關(guān)于利用站內(nèi)高壓設(shè)備工頻輻射調(diào)制解調(diào)音頻信號(hào)模擬驅(qū)離動(dòng)物裝置的研究分析

楊偉 李斌 羅翔 劉晶晶 林恩彬 呂燕

摘 要：隨著智能化的推進(jìn)，無(wú)人值守變電站將越來(lái)越多，巡視人員和巡視頻率的逐步減少，變電站運(yùn)行環(huán)境的安全問(wèn)題也逐漸凸顯，雖然已經(jīng)有供電單位嘗試使用無(wú)人軌道車(chē)、無(wú)人機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)巡視，但目前巡視的重點(diǎn)依舊在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視，變電站運(yùn)行環(huán)境的狀態(tài)不僅僅包含設(shè)備運(yùn)行溫濕度等數(shù)據(jù)，還應(yīng)包含對(duì)周?chē)鷦?dòng)物入侵的監(jiān)控。筆者結(jié)合云南電網(wǎng)公司職工技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目，研發(fā)了一種利用站內(nèi)高壓設(shè)備工頻輻射調(diào)制解調(diào)音頻信號(hào)模擬驅(qū)離動(dòng)物裝置，希望可以給相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：變電站;工頻輻射;音頻信號(hào);驅(qū)離動(dòng)物

前 言

因云南自然環(huán)境較好，生態(tài)優(yōu)良，近年來(lái)在110kV、220kV變電站工作中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有動(dòng)物進(jìn)入，且動(dòng)物體積較大，如野貓、野狗、野兔、喜鵲以及其他野生動(dòng)物等在高壓場(chǎng)活動(dòng)覓食，圍墻上的圍欄和鋼制大門(mén)縫隙很大，無(wú)法起到有效隔絕作用。值班人員在夜晚無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，而且一旦驚擾動(dòng)物會(huì)爬上高壓電氣設(shè)備，給電網(wǎng)安全帶來(lái)重大隱患，所以非常有必要研發(fā)出一種新型驅(qū)趕動(dòng)物裝置，采用新技術(shù)新思路，以達(dá)到驅(qū)離的目的而又不傷害動(dòng)物，既符合生態(tài)社會(huì)要求，盡量消除電網(wǎng)重大隱患，同時(shí)又減少人工清理工作，提高績(jī)效，保證人身安全。筆者經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期觀察、研究和調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于動(dòng)物天性警覺(jué)和集群特點(diǎn)，某些復(fù)合聲音和特殊模式閃光會(huì)產(chǎn)生極大的威懾、警告、逃離效果，驅(qū)離效果顯著，因此本研發(fā)就利用這個(gè)思路，利用變電站內(nèi)強(qiáng)大的工頻輻射能量，經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)后，形成足夠功率的調(diào)制波，疊加到四種組合復(fù)雜聲音效果：鞭炮、老鷹、狗叫、槍聲，由軟件編程實(shí)現(xiàn)上述音頻仿生目的，而且聲音類(lèi)型、時(shí)間隨機(jī)，防止動(dòng)物產(chǎn)生警覺(jué)麻痹，并根據(jù)晝夜、季節(jié)變化更換驅(qū)離動(dòng)物模式。

1現(xiàn)狀分析

變電站作為電能分配和電壓轉(zhuǎn)換的重要場(chǎng)所，對(duì)電力資源的分配、運(yùn)輸具有至關(guān)重要的作用。在變電站的選址、施工中，為了保證變電站的安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)變電站時(shí)往往將其設(shè)置在遠(yuǎn)離聚居區(qū)的郊外，減少對(duì)人們正常生活與工作的干擾，減少意外情況的發(fā)生。由于變電站大部分都位于偏遠(yuǎn)地段，周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境良好，存在著大量小動(dòng)物，這些小動(dòng)物會(huì)對(duì)變電站的穩(wěn)定運(yùn)行造成一定程度的影響。在變電站的運(yùn)行中，嚙齒類(lèi)動(dòng)物侵入變電站后，會(huì)亂鉆亂爬，將電線(xiàn)電纜絕緣層咬壞，導(dǎo)致線(xiàn)路出現(xiàn)弧光短路、絕緣不良等現(xiàn)象。因此，需要對(duì)小動(dòng)物的侵入進(jìn)行預(yù)防，要引起相關(guān)部門(mén)的高度重視，否則會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。

