一种仿生型电力杆塔驱鸟器的研究

刘国良 施春良 刘小双 薛天琛

国网嘉兴供电公司 浙江嘉兴 314011

摘要：近几年，随着人们爱鸟意识的日益增强，使得鸟的数量大增，从而造成鸟在输电线路杆塔上活动、栖息、筑巢的频率大增， 给电网安全运行带来了不稳定因素。鸟类在繁殖季节喜欢在铁塔上筑巢，其筑巢材料有树枝、枯藤、废棉线，甚至还有铁丝。这些材料下落可能短接几片瓷瓶，从而引起线路跳闸。鸟站在瓶串上部的横担上向下拉稀屎并沿瓶串下流时造成单相接地，或者鸟粪随风吹向带电体造成空气间隙击穿。据统计，由于鸟类引起的线路故障仅次于雷击和外力破坏，占据线路故障跳闸总数的第三位，一旦跳闸将造成较大的经济损失与严重影响，驱鸟任重道远。本文研究内容主要提出一种防止鸟类适应性的多功能驱鸟器，用于解决各种鸟类在输电线路杆塔上活动而造成各种线路跳闸的问题。

关键词：杆塔驱鸟器；红外感应技术；仿生技术

Research on a bionic bird repellent for power tower

Ye Weiqiang

State Grid Jiaxing Power Supply Company Zhejiang Jiaxing 314011

Abstract: in recent years, with the increasing awareness of people's love for birds, the number of birds has increased greatly, resulting in a significant increase in the frequency of birds' activities, habitat and nesting on transmission line towers, which has brought unstable factors to the safe operation of power grid. Birds like to nest on the iron tower during the breeding season. Their nesting materials include branches, dead rattan, waste cotton thread and even iron wire. The falling of these materials may short circuit several porcelain bottles, causing the line to trip. When the bird stands on the cross arm at the upper part of the bottle string, pull down the dilute excrement and flow down the bottle string, resulting in single-phase grounding, or the bird excrement blows to the charged body with the wind, resulting in air gap breakdown. According to statistics, the line fault caused by birds is second only to lightning and external force damage, accounting for the third place in the total number of line fault trips. Once tripped, it will cause great economic losses and serious impact, and there is a long way to go to drive birds. The research content of this paper mainly puts forward a multi-functional bird repellent to prevent the adaptability of birds, which is used to solve the problem of line tripping caused by various birds moving on the transmission line tower.

Key words: Tower bird repellent; Infrared induction technology; Bionic Technology

1　研究意义

目前，常见的方式其中一种是利用人去巡检，发现鸟巢进行清除处理。但这种方式非常不方便且不安全，而且清理完后，过几天鸟又会重新筑巢，线路杆塔数量又众多，花费大量的人力与物力，人力巡检处理方式效果太差，不可取。还有一种方式是安装驱鸟装置。驱鸟装置的种类很多，最常见的有机械式的风车驱鸟器与安装防刺网，但是效果并不理想，由于功能单一只靠镜面反光驱鸟，鸟类经过极短时间就会适应，有时还会故意把树枝卡在风车旋转路径上，使之完全成为摆设。市面上的智能驱鸟器大多体积庞大，不利于安装到输电线路杆塔上，智能驱鸟方式也不多，常见的有声、光驱鸟器，或超声波驱鸟器等，还是比较容易适应。

为了提高配电线路的供电可靠性，解决好电力服务最后一公里的问题，做好对配电线路鸟害的防治显得尤为重要。因此，如何在配网发展进入新时期，用户对电能质量品质要求越来越高的条件下，探索新型驱鸟装置的研制，减少鸟害对配网的影响，成为配网运维的一个重要研究方向。

本文主要研究一种仿生型电力杆塔驱鸟器，该驱鸟器是通过研究鸟类的习性，喜好，利用生物仿生技术，从而研制出一种集声、光、形、动、视等于一体的多功能驱鸟系统。

整个系统的拓扑图如图一所示：

图一 仿生型电力杆塔驱鸟器拓扑图

2 实现原理

本文研究的仿生型电力杆塔驱鸟器，总结了国内外驱鸟器的发展现状和用户需求，紧跟驱鸟领域技术发展前沿，采用红外感应探测技术、生物仿生技术、天敌声音模拟技术、低功耗自动控制技术等众多先进技术。

目前的市面上已经在应用的多功能驱鸟器主要技术缺点如下:

驱赶方式不多，主要采用超声波、喇叭、灯光这几种方式中的一种或多种来驱赶鸟类。功耗大、待机时间短、太阳能板需要做的很大，遇到连续阴雨天，时间超过一个星期有可能因为电池耗尽不工作。现在主流的多功能驱鸟器基本上都是钢铁材质，体积大、重量重，需要多人配合并要人爮到杆塔上安装，费时费力费钱，安装麻烦，并有一定的危险性，由于是钢铁油漆材质时间长了会生锈腐蚀。微波雷达感应由于原理上是检测一切物体的移动，容易被雨、雪、电线扰动、树枝扰动等干扰误触发，且由于是检测电波，容易被外界的电磁波干扰误触发，超声波对鸟类起效很慢。

