一種高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置製造方法
2023-04-29 23:20:11
一種高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供一種高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置，所述驅鳥裝置包括電源系統、微波探測系統、光控系統、繼電器、逆變器、驅鳥器和中央數據處理單元和控制機箱組成，其中電源系統由太陽能板、充電控制器和免維護蓄電池構成；所述微波探測系統與中央數據處理單元連接；所述電源系統的太陽能板對蓄電池進行浮充的供電方式，並採用充電控制器對太陽能板和免維護蓄電池進行實時的監測，微波探測器向中央數據處理單元提供探測信號；光控開關通過控制器向中央數據處理單元提供光控信號本系統採用免維護蓄電池供電，即使在無陽光的情況下也可以連續驅鳥100次以上，可以保證系統常年穩定運行。經多次長時間現場試驗證明，本發明可廣泛使用。
【專利說明】一種高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種智能驅鳥裝置，具體涉及一種高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置。【背景技術】
[0002]隨著國家對鳥類的自然保護政策加大，鳥類種群數量不斷增加，地區生態環境變好和改善，全球氣候日益變暖，不少北方候鳥不再發生遷徙。愛鳥、護鳥使得鳥類繁殖和生活的範圍日益增加，處在空曠山野中縱橫密布的輸電線路杆塔也因此成為鳥類的鐘愛之一。鳥類覓食、捕捉、築巢、休息等活動給電網安全帶來了隱患，鳥害引起的線路故障跳閘在各類電網事故中的比率也越來越高，主要表現在以下四方面:
1、當天氣有陰雨或伴有陣風時，杆塔上的潮溼的鳥巢被風吹散掉落在帶電導線或絕緣子串上，會造成短路接地故障。
[0003]2、鳥類在輸電線路杆塔上築巢時，叼樹枝、鐵絲、柴草、金屬泊紙等物落在橫擔與導線之間，會造成線路瞬間故障。
[0004]3、鳥類在杆塔橫擔上排糞，從而造成絕緣子串汙閃事故的發生。
[0005]4、一些鳥類銜著樹枝或線路施工遺棄的銅、招、鐵線頭等或叼食小動物,在線路上空或導線之間穿越飛行，可造成接地或相間短路，引起線路接地跳閘。
[0006]一般情況下，110kV_220kV線路發生鳥害比率較高。這與鳥類棲息高度或IIOkV和220kV塔型有關。貓頭塔、酒杯型塔、幹字型塔及ZG杆均發生過鳥害跳閘。作為電力主網的超高壓500kV線路也時有鳥害發生。
[0007]不同的地區由於氣候、地理條件的不同，鳥害故障也存在著較大的差別。根據國家電網公司的有關統計數據顯示，其鳥害故障約佔線路全部故障的10%左右，但個別省份的鳥害比例則較高，如在寧夏線路跳閘事故中鳥害居首位，佔47% (某年)。
[0008]由於鳥害引起輸電線頻繁跳閘，直接威脅著電網安全正常運行。必須採取有力措施減少鳥害引起輸電線路跳閘，確保輸電線路穩定、可靠的運行。
[0009]目前，部分線路採用了防鳥裝置。防鳥裝置主要可分為兩類:一類包括防鳥檔板，防鳥罩，防鳥刺，防鳥網，防鳥拉線，風車或翻板等，這一類防鳥裝置防鳥範圍較小，且長時間後，鳥類可適應，防鳥效果較差。另一類包括聲光碟機鳥器，驚鳥器，音響驅鳥裝置等，這類驅鳥裝置起到了一定的作用，但從實際情況看效果不是很理想，存在很多缺陷。
[0010]如一種由娃光電池、蓄電池、紅外開關、高壓發生器、電擊導線、強光發生器、音響發生器構成的驅鳥裝置。這種驅鳥器裝在電柱或塔架的橫擔上，當飛鳥下落踩踏電擊導線時，線路導通，並發出聲光信號，使飛鳥受到電擊和驚嚇，飛離線路，從而防止輸電線路鳥類築巢。其缺點是只有當鳥落在線路上時，才可起到驅鳥效果，且所述電擊裝置，難以精確定位，容易造成失誤，反而影響輸電線路。
