110kV变电站鸟害激光立体防治系统
（国网平凉供电公司，甘肃 平凉 ）
孙海鸿，马军林
摘要：现有的驱鸟措施主要针对输配电线路，而分布广泛的110kV 变电站同样遭受鸟害侵袭，却少有针对性的鸟害防范研究。相较于输配电线路，110kV变电站主要位于城区周边，鸟类聚集严重，现有的驱鸟措施较为简单，并不可靠。对110kV变电站的鸟害进行分析，并有针对性的提出改进措施，并提出该措施的研究方法。
关键词：110kV变电站；鸟害；激光立体防治系统
为了使鸟害引起的110kV变电站安全事故消灭在萌芽状态，就必须针对鸟害特点，提出有效的防治方法。因动物特有的对环境适应性，传统的驱鸟措施已经不能满足要求。如何降低鸟害对110kV变电站的影响，保证电气设备安全、电网运行安全，采取哪些安全措施，都是值得认真思考的问题。
1 鸟害激光立体防治系统研制的重要意义
1.1 项目研究内容紧密相关的电力生产水平及发展方向根据甘肃省平凉市以往的防鸟害工作总结，以前主要采用了的驱鸟技术为恐吓型驱鸟（如鸟叫声音、超声波）和物理隔离型防鸟（如防鸟隔板、防鸟刺），这2 种方法都存在鸟类的适应性和功能单一的缺陷，尤其是对鸟类空投杂物和空中捕食毫无防范效果。
1.2 项目成果对该现状和技术发展的作用
目前最先进的驱鸟技术是激光驱鸟技术，该技术不但具备恐吓型驱鸟功能外，还有刺激驱鸟功能，该技术有较好地克服了鸟类的适应性，并能实现远距离、综合立体防护的要求，研究适合变电站需求的驱鸟实施方案。
1.3 项目应用和推广的途径
以目前相对变电站已有较丰富和成熟的线路防鸟害措施作参考，变电站防鸟害预防对策有以下2 个方面。 除了以往的传统驱鸟方法，如挂小红旗、安装风铃，装驱鸟刺，有一种新兴的防鸟害技术目前正在推广，这项技术是由公司长期在电力线塔，变电站的防腐维护，安装、防止鸟害的施工中，根据大量驱逐鸟类的实战经验结合对鸟类习性的研究而发明的。
1.4 项目成果推广后直接和间接效益
直接经济效益。以甘肃省平凉市为例，项目推广实施后，全市每年可减少鸟害故障及站所检修停电时间400 h。按线路平均负荷电流200 A，用户功率因数0.9计算，每年可增供电量1247 MWh。每千瓦时以0.8 元计，共计产生经济效益约99.76 万元。本项目拟通过研究、应用变电站鸟害激光立体防治的新技术，适用于多种场合的供电需求。
间接经济效益。采用该技术后能够提高电网的供电可靠率，由以前的99.966% 提高至99.969% ；故障抢修停电时间由以前的每次约4.5 h 缩短至1.5 h ；站所检修停电时间由以前的每次约2.5 h 缩短至1.5 h，提高了劳动生产率。
2 项目的理论和实践依据
2.1 项目研究理论和实践依据
对于鸟类而言，视觉是最为敏感的，尤其是对于波长为532 nm 的绿色激光。激光驱鸟器利用这一特性, 工作时发出一束直径152 mm 波长为532 nm 的“棒状”绿色激光，模拟生物产生视觉反射的条件，绿色激光棒扫射过来时，鸟类犹如看到一根绿色大棒，以此达到驱鸟效果，是目前比较有效的自动激光驱鸟器。鸟怕绿光，因此从激光发射器发出来，也是强烈的绿色光束，这对鸟类来说，有巨大威慑力。 激光驱鸟器发出一束醒目的对视觉安全的二级绿色激光，当照射到鸟类附近时，使鸟类受到惊吓而恐慌逃跑。它发出的绿色激光束能扫射3000 m 的线路及草地往返仅需5 ～ 10 min。 激光驱鸟器不仅是鸟儿们没见过的新武器，而且还能弥补晚上驱鸟的不足。
2.2 项目研究原理
驱鸟器采用太阳能蓄电池供电，利用波长为532 nm功率为500 mW 的绿色激光驱鸟，鸟类学家经过无数试验证明，鸟眼对这种规格的激光束最敏感，同时配合全自动云台，对重要的区域不间断扫描，从而改变鸟对某些重要区域的依赖性，进而达到驱鸟的目的。
2.3 项目研究的关键和难点
2.3.1 驱鸟激光光源的研制
现在激光光源技术主要分为国产与进口，根据甘肃省平凉市的环境，须优先选用能实际通过浸水负荷循环后工频耐压试验的相关产品。另外在试点现场进行现场示范时如何进行效果评价还须要制订可行的方案。
2.3.2 激光光源温控技术的实现
