對變電站防入侵智能布防系統(tǒng)的研究葉軍輝

顏明波+何濤

摘 要：35 kV變電站防入侵智能布防系統(tǒng)主要是用來驅(qū)趕以老鼠為主的小動物，達(dá)到保護(hù)電子設(shè)備的目的，從而保證變電站的運行安全，提高其供電可靠性。

關(guān)鍵詞：變電站；防入侵智能布防系統(tǒng)；ZigBee通信；遠(yuǎn)程控制

中圖分類號：TM632 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.04.111

變電站是電力系統(tǒng)的重要組成部分，它擔(dān)負(fù)著電能轉(zhuǎn)換和電能重新分配的任務(wù)，對電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運行起著舉足輕重的作用。一般情況下，變電站都是無人值守的，而且環(huán)境舒適，與居民區(qū)有一定的距離，是小動物棲息的理想場所，所以，蛇鼠蟲鳥等常常進(jìn)入變電站內(nèi)，導(dǎo)致電力事故頻發(fā)。目前，防止小動物進(jìn)入變電站內(nèi)主要采取施工封堵和設(shè)置擋鼠板等措施，并且不斷加大對變電站的管理力度，以保證其運行安全和供電可靠性。

1 裝置介紹

1.1 智能驅(qū)鼠器

智能驅(qū)鼠器是利用專業(yè)的電子技術(shù)設(shè)計，結(jié)合科學(xué)工作者對鼠類的研究，研制出的能產(chǎn)生20～55 kHz超聲波的一種裝置。它產(chǎn)生出的超聲波能夠有效刺激鼠類，讓它們感到不安，受到了威脅。應(yīng)用該設(shè)備是為了創(chuàng)造一個無鼠、無害蟲的優(yōu)質(zhì)空間，使害蟲、老鼠等無法生存，無法在防治區(qū)內(nèi)繁殖生長，迫使它們自動遷移，從而達(dá)到根除老鼠、害蟲的目的。雖然該設(shè)備產(chǎn)生的電磁波只有幾赫茲，但它具有ZigBee智能控制功能，可以實現(xiàn)無線組網(wǎng)，而且設(shè)備之間以節(jié)點續(xù)傳的方式接力傳遞數(shù)據(jù)，可以實現(xiàn)對設(shè)備的統(tǒng)一管理和相關(guān)信息的上報等。設(shè)備所用的ZigBee模塊是由美國FCC認(rèn)證的，它不會產(chǎn)生電磁干擾，在不組網(wǎng)的情況下也可以獨立工作。

智能驅(qū)鼠器是由AC220 V供電，內(nèi)置ZigBee組網(wǎng)模塊。而ZigBee組網(wǎng)模塊是ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點設(shè)備，它可以接收集中控制器發(fā)出的布防命令和撤防命令，即打開或關(guān)閉電源控制驅(qū)鼠器的工作狀態(tài)，完成實時通信。

1.2 智能捕鼠器

這是利用老鼠喜好鉆洞、喜好陰暗環(huán)境的特性為其量身定制的一個“黑洞”。將該設(shè)備放置在老鼠日常活動的必經(jīng)之路捕殺它，利用機(jī)械原理達(dá)到目的。待設(shè)備捕捉到獵物后，會發(fā)送信息告知后臺系統(tǒng)，提醒工作人員處理現(xiàn)場。

智能捕鼠器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，有一個入口，里面是斜向上的一塊金屬踏板，相當(dāng)于蹺蹺板兩端中的一端，一端有一個金屬片卡扣，可以鎖住平衡板使其無法向上抬起。金屬片卡扣只能朝捕鼠器里面的方向打開，反方向是無法打開的。這樣，進(jìn)去的老鼠就無法再出來。沒有老鼠時，鼠籠入口會打開，引導(dǎo)老鼠進(jìn)入。當(dāng)老鼠進(jìn)入這個入口后，它會沿著鼠籠平衡板向上爬，當(dāng)其經(jīng)過平衡板中心后，受重力作用，平衡板會向卡扣端傾斜下壓。這時，卡扣就會鎖住平衡板，而入口端也會被抬高堵住，進(jìn)來的老鼠也就無法原路返回，只能繼續(xù)向捕鼠器里面爬。待老鼠推開金屬片卡扣，經(jīng)過平衡板的卡扣端，根據(jù)杠桿原理，入口端會重新下壓恢復(fù)到入口打開的狀態(tài)，金屬片卡扣又會恢復(fù)到下垂的狀態(tài)。