[0011]又如一種太陽能電池做電源的音響驅鳥裝置，包括音響發生裝置、電源，其特徵在於是以太陽能電池作為音響發生裝置中各電路的電源；其缺點在於只能以時鐘電路設定白天、黎明及黃昏鳥類歸巢及頻繁活動時定時工作，起不到有效的全面防護；且其只有在鳥類在輸電線路、鐵塔上滯留活動產生聲音時，才能發出驅鳥信號。
[0012]因此，到目前為止，在市場上尚未見到能夠減少鳥害，防止輸電線路跳閘，確保輸電線路穩定、可靠運行的驅鳥裝置。
【發明內容】
[0013]本發明所要解決的技術問題在於提供一種能夠減少鳥害，防止輸電線路跳閘，確保輸電線路穩定、可靠運行的高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置。
[0014]為了解決上述問題，本發明所採取的技術方案為:
一種高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置，其包括電源系統、微波探測系統、光控系統、驅鳥系統、中央數據處理單元和控制機箱；
其中，所述電源系統由太陽能板、充電控制器和免維護蓄電池組成；所述微波探測系統由兩組微波移動模塊及單片機組成，微波探測系統的輸出端與中央數據處理單元輸入端連接；所述光控系統由光控開關和光控制器組成，光控系統與所述中央數據處理單元連接；所述驅鳥系統由繼電器、逆變器和驅鳥器組成，驅鳥系統的輸入端與所述中央數據處理單元輸出端連接；所述光控系統的輸入端與所述電源系統連接，光控系統的輸出端與所述中央數據處理單元輸入端連接，所述電源系統與所述驅鳥系統連接。
[0015]作為本發明的進一步改進，所述電源系統中的太陽能板為20W，所述免維護蓄電池為DC12V、17Ah的蓄電池。
[0016]作為本發明的進一步改進，所述微波移動模塊的微波頻率10.525GHz /10.687GHz ο
[0017]作為本發明的進一步改進，所述逆變器一端與驅鳥器連接，另一端與繼電器相連接，繼電器與中央數據處理單元連接組成程序控制線路，繼電器與電源系統連接。
[0018]作為本發明的進一步改進，所述充電控制器、免維護蓄電池、中央數據處理單元、微波探測系統、均裝配在所述的控制機箱內；所述控制機箱設有接地端子並和鐵塔可靠接地。
[0019]作為本發明的進一步改進，所述驅鳥器的所有外露信號連接導線均採用屏蔽電線，屏蔽層在控制機箱內接地。
[0020]作為本發明的進一步改進，所述中央數據處理單元設有信號接收和控制模塊。
[0021]與現有技術相比，本發明取得的有益效果為:
本發明的電源系統由太陽能板經過充電控制器向免維護蓄電池充電後為系統提供工作電源；微波探測器向中央數據處理單元提供探測信號；光控開關通過控制器向中央數據處理單元提供光控信號；中央數據處理單元在收到啟動信號後，通過繼電器啟動逆變器再啟動驅鳥器工作，達到驅鳥的效果。
[0022]本發明的特點為:
1、電源系統採用浮充的供電方式，並採用充電控制器對太陽能板和免維護蓄電池進行實時的監測，可以保證電源系統的充電狀態，具備智能保護功能。
[0023]2、微波探測系統能夠為檢測鳥類提供準確結果，避免誤動作，有效保障了驅鳥效果，並減少了去鳥裝置誤動作的次數。節省了能源，並延長裝置使用期限。
[0024]3、光控系統可以隨一年四季不同時間，準確開啟和關閉措施，進一步的增加了驅鳥裝置的智能性，節約了能源，確保輸電線路穩定、可靠運行。
[0025]4、驅鳥器可以利用高壓電子直接激發自然空氣爆炸，產生高功率爆炸聲響和激發閃光，高功率爆炸聲響的頻率設計在了鳥類的最敏感頻段，以提高使用效率。
[0026]綜上，本發明具備能夠減少鳥害，防止輸電線路跳閘，確保輸電線路穩定、可靠運行。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為發明高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置的系統結構示意圖；