現(xiàn)階段，在變電站的運(yùn)行過(guò)程中，一般都是采取防止粘鼠板、洞口封堵、投放毒餌、地面硬化等方式，預(yù)防小動(dòng)物的侵入。這些措施短時(shí)間內(nèi)會(huì)取得一定的成效，但是隨著時(shí)間的推移，這些措施的成效就會(huì)大打折扣，小動(dòng)物會(huì)挖開(kāi)硬化措施，有些小動(dòng)物在食用毒餌后不會(huì)立即死亡，會(huì)導(dǎo)出亂竄亂跳，對(duì)變電站的穩(wěn)定運(yùn)行造成更加嚴(yán)重的后果。因此，為了預(yù)防小動(dòng)物的侵入，對(duì)變電站的穩(wěn)定運(yùn)行造成危害，且在不傷害小動(dòng)物的前提下，必須設(shè)計(jì)研發(fā)出一款驅(qū)離動(dòng)物的裝置。本文根據(jù)筆者的工作實(shí)踐，研發(fā)了一種利用站內(nèi)高壓設(shè)備工頻輻射調(diào)制解調(diào)音頻信號(hào)模擬驅(qū)離動(dòng)物裝置，希望可以有效解決上述問(wèn)題，保證變電站的穩(wěn)定運(yùn)行，滿(mǎn)足人們對(duì)美好生活的向往。

2裝置設(shè)計(jì)的思路

在裝置設(shè)計(jì)中，利用高壓電氣強(qiáng)大的工頻輻射能量，經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)后，形成足夠功率的調(diào)制波，疊加到四種組合復(fù)雜聲音效果，四種聲音分別為鞭炮、老鷹、狗叫、槍聲，這樣方式不但減少了裝置的驅(qū)動(dòng)功率，而且音頻信號(hào)通過(guò)傳輸線(xiàn)能夠更遠(yuǎn)距離擴(kuò)散驅(qū)離效果，其聲音類(lèi)型、時(shí)間隨機(jī)產(chǎn)生，防止動(dòng)物產(chǎn)生警覺(jué)麻痹，可以長(zhǎng)期起到驅(qū)離的效果。由于利用變電站內(nèi)高壓設(shè)備工頻輻射進(jìn)行調(diào)制，裝置體積小重量輕，便于安裝固定拆卸，功耗低，電源利用率高，適于常年野外放置運(yùn)行。輔助旋轉(zhuǎn)激光閃光器單元，更加增強(qiáng)驅(qū)離效果，適用于更多種類(lèi)野外動(dòng)物。電源為長(zhǎng)壽命鋰鐵電池輔助太陽(yáng)能補(bǔ)充充電，強(qiáng)磁吸式安裝固定，便于運(yùn)維人員檢修、更換，并提高了裝置運(yùn)行的安全性。本裝置采取全封閉工藝設(shè)計(jì)，全天候連續(xù)不間斷工作，防風(fēng)、防雨、防蟲(chóng)，適宜野外復(fù)雜天氣環(huán)境下運(yùn)行。完善的狀態(tài)、故障報(bào)警顯示，便于運(yùn)維人員檢修，保證設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行可靠。

3新裝置解決的主要問(wèn)題

3.1驅(qū)離和保護(hù)野生動(dòng)物，保證供電安全

該裝置有效解決目前110kV、220kV等無(wú)人值守變電站動(dòng)物入侵的全天候防治，包括動(dòng)物在高壓場(chǎng)內(nèi)活動(dòng)所帶來(lái)的絕緣破壞隱患和鳥(niǎo)類(lèi)停留時(shí)產(chǎn)生的鳥(niǎo)糞對(duì)高壓絕緣子、接頭等重要設(shè)備的腐蝕、臟污等，采用采用新技術(shù)新思路，達(dá)到驅(qū)離目的而又不傷害野生動(dòng)物，既符合生態(tài)社會(huì)要求，盡量消除電網(wǎng)重大隱患，同時(shí)又減少人工清理工作，提高績(jī)效，保證維修工作人員的人身安全。

