远郊变电站驱鸟方法综述王博

王博1白慧1吕跃2

摘要：驱除鸟类是远郊变电站安全运行建设的一项重要内容，本文通过分析鸟类对变电站的危害，将目前常用的经典驱鸟方法，综合分析应用原理，详细分析和比较各种方法的优点和不足之处，指出新兴驱鸟方法相较于经典驱鸟方法的优势，同时也发现专业化、综合化及智能化是未来远郊变电站驱鸟技术发展的方向。

关键词：经典驱鸟方法；新兴驱鸟方法；智能化

Abstract:Bird-repellingisanimportantcontentoftheconstructionofsubstations.Thispaperanalysesthebirddamagetosubstation,andintroducestheclassicalbird-repellingmethod,application,advantageanddisadvantageofvariousmethod.Meanwhilesomeintelligentbird-repellingmethodsareintroducedandpointedtheadvantage.Thispaperalsoputsforwardthattheintelligence,specializationandsynthesisisthedevelopmentdirectionofthebird-repellingtechnologyinsubstationinthefuture.

Keywords:classicalbird-repellingmethod;newbird-repellingmethod;theintelligence

0引言

近些年来，随着我国社会经济的快速发展，大批变电站投入商业运行。由于远郊变电站通常是处于空旷的地理环境中且特别是严寒天气时，往往会吸引鸟类将鸟巢筑在变电设备上，极易使变电站发生事故，影响电力系统安全稳定运行。与此同时，国网公司对变电站的安全稳定运行提出了更高要求。目前，远郊变电站鸟害事故呈上升趋势。不仅使变电站的安全稳定运行受到严重威胁，也使电力运维部门在人力、物力上承受较大损失[1-4]。为了防止远郊变电站鸟害事故，提高电网运行的可靠性，驱鸟已成为变电站建设的一项重要工作。

关于变电站驱鸟技术的研究已有很长的历史，许多专家学者在驱鸟理论和技术方面做了大量的研究工作，提出了许多驱鸟方法[5-9]。但是，由于鸟类容易产生适应性，很多驱鸟方法的使用受到限制。因此，通过对目前常用驱鸟方法进行了综合比较分析，分析了各种驱鸟方法的原理、优点和不足之处，并指出了未来驱鸟理论的研究方向，为变电站驱鸟工作提供借鉴作用。

1变电站鸟害的分析

目前，220kV以上变电站的占地一般都比较大，加上进入变电站的输电走廊对周围环境的影响，这些变电站一般远离城市中心，更多在郊区或山区选址。从郊区及山区的用地相对宽松和节省投资综合考虑，该类变电站一般采用户外敞开式布置。这些区域一般与人类集中生活有一定的距离，并且四周多有山、大片的林木、草丛、以及果园、农田、鱼塘等，加上变电站设备构架众多，十分适合鸟类栖居。

鸟类的活动对变电站的安全运行是一个严重的威胁，其危害主要通过以下几个方面：1）鸟类筑巢。良好的生态环境、变电站错落有致的杆塔、构架以及有很多间隙的操作机构，都为鸟类的筑巢和活动提供了得天独厚的条件。在筑巢时鸟类大多使用羽毛、树枝、金属丝、铁丝、杂草等作为筑巢材料，在变电站站内搜集筑巢材料的过程中，不可避免的发生铁丝等金属丝掉落或接触运行带电设备，而这些都有可能引起变电站发生短路或者放电等故障；2）鸟类粪便。由于鸟类的小肠细长，直肠短粗的特点，使之不能贮存稍多的粪便，导致排便频繁。当这些粪便下落并并污染悬挂绝缘子、支持绝缘子和各种套管。受鸟粪污染的绝缘设备如果没有得到及时发现、及时清洗，遇阴雨或大雾天气时容易造成绝缘击穿放电；3）鸟类的其他活动。在捕食、打斗、求偶的过程中，鸟类在设备、导线与构架之间频繁的穿越飞行，由于安全距离不够而引发短路事故。一些凶猛的大体型鸟类，比如黑鹳、老鹰等，因为生活习性和捕食习惯，为了更有利于观察和发现周围的地形和猎物的精准位置，方便捕食，喜欢停歇在高高的构架上。在变电站上方飞行时，由于翅膀展开较大，就极易造成身体短接空气间隙，造成设备的相间短路和接地短路，对变电站设备安全运行构成巨大威胁。

