加强食品管理，断绝鼠粮，不乱扔、乱倒垃圾杂物，垃圾箱必须有盖，消除老鼠隐藏、繁殖条件等。

3) 海军舰艇对小动物消杀要求较高，包括舰艇悬挂缆绳防鼠板、器械捕杀、药物灭鼠、熏蒸除鼠等防治措施；在器械捕杀方面也可提供一定参考，如鼠笼布置(鼠笼布置应与门、通道平行且紧贴墙根)等；建立灭鼠设施清单，并进行编号和定期检查，定期对灭鼠效果进行统计和记录。

4) 军队则更侧重封堵类措施，且管理标准制定更为详细，有环境防治、物理防治、化学防治、生物防治、法规防治，都可为变电站封堵管理标准提供参考，如物理防治中要求格栅空隙小于10 mm，地漏应加盖，门缝小于6 mm，1楼或地下室排风扇或通风口有金属网罩，网眼不得超过6 mm等。

各个行业小动物防治管理标准的场景和目的存在一定差异，侧重点也略有不同，应用场景相似的可为变电站防治提供借鉴。

4 研究与优化管理

1) 研发可检测封堵破损情况的装置。相比烟熏等传统检测方式，该装置可有效提高封堵检测效率，及时发现破损，从而快速封堵漏洞，保障变电站安全稳定运行。

2) 研发多原理一体化的小动物综合驱赶装置。结合视觉、听觉、震动等多种驱赶原理，采用红外感应触发装置，实现对多类型小动物的有效驱赶。

3) 利用高清视频进行小动物识别预警。目前存在触发机制不可靠、学习样本少、小动物体型小、移动快等问题，需研究灵敏可靠的触发机制，并进一步优化算法提高识别率。

4) 优化变电站小动物防治管理办法，包括设备区门管理、封堵管理等，如设备区门安装自闭器，研究安装设备区门超时未关告警，对设备区门关闭情况进行视频远程督查；完善施工过程中封堵全周期管理办法，针对隐蔽封堵建立台账并定期巡视等。

5 结论

通过介绍变电站小动物事件危害及特点，分析了变电站小动物入侵事件的原因，调研并对比了不同行业的小动物防治相关标准，总结出常见的变电站小动物防治原理及措施，主要结论如下。

1) 变电站小动物入侵事件频发的主要原因有站内设备发热吸引、退役设备及垃圾堆砌提供藏身场所、封堵破损未及时发现等。

2) 不同行业小动物防治标准存在共同点，其他行业部分先进防治标准可以为变电站防小动物提供参考和启发。

3) 小动物防治措施主要针对封堵方面，而基于驱赶原理的防治措施较少，且主动驱赶措施常基于单一原理，随着小动物适应能力加强，防治效果变差，需要采取多种原理相结合的综合防治措施。

小动物识别预警系统能够及时发现小动物入侵并通知运维人员处理，大幅降低了小动物入侵风险，宜展开相关研究。