圖2為本發明高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置電路原理示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面將結合附圖對本發明進行進一步詳細的說明。
[0029]如附圖1所示，本高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置包括電源系統、微波探測系統、光控系統、驅鳥系統、中央數據處理單元和控制機箱組成。
[0030]如附圖2所示，電源系統由太陽能板、充電控制器和免維護蓄電池構成；微波探測系統與中央處理單元連接；光控系統由光控開關和控制器構成；逆變器一端與驅鳥器連接，另一端與繼電器連接，所述繼電器一端與電源系統連接，另一端與中央數據處理單元連接組成程序控制線路，從 而實現自動化運行，達到對驅鳥器的控制。其中，所述太陽能板、充電控制器、免維護蓄電池、中央數據處理單元及其他控制裝置均裝配在控制機箱內。
[0031]本發明的具體使用方法如下:
1、高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置的電源系統採用DC12~14V、20W的太陽能板對免維護蓄電池進行浮充的供電方式；並採用充電控制器對太陽能板和免維護蓄電池進行實時的監測，嚴格按照蓄電池的充放電特性曲線進行充放電控制，具有過壓、欠壓保護功能，大大延長了蓄電池的使用壽命。系統採用DC12V、17Ah免維護蓄電池供電，即使在無陽光的情況下也可以連續驅鳥100次以上，可以保證系統常年穩定運行
2、微波移動模塊是利用都卜勒雷達(DopplerRadar)原理設計的微波移動物體探測器，微波頻率10.525GHz / 10.687GHz，直接加直流6-14V電源即可工作。微波移動模塊信號處理採用單片機程序分析，可靠性高，有效探測距離為10米。
[0032]微波探測器的安裝位置以能監視到絕緣子串吊點上方的鳥而又能避開塔材的其它部分不產生誤報來確定。鳥在探測區域可迅速報警，啟動裝置。
[0033]3、光控系統由光控開關和控制器連接構成；根據鳥類的習性，天黑前歸巢、天亮時排便的特點，光控系統採用光控傳感器，確保無論春夏秋冬，天黑、天亮時各啟動裝置一次。
[0034]4、驅鳥器的工作電壓為AC220V ;最大瞬時電流〈I A ;爆炸聲壓為8(Tl00dB ;有效驅鳥半徑〉20 m;所述驅鳥器外殼上部全密封，當系統首次通電時，自檢啟動一次。每啟動一次，驅鳥器連續爆炸聲響不超過10-15秒，二次啟動時間間隔大於20分鐘。
[0035]該驅鳥器利用高壓電子直接激發自然空氣爆炸，產生高功率爆炸聲響和激發閃光，高功率爆炸聲響的頻率設計在了鳥類的最敏感頻段，由於在不可預知的時間炸響，使鳥受到驚嚇迅速逃離現場，達到驅鳥效果；爆炸引爆電極採用特殊材料，以提高使用壽命。外殼上部全密封，爆炸頭向下固定，防雨、防雪，全天候工作。經多次長時間現場試驗證明，鳥類不可能適應這種爆炸聲。
[0036]5.高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置的中央處理單元設有信號接收和控制模塊，可配置遙控開關，用於塔下測試及在人員上塔檢修前關閉驅鳥裝置。
[0037]上述微波探測器、充電控制器、免維護蓄電池、中央數據處理單元及其他控制裝置均裝配在控制機箱內。為確保裝置在高電壓、大電流的強電場環境中正常工作，系統採用了相應的措施:所有外露信號連接導線均採用屏蔽電線，屏蔽層在控制機箱內接地，控制機箱設有接地端子並和鐵塔可靠接地。除傳感器外，其他控制單元都置於完全屏蔽的控制機箱中，而對於傳感器的輸入接口，也採用了防滲、防幹擾、防雷擊等措施，確保接口的可靠性。系統工作環境除了有強電場幹擾外，還存在強磁場幹擾，所以系統特別採用多種屏蔽措施，防止強磁場幹擾。
[0038]本發明高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置的原理如下:
