新型力臂式超声波智能驱鸟装置的研究

新型力臂式超声波智能驱鸟装置的研究

张雪松

（国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司，内蒙古通辽028000）

摘要：电力线路运行中的鸟害问题由来已久，严重影响着电力系统的安全运行。目前投入使用的驱鸟装置，主要可分为利用声、光、电效应的三类，一定程度上可以起到防鸟害的作用。但目前这些装置在应用中仍存在不足：驱鸟器运行规律可循，随着时间推移，鸟类习惯其运行规律后，其驱鸟效果会逐渐降低；驱鸟方式单一，每种驱鸟设备只能驱赶某一种鸟类，适应性不强；驱鸟器发出的驱赶信号通常经由空气传播作用于鸟类，作用效果随作用距离的增大而明显降低。本文研究了一种能克服现有技术存在的缺点，集成超声波和机械臂直接接触鸟类身体的驱鸟装置。

关键字：鸟害；驱鸟装置；超声波；机械臂；

0引言

随着高压输电线路大量建设，输电杆塔的数量日益增多。鸟类在线路杆塔周围活动频繁，筑巢、停留的事件时有发生。由于其筑巢材料多为导体，搭接在导线之间将可能引起线路跳闸。鸟其停留在绝缘子上时的排泄物将降低绝缘子的绝缘强度，同样也会引起线路跳闸，严重影响了输电线路运行的安全性和可靠性，因此随时驱赶鸟类离开输电杆塔非常必要[1]。因此，研究一种克服现有技术存在的缺点，具有直接作用效果和普遍适用性的驱鸟装置将具有重要现实意义。

2输电线路高塔驱鸟技术探讨

目前，输电线路高塔驱鸟装置种类众多、各有优缺，包括防鸟刺，风轮式驱鸟器，电子驱鸟器等[2]。其中，防鸟刺驱鸟器对体形较小的鸟类应用效果不佳；风轮式驱鸟器在无风情况下难以工作，且长期使用后反光镜片会出现污损；电子驱鸟器的安装地点和安装数量难以确定。且这几类驱鸟装置都仅能对某几种鸟类有效，难以覆盖所有种类，运行一段时间后，鸟类还会“习惯”驱鸟器，导致驱鸟失去效果[3-5]。

针对上述分析提出一种新型的输电线路驱鸟装置，这种装置集成超声波和机械臂，实现了对鸟类的有效探测，它与传统驱鸟方法相比，应用范围更广，可以应对的鸟类品种更多。装置还具有较高的智能化，能够避免鸟类在一定时间内习惯驱鸟装置。

3系统工作原理

新型力臂式超声波智能驱鸟装置，其结构为：太阳能电池板与储能装置相连，储能装置与电压控制模块相连，电压控制模块与单片机系统、红外感应装置、超声波发生器、电机驱动模块相连，电机驱动模块与驱动电机相连，驱动电机与机械臂相连。单片机系统还与红外感应装置、电机驱动模块和超声波发生器相连。

如图1所示，太阳能电池板将太阳能转换为电能后存储至储能装置，储能装置输出能量至电压控制模块，电压控制模块产生单片机系统、红外感应装置、超声波发生器、电机驱动模块工作所需要的电压，并向单片机系统、红外感应装置、超声波发生器、电机驱动模块提供电能。电价驱动模块控制驱动电机的运动，驱动电机带动机械臂运动。红外感应装置感应到鸟类落在杆塔后，产生相应的信号输出至单片机系统，单片机系统对信号进行计算处理后，向超声波发生器和电机驱动模块发出控制信号。单片机系统由51单片机为核心构成，运行有超声波发生器控制程序，红外感应装置信号接收程序，电机驱动模块控制程序。驱动电机采用步进电机，电机驱动模块根据单片机系统发送的控制信号，控制驱动电机的转动。机械臂由五个带键槽的回旋式滚珠齿轮、一个带键槽齿轮盘、齿轮轴、推板、铁管、开口锁键和主轴组成，电机转动使主轴伸出，推板把力直接作用于鸟身。超声波发生器在接收单片机系统发送的控制信号后，发出超声波对鸟类进行驱赶。

图1新型力臂式超声波智能驱鸟装置原理图

4结论

随着智能电网建设的不断深入，输电线路在我国不断增多，做好输电线路高塔驱鸟工作，有利于提升输电线路安全运行水平，提升电网安全稳定程度。本文提出的新型力臂式超声波智能驱鸟装置与传统驱鸟装置相比，有如下特点：1）可直接作用于鸟类身体，驱鸟效果明显。2）克服了具有固定规律驱鸟方式的缺点，对各种鸟类均具有驱赶效果。3）兼有多种驱鸟方式，提高了驱鸟效果。

参考文献

[1]高虹亮,马超.输电杆塔智能防鸟害装置的研发[J].三峡大学学报(自然科学版),2012,34(3):56-59.

[2]田治富,叶明树,胡庆,等.智能超声波驱鸟装置的设计与实现[J].电力电子技术,2011,45(4):106-108.

[3]曹永兴,丁登伟.智能识别和主动驱赶的防鸟害装置研究[J].四川电力技术,2013(6):78-80.

[4]曲芳,杨朋,杨忠礼.输电线路太阳能超声波驱鸟装置的设计[J].电工技术,2011(10):51-53.

[5]韩国平.高压输电线路鸟害故障特征及防止对策[J].山西电力,2005(4):66-68.