1.3 智能驅(qū)蛇器

由科學(xué)研究可知，蛇的腹部對振動非常敏感，微小的振動蛇都可以感覺到，所以，智能驅(qū)蛇器就是根據(jù)振動波發(fā)射原理研制出來的。這個設(shè)備具有ZigBee智能控制功能，可以實現(xiàn)無線組網(wǎng)，而且設(shè)備之間是以節(jié)點續(xù)傳的方式接力傳遞數(shù)據(jù)的，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的統(tǒng)一管理和信息上報。該設(shè)備選用的ZigBee模塊是由美國FCC認(rèn)證的，它不會產(chǎn)生電磁干擾，在不組網(wǎng)的情況下也可以獨立工作。

1.4 無線集中控制器

無線集中控制器是系統(tǒng)的核心，其內(nèi)置無線通信模塊，可以利用無線信號控制驅(qū)鼠器、驅(qū)蛇器、捕鼠器工作，并接收來自各測點的ZigBee無線數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)或GPRS通道向后臺管理軟件傳送布防點的數(shù)據(jù)信息。因為采用的無線通信技術(shù)支持自組網(wǎng)，所以，一個控制器可以接收和管理多個節(jié)點，具備較強(qiáng)的擴(kuò)展能力。在工作過程中，用戶可以自由地增加或減少節(jié)點，也可以更換集中器，且不需要任何配置，使用起來方便、靈活。無線控制器是用Intenet與后臺服務(wù)軟件通信的。

無線集中控制器有2個作用：①將布防、撤防數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)軟件中；②監(jiān)測現(xiàn)場其他設(shè)備的工作狀態(tài)，根據(jù)遙控器發(fā)出的控制信息啟動和停止現(xiàn)場的相關(guān)設(shè)備。

1.5 后臺管理軟件

后臺管理軟件主要是用來查看系統(tǒng)的工作狀態(tài)，記錄現(xiàn)場布防、撤防信息，同時，還具有遠(yuǎn)程布防、撤防的功能。另外，該軟件可以顯示歷史數(shù)據(jù)、記錄設(shè)備狀態(tài)、記錄現(xiàn)場溫濕度信息、抓到小動物后報警并短信提示等。

2 項目實施情況

變電站防入侵智能布防系統(tǒng)是驅(qū)趕老鼠等動物的電子布防設(shè)備，它是一種高效的防范手段，能夠有效減少電網(wǎng)短路事故的發(fā)生。

在實際工作中，可選擇一個變電站作為試點完成相關(guān)研究和測試工作，保證其在站內(nèi)成功試運行3個月以上。由于設(shè)備均為便攜式的，無需安裝，操作起來非常方便。無線控制器是系統(tǒng)的核心，內(nèi)置無線通信模塊，可以利用無線信號控制驅(qū)鼠器、驅(qū)蛇器、捕鼠器工作，并接收來自各測點ZigBee的無線數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)或GPRS通道向后臺管理軟件傳輸測點的數(shù)據(jù)信息。因為ZigBee技術(shù)支持自組網(wǎng)，所以，一個控制器可以接收和管理多個節(jié)點，并且可以即插即用。而用戶也可以自由地增加或減少節(jié)點、更換集中器，不需要進(jìn)行任何配置，使用起來方便、靈活。

3 系統(tǒng)特點

該系統(tǒng)采用的是全電子便攜式設(shè)計，與傳統(tǒng)的驅(qū)鼠驅(qū)蛇設(shè)備不同，系統(tǒng)的子設(shè)備內(nèi)嵌有太陽能板或由電池供電，電路設(shè)計具有遙控、遙信和遙測功能。它的特點是：①設(shè)備安裝便捷，即插即用。②各個設(shè)備可按需靈活搭建，集中控制，遠(yuǎn)程管理。③使用相關(guān)設(shè)備時不可以破壞生態(tài)環(huán)境。該系統(tǒng)主要是破壞動物的生活習(xí)性，讓動物煩躁，阻止其進(jìn)入變電站或迫使其離開。④有雙重保護(hù)作用。對于已經(jīng)進(jìn)入站內(nèi)的蛇鼠，要用捕鼠器、捕蛇器捕捉它們，防止發(fā)生電力事故。⑤有遠(yuǎn)程提示，當(dāng)有動物被捉時，系統(tǒng)會立即通知管理員清理現(xiàn)場。

4 結(jié)束語

雖然防止小動物進(jìn)入變電站是一項簡單的維護(hù)檢查工作，但是，它具有特殊性、長期性和復(fù)雜性。為了加強(qiáng)對變電站的管理，使設(shè)備能夠安全、穩(wěn)定運行，通過對防入侵智能布防系統(tǒng)的研究和應(yīng)用，有效降低了短路事故發(fā)生的概率，實現(xiàn)了安全生產(chǎn)的目標(biāo)，營造了安全的生產(chǎn)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