3.2降低了電源單元的設(shè)計(jì)難度及維護(hù)成本

通過(guò)利用變電站內(nèi)強(qiáng)大的工頻輻射能量，經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)后，可以形成足夠功率的調(diào)制波，疊加復(fù)雜聲音效果及激光閃光器，能夠可靠實(shí)現(xiàn)驅(qū)離各種類(lèi)型動(dòng)物的目的，裝置不但減少了電路的驅(qū)動(dòng)功率，而且音頻信號(hào)通過(guò)傳輸線(xiàn)能夠更遠(yuǎn)距離擴(kuò)散、增強(qiáng)驅(qū)離效果，有效驅(qū)離可達(dá)數(shù)百米，完全覆蓋整個(gè)變電站，減少設(shè)備的復(fù)雜程度，降低了電源單元的設(shè)計(jì)難度及維護(hù)成本，適宜野外長(zhǎng)期運(yùn)行。

3.3使用和維護(hù)變得更加便捷

在變電站所處的偏遠(yuǎn)復(fù)雜地理環(huán)境下，在實(shí)現(xiàn)驅(qū)離動(dòng)物的前提下，不因本裝置增加作業(yè)人員的工作量及風(fēng)險(xiǎn)，并便于檢修和更換，故而體積小、重量輕，強(qiáng)磁吸式安裝固定，電源狀態(tài)、報(bào)警指示直觀簡(jiǎn)單，非常有必要進(jìn)行推廣和普及。

4新裝置的創(chuàng)新點(diǎn)

利用變電站內(nèi)強(qiáng)大的工頻輻射能量，經(jīng)過(guò)調(diào)制解調(diào)后，形成足夠功率的調(diào)制波，疊加到四種組合復(fù)雜聲音效果：鞭炮、老鷹、狗叫、槍聲，由軟件編程實(shí)現(xiàn)上述音頻仿生目的，而且聲音類(lèi)型、時(shí)間隨機(jī)，防止動(dòng)物產(chǎn)生警覺(jué)麻痹，并根據(jù)晝夜、季節(jié)變化更換驅(qū)離動(dòng)物模式。裝置整體要求體積小重量輕，便于安裝固定拆卸，功耗低，電源利用率高。輔助旋轉(zhuǎn)激光閃光器單元，具備軟啟動(dòng)功能，在增強(qiáng)驅(qū)離動(dòng)物效果的同時(shí)，保證其長(zhǎng)壽命。電源設(shè)計(jì)為長(zhǎng)壽命鋰鐵電池輔助太陽(yáng)能補(bǔ)充充電，具備防過(guò)充過(guò)放功能，過(guò)溫自動(dòng)斷電。多種安裝方式，即可采用強(qiáng)磁吸式安裝固定也可卡箍安裝固定，連接電纜及接口電路電磁兼容性強(qiáng)，應(yīng)抗高壓輸電輻射干擾。本裝置要求全封閉工藝設(shè)計(jì)，利用機(jī)殼自然散熱，全天候連續(xù)工作，防風(fēng)防雨防蟲(chóng)，適宜野外復(fù)雜天氣環(huán)境。軟件編程實(shí)現(xiàn)集中式的狀態(tài)、故障報(bào)警顯示，便于運(yùn)維人員檢修。

結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，本裝置利用先進(jìn)的軟件編程與生物仿生技術(shù)有機(jī)結(jié)合，能夠全天候驅(qū)離動(dòng)物，不局限動(dòng)物種類(lèi)，驅(qū)離效果明顯，驅(qū)離范圍大，極大提高了驅(qū)離效率，消除了變電站設(shè)備的重大隱患，同時(shí)減少人工提高績(jī)效，保證了設(shè)備及人身安全。裝置本身完全電氣隔離，安裝在高壓電氣安全距離外，安全性高，適用于目前所有電壓等級(jí)的變電站。本裝置兼容性好，體積小重量輕，分體設(shè)計(jì)，安裝靈活，可推廣至其它動(dòng)物活動(dòng)影響電網(wǎng)安全的眾多場(chǎng)所。裝置主機(jī)采用軟件編程技術(shù)，便于擴(kuò)展設(shè)備功能，可升級(jí)改造實(shí)現(xiàn)更多的環(huán)境監(jiān)控、運(yùn)行工況監(jiān)視等功能。

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作者簡(jiǎn)介：

楊偉（1989-），男，工程師、技師，云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司一級(jí)助理變電運(yùn)檢技能專(zhuān)家。

李斌（1989-），男，工程師、技師，變電運(yùn)行技術(shù)負(fù)責(zé)人。

羅翔（1993-），男，助理工程師、技師。

劉晶晶（1991-），男，助理工程師、技師。

林恩彬（1994-），男，助理工程師、高級(jí)工。

呂燕（1996-），男，助理工程師、高級(jí)工。