现研究的驱鸟系统技术上主要采用了移动物体红外感应探测技术、仿生技术、仿声技术等核心技术，超低功耗待机时间长，驱鸟方式多达四种，鸟类很难适应，可以达到长期驱鸟之目的，具体实现原理如下：

当鸟飞到输电线路杆塔附近活动时，进入红外探测范围，这时该装置MCU启动驱鸟程序，主要利用了以下原理：

利用鸟类天生害怕蛇的特性，本装置圆柱罩上盘了一条颜色鲜艳的仿真眼镜蛇，在鸟飞近杆塔时，装置启动内部小马达转动罩子带动蛇跟着一起转，给鸟营造一种活蛇的体验。利用鸟类对声音敏感，本装置安装了喇叭，内置语音存储芯片，在检测到鸟飞近杆塔时，会发出内部储存的十余种鸟类害怕的天敌声音并随机播放。利用鸟类对灯光的敏感性，特别是害怕红、蓝、紫光的特性，本装置顶部安装了高亮红、紫LED灯，当检测到鸟飞近杆塔，会爆闪，惊吓鸟类。利用鸟类对光的敏感性，本装置安装了镭射彩纸机身，当检测到鸟飞近杆塔会旋转镭射机身反射光线到鸟的眼睛惊吓鸟类。

3 功能特点

仿生型电力杆塔驱鸟器主要特点：

（1）基于对鸟类习性和天敌研究，对驱鸟器进行仿生学设计和制造。

（2）集声、光、动态、形态等多种驱鸟方式于一体，功能丰富全面。

（3）四面太阳能供电采集，装置供能稳定环保。

（4）独特的L型磁吸式安装方式，安装简便快捷，不需停电。

（5）内置高性能运算芯片，可实现驱鸟器仿生功能智能控制，既有效驱鸟，又不扰民。

（6）直接接触式20KV耐压测试正常，1米距离110KV放电测试正常。

4 安装方式

仿生型电力杆塔驱鸟器采用磁吸式安装，具体安装过程描述如下：

把二齿叉插入装置底部的工装柱，把装置送到电线杆横担L型槽钢上，把装置稍微举高，过横担，再从上到下放置，放置上去后往里推入，使强磁钢充分吸牢，完成安装。整个安装过程一个人在十分钟内就可以完成，安装过程确保安全。采用该安装方式，经权威检测机检测可以抵御15级以上台风。安装过程（图二左）及安装后效果（图二右）如图二所示：

图二 仿生型电力杆塔驱鸟器安装效果图

5 市场前景

配网中，低压电线杆塔数量庞大，一个地级市的低压电线杆塔数量以数万计，电网建设朝着智能安全和多元融合高弹性电网发展，电网的智能驱鸟保护越来越重视，智能驱鸟设备的应用会越来越多，越来越广，该产品经过技术升级后，未来也适用于高压杆塔的驱鸟。因此该产品在全球各地均有广泛的应用前景，预计市场容量达到千万台套级别，仿生型电力杆塔驱鸟器市场前景非常广阔。

6 结论

该产品基于仿生技术开发，产品驱鸟方式多样，户外工作连续阴雨天待机时间长，采用独有的红外抗干扰感应技术，只有温血类动物如人、动物、鸟类靠近时才会触发，雨、雪、电线扰动、树枝扰动都不会触发，因此抗干扰能力强。目前该型产品由于良好的性价比、完善的功能、驱鸟效果好且持续性强，已经广泛应用于各个电力公司的输电线路上。未来，我们将对该仿生型杆塔驱鸟器进行持续改进和研究，力争在行业中保持领先水平。

参考文献

[1] 李功新.输电线路驱鸟器的研制[J].电网技术，2006，30（3）：94-96

[2] 宋利民,马宝山,王曰承等.16位单片机在机场驱鸟系统中的应用[J].大连海事学院学报，2006，33（3）：78-80

[3] 徐元林，王奇科.新一代智能语音驱鸟器[J].西北园艺，2008，30（3）：65-69

[4] 钟诗胜,张恩惠,王瑞等.一种机场空中驱鸟设备与系统的研究[J].南京理工大学学报,2004,28（3）：238-242

作者简介：

刘国良（1985年9月），男，汉族，河北秦皇岛，国网嘉兴供电公司，研究生，高级工程师，研究方向：电网规划、配网运检

施春良（1978年1月），男，汉族，浙江嘉兴，国网嘉兴供电公司，大学，工程师，研究方向：电网规划、配网运检

刘小双（1992年8月），男，汉族，湖北随州，国网嘉兴供电公司，大学，助理工程师，研究方向：电网规划、配网运检

薛天琛（1991年2月），男，汉族，浙江嘉兴，国网嘉兴供电公司，大学，工程师，研究方向：电网规划、配网运检