激光光源产生光源是由晶体在谐振腔内吸收基频光的辐射，产生频率变换的同时，不可避免地会吸收光能量而发热，从而引起晶体通光方向局部区域内温度的升高。会使得晶体在这一区域内的折射率随之产生局部的不均匀变换，导致原来的位相匹配条件被破坏，严重地影响晶体的谐波转换效率。根据上述现象，必须保证激光光源内部晶体的温度在一定范围内。故必须对激光器内部进行温度控制和外部降温的方法，外部降温采取半导体冷却技术。
2.3.3 激光器管理电源的开发
激光光源能否正常工作，需要一款稳定的电源，激光电源的控制系统是整个电源系统的心脏，它的性能好坏、功能强弱直接影响激光电源的性能。就目前而言，完成电源控制的电路在结构上主要分成3 类：一是模拟控制系统，其基本设计思想是采用分立元件或中小规模集成电路构成的模拟调节器来调节电源的输出电流、电压、功率等，存在着电路结构复杂，参数的确定须改动外接阻容参数，现场调试较为麻烦等问题；二是部分数字化控制系统，它以单片机为控制核心，因为其功能和速度的限制，只能完成控制方程计算，而不能完成大计算量和要求实时控制的任务；三是所采用的DSP 控制系统，这是电源技术的一个发展方向，它使得硬件电路大大简化，又可采用一些比较先进的控制方案来提高控制精度，同时也提高了整个系统工作的可靠性。
2.3.4 变电站鸟害激光立体防治布局的研究
研究变电站鸟害激光立体防治布局的安装位置特别重要，需要根据不同的鸟害等级设计出一级、二级、三级布防标准。一级布防标准为重要设备区布防即可；二级布防标准为全站每200 m2 布防一台的标准；三级布防为地面及架构同时布防的方式。
3 项目研究内容和实施方案
3.1 总体要求与整体方案
为了实现甘肃省平凉市110kV变电站鸟害的立体防治工作，需要做到减少鸟在变电站范围内筑巢、驻留、乱闯及空投杂物，并远离变电站。根据调研鸟类在繁殖季节喜欢在变电站中龙门架上筑巢，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。各种大鸟觅食后喜欢落在横担上，歇息时大量排放粪便，会污染瓷瓶，降低瓷瓶串外绝缘强度，而引起跳闸，有的鸟类经常钻进变压器或交流滤波器的空隙中导致瞬间故障。同时空投杂物也是鸟害事故的主要原因之一，经调研，凡是可能高空抛物的鸟类活动，都主要集中在地表最高点以上30 m 以内的高空，主要为鸟类铸巢的叼移活动。为了防止以上鸟害事故的发生，所以提出110 kV 变电站鸟害激光立体防治系统总体要求和整体方案。
核心方案为在变电站四周围墙上分别安装上激光驱鸟器，使激光驱鸟器形成一个宽200 m、高50 m 的一个激光墙，使50 m 以下的铸巢期的鸟类不能进入变电站上空，从而实现变电站鸟害立体防治的目的。
3.2 110 kV变电站鸟害激光立体防治关键技术研究
根据甘肃省平凉市以往的防鸟害工作总结，以前主要采用了的驱鸟技术为恐吓型驱鸟和物理隔离型防鸟，这2种方法都存在不能克服鸟类的适应性和防护功能单一的缺陷，尤其是对鸟类空投杂物和空中捕食打斗毫无防范效果。而目前最先进的驱鸟技术是激光驱鸟技术，该技术不但具备恐吓型驱鸟功能外，还有能量刺激驱鸟功能，该技术可较好地克服鸟类的适应性，并能实现远距离、综合立体防护的要求。我们的工作是研究适合变电站需求的实施方案。
3.3 研究变电站鸟害激光立体防治布局实施方案
研究变电站鸟害激光立体防治布局的实际运行方案，并在试点现场进行现场示范，并根据在试点现场的示范应用编制出符合《国家电网公司电力安全工作规程》的标准化作业指导书。
3.4 110 kV变电站鸟害激光立体防治系统经济性分析
根据项目综合情况，进行经济性评估，并编制出现场应用的综合效果与可靠性的评价原则与评价方法，方便使用单位实际操作，提高鸟害激光立体防治系统的资产利用率。
在一个合适的位置安装激光驱鸟，可以照射变电站内其他位置的，实际中可以根据现场的环境和需求进行调整。
4 结束语
由于鸟害防治对110 kV 变电站的安全运行至关重要，传统驱鸟措施已不能满足要求，这样的现状要求新技术在研发过程中严谨务实、其成果要安全高效。这样才能确保人身、设备、电网的安全，确保电力系统的生产安全和设备稳定长久的运行。
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