本裝置由太陽能板經過充電控制器向免維護蓄電池充電後為系統提供工作電源；微波探測器向中央數據處理單元提供探測信號；光控開關通過控制器向中央數據處理單元提供光控信號；中央數據處理單元在收到啟動信號後通過繼電器啟動逆變器再啟動驅鳥器工作，起到減少鳥害，防止輸電線路跳閘，確保輸電線路穩定、可靠的運行的效果。
[0039]本 發明所提供的高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置的使用條件和安全
該高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置適用於35kV-1000kV的交直流輸電線路鐵塔、變電站、機場等。使用時，要求空氣溫度不高於+60°C，不低於_40°C ;空氣溼度在20°C時不超過90%，在溫度較低時，允許有較高的相對溼度；海拔高度不超過4500m ;周圍介質無爆炸危險、無足以損壞絕緣及腐蝕金屬的氣體，無導電塵埃。
[0040]以上所述實施方式僅為本發明的優選實施例，而並非本發明可行實施的窮舉。對於本領域一般技術人員而言，在不背離本發明原理和精神的前提下對其所作出的任何顯而易見的改動，都應當被認為包含在本發明的權利要求保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置，其特徵在於其包括電源系統、微波探測系統、光控系統、驅鳥系統、中央數據處理單元和控制機箱； 其中，所述電源系統由太陽能板、充電控制器和免維護蓄電池組成；所述微波探測系統由兩組微波移動模塊及單片機組成，微波探測系統的輸出端與中央數據處理單元輸入端連接；所述光控系統由光控開關和光控制器組成，光控系統與所述中央數據處理單元連接；所述驅鳥系統由繼電器、逆變器和驅鳥器組成，驅鳥系統的輸入端與所述中央數據處理單元輸出端連接；所述光控系統的輸入端與所述電源系統連接，光控系統的輸出端與所述中央數據處理單元輸入端連接，所述電源系統與所述驅鳥系統連接。
2.據權利要求1所述的一種高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置，其特徵在於，所述電源系統中的太陽能板為20W，所述免維護蓄電池為DC12V、17Ah的蓄電池。
3.根據權利要求1所述的一種高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置，其特徵在於，所述微波移動模塊的微波頻率為10.525GHz / 10.687GHz。
4.根據權利要求1所述的一種高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置，其特徵在於，所述逆變器一端與驅鳥器連接，另一端與繼電器相連接，繼電器與中央數據處理單元連接組成程序控制線路，繼電器與電源系統連接。
5.根據權利要求1所述的一種高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置，其特徵在於，所述充電控制器、免維護蓄電池、中央數據處理單元、微波探測系統、均裝配在所述的控制機箱內；所述控制機箱設有接地端子並和鐵塔可靠接地。
6.根據 權利要求1所述的一種高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置，其特徵在於，所述驅鳥器的所有外露信號連接導線均採用屏蔽電線，屏蔽層在控制機箱內接地。
7.根據權利要求1所述的一種高壓輸電線路鐵塔智能驅鳥裝置，其特徵在於，所述中央數據處理單元設有信號接收和控制模塊。
【文檔編號】G05B19/042GK103535342SQ201310339134
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年8月6日 優先權日:2013年8月6日
【發明者】吳建華, 趙志剛, 李澤 申請人:國家電網公司, 國網河北省電力公司檢修分公司