2经典驱鸟方法

通过多年与鸟类的斗争和不断的总结经验，提出了很多驱鸟方法，其中经典驱鸟方法主要有：封堵驱鸟、驱鸟剂驱鸟、闪光器驱鸟、声音模拟驱鸟、超声波驱鸟、激光驱鸟等。这些经典方法组成了变电站驱鸟的基本理论，各有优点和不足之处。

2.1封堵驱鸟

封堵驱鸟是一种提前预防的驱鸟方法，即在变电站工程基建阶段时，通过分析当地鸟类主要分布情况，对鸟类可能筑巢的位置进行封堵。对于已经投入运行的变电站，在变电设备停电期间在鸟类活动重点区域加装用绝缘材料制作的防鸟封板。通过对鸟类理想的筑巢点进行封堵，使鸟类失去筑巢条件，从而减少鸟类筑巢几率，进而减少鸟类特别是大型鸟类进入概率。使用该方法时，禁止对设备原有结构进行更改。封堵用的材料，必须使用绝缘材料，封板满足安装牢固、拆卸简单、不影响设备安全稳定运行。

封堵驱鸟方法虽然在一定程度上能减少鸟害的发生，但是不能保证封堵上所有鸟类筑巢点，特别是对于大型构架，难以实施有效的封堵。此外，由于封堵措施不当还会影响设备的运行和检修。

2.2驱鸟剂驱鸟

现代驱鸟剂通常采用纯天然原料加工而成的一种生物制剂，通过缓慢持久释放出一种影响鸟类三叉神经系统、呼吸系统的特殊清香气味，可有效驱赶，且不伤害鸟类，在其记忆期间内不会再来。

驱鸟剂使用方法简单，对各类鸟类有很好的驱赶效果，安全无毒、并且对人、畜及环境绿色无公害，而且运用范围广。但是该方法易受雨水等气候条件的影响，在气温较低时，气味挥发缓慢，驱鸟效果不好，且工作量大。此外，驱鸟剂具有一定的时效，需定期更换，投入成本也不得不考虑。

2.3闪光器驱鸟

闪光器驱鸟是最早应用的驱鸟方法，通常是在铁塔高架上安装闪光器装置。这些装置在风力驱动、太阳照射等条件下，通过反射光线驱除鸟类。还可以将装置的外形设置成鸟类天敌的形状以达到驱散鸟类的目的。

闪光器驱鸟是一种比较传统的驱鸟方法，通常使用方便、成本较低，但是损坏率高、老化速度也快，在没有风和太阳的天气情况下，难以达到驱鸟效果，而且在使用一段时间后，鸟类很容易产生适应性，驱鸟效果会大大降低。

2.4声音模拟驱鸟

声音模拟驱鸟是防治鸟害的一种重要驱鸟方法，即利用鸟类学仿生技术和高科技电子技术结合原理，反复播放某种频率主要以鸟类的天敌、噪声等为主驱鸟声音。声音驱鸟器是通过发出人耳能听到的声音来刺激鸟的听觉系统，使鸟感到紧张或恐惧，从而离开所要保护的区域。

声音模拟驱鸟的优点是成本低，操作简单。但是在应用声音驱鸟技术时应注意，由于不同区域内、不同高度上鸟类分步品种不同，对不同区域及不同高度上设置的驱鸟声音也有所不同，而且在不同区域所达到的效果也有所不同。此外，声音驱鸟也存在有效范围小，技术含量低，鸟类容易产生适应性等不足。

2.5超声波驱鸟

超声波驱鸟是当前应用非常广泛的一种驱鸟方法，即利用一种超声波脉冲干扰刺激和破坏鸟类神经系统、生理系统,使其生理紊乱以达到驱鸟的目的。超声波可以不断地恶化鸟类的生存环境，对鸟类的驱赶有着极强的效果。由于超声波频率一般在20KHz以上，而人耳的听力范围在16~20KHz,人的听觉系统对超声波无法产生响应，并且超声波的功率不能穿透人体，对人体没有影响[10,11]。

超声波驱鸟技术具有低功耗、低电压、使用寿命长、性能可靠、适合范围广、维修量小等特点，在一定区域内驱鸟有着更持久的效果。超声波驱鸟装置有效工作范围15~25米，只要安装布局合理，就能做到用最小的费用，将尽可能多的设备纳入其保护范围。为了防止鸟类逐渐适应和产生抗性，需采用扫频发射超声波，并定期更换超声波的频率。虽然超声波驱鸟器的驱鸟效果长久，但是见效慢，由于其主要通过恶化鸟类生存环境起到长久驱鸟作用，因此对于有迫切需要驱鸟的场合，并非十分适用。

2.1.6激光驱鸟

激光驱鸟是采用高亮度激光束对鸟眼进行照射，在鸟类视网膜上产生直径很小的光斑，通过损伤视网膜，对鸟眼产生强烈的刺激，使鸟类产生恐惧感而迅速离开保护区域[12]。对于鸟类而言，通常视觉效应是最为敏感的，特别是对于波长为532nm的绿色激光。激光驱鸟装置正是利用这一特性，通过工作时发出一束直径约为152mm，波长为532nm的“棒状”绿色激光，来达到驱鸟效果。

激光驱鸟效果显著、覆盖范围大、无噪音污染，性能可靠等优点。同时通过更改激光束的扫描速度、角度及激光功率，让鸟类防不胜防，不留任何产生适应性的机会。但是，激光驱鸟的有效时间为黄昏、夜晚，直至清晨。

3新兴驱鸟方法

随着智能技术的发展，驱鸟方法逐步走向智能化。这些驱鸟方法驱鸟效率高，同时也具有使用寿命长、安装简单、功耗小、方便维护管理等优点。

3.1超声波巡检机器人

文献[13]等相关文献提出了一种基于巡检机器人的超声波智能型驱鸟技术。该方法是通过将超声波发射装置安装在变电站巡检机器人的后盖板上，这一方面提升了超声波的覆盖范围，另一方面可以有效降低超声波设备受到干扰，影响正常运行，从而有效提高超声波驱鸟设备的效率。考虑室外应用防水性能要求高及雨水积聚影响超声波探头起振等问题，选用防水型超声探头，并将超声波电路板安装在机器人本体内部。由于巡检机器人本身是由锂电池组进行供电的，具有自动充电的功能，这样所使用的超声波驱鸟设备就不再需要太阳能电池板、自备蓄电池等方式进行供电，可以大大降低功耗。同时，由于该驱鸟装置可以跟随巡检机器人进行全站巡视，能够代替数量众多的固定驱鸟装置，经济效益显著，而且维护量低。

3.2智能综合驱鸟方法

文献[14]等文献提出了一种智能综合驱鸟方法。主要是通过应用雷达技术对变电站内分布的鸟类进行扫描探测，或是采用高灵敏拾音器探测鸟类的声音。一旦检测到鸟类的声音或发现鸟类靠近变电站，立即启动驱鸟功能，通过采用模拟枪声、高强度的抢光频闪灯、高仿真老鹰的叫声、超声波发射器，并不断变换频率来提高驱鸟的针对性；通过智能系统搜集驱鸟成功率较高的频率，将其纳入到驱鸟频率变化中。在长时间的使用下，鸟类也很难产生适应性，不仅不会降低驱鸟的效果，同时也能在一定程度上提升驱鸟效率。此外，智能综合驱鸟装置还具有防雷设计、抗低温设计、抗电磁干扰设计以及能够在夜间正常运行等优势。

3.3无线组网技术驱鸟

文献[15]等文献是针对传统的变电站驱鸟方法所存在的弊端进行了分析，基于ZigBee无线组网技术、多普勒效应和超声波技术提出了一种新型变电站分离式智能驱鸟装置。通过将传统驱鸟装置分为检测和驱赶两种独立设备。其中，检测鸟类设备是利用多普勒效应探测是否有鸟类在该设备作用范围内；驱赶鸟类设备为超声波发生器，在收到检测设备的触发信号时启用变频超声波驱赶鸟类。整个装置采用ZigBee技术在各设备间建立了通信网络，使检测和驱赶设备协同配合完成驱鸟工作，实现了驱鸟防护网的全站覆盖。该方法驱鸟范围广、效率高、管理方便。

4结束语

随着各种新技术、新工艺、新设备、新方法不断应用到变电站中去，对变电站驱鸟工作提出了更高要求。未来我国变电站驱鸟方法必将朝着智能化、专业化、综合化方向发展，未来驱鸟方法必须综合各种驱鸟理论，应具有自学习和自适应能力，能够根据环境改变驱鸟方法，将鸟类检测和驱赶相结合，提高驱鸟的针对性和整体效率。

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作者简介：

王博(1983年)，男，高级工程师，主要从事电力系统设备运维管理工作。