摘要: 摘要:研究一种驱鸟装置,基于占窝原理,通过在电力线路设备上方的重要位置增加阻碍物,减少鸟类活动空间或增加鸟类筑巢难度,使鸟类移步。从而实现克服电力线路设备因鸟害跳闸,实现安全生产的效果。关键词:鸟巢,驱鸟装置,“占窝”原理。一、背景背景:在电力设备领...
  • DOI:

    10.13738/j.cnki.acc.qklw60536

  • 专辑:

    科学Ⅰ辑;信息科技

  • 专题:

    信息、科学;综合科技

  • 分类号:

    G90;N92

摘要:研究一种驱鸟装置,基于占窝原理,通过在电力线路设备上方的重要位置增加阻碍物,减少鸟类活动空间或增加鸟类筑巢难度,使鸟类移步。从而实现克服电力线路设备因鸟害跳闸,实现安全生产的效果。

关键词:鸟巢,驱鸟装置,“占窝”原理。

一、背景

背景:在电力设备领域,鸟类造成的问题一直存在,并严重影响设备的正常运行和安全。为了解决这些问题,许多学者和工程师进行了大量研究,提出了各种电力设备驱鸟装置的解决方案。鸟类寻找高处筑巢是鸟类共同的生存特点,在宽大的平原、农田及农场区域,电力线路铁塔因为其建设高度高而成为鸟类筑巢的最佳首选。鸟类衔草在铁塔上搭巢,当筑建鸟巢的干枯杂草杂物、绳子或编织带等物品如果垂下碰触或接近带电体时就会引起线路的短路跳闸,造成电力线路设备的停电、损坏甚至电网崩溃事故,影响到正常的供电,从而影响广大人民群众生活和企业生产的损失(见图1)。因此,防止鸟类在铁塔上筑巢就成为了供电有关管理部门的一项重要工作。由于电力线路杆塔分布地域广,数量多,鸟类活动具有季节性和随机性,并且筑巢简单、速度快等特点,经常处理过后一段时间后又会有不同的鸟类在处理过的位置继续筑巢,导致防鸟害工作任务艰巨,防不胜防。另外,驱鸟装置的设计需要综合考虑驱鸟效果、环境友好性、可靠性和经济性等因素。通过合理的设计和技术选型,可以提高驱鸟装置的性能,减少电力设备受到的鸟类干扰,保障电力系统的安全稳定运行,本论文就电力行业方面,根据以上鸟巢特点和驱鸟要求,重点介绍和推广一种电力职工创新自研的新型电力驱鸟器。

快捷网板型驱鸟装置(图1) 

(图1)鸟害故障及分析图

二. 驱鸟装置的评估指标

为了评估电力设备驱鸟装置的效果,需要确定一些有效的指标和评估方法。根据参考资料,在评估驱鸟装置效果时,通常关注以下方面。首先是驱鸟装置的可靠性和有效性。通过观察鸟类对电力设备的接近情况,可以评估装置的可靠性。例如,装置能否持续地驱散鸟类,以及是否能有效减少鸟类与电力设备之间的接触。[2][5]其次是生态环境的影响。驱鸟装置的部署可能对周围的生态环境产生一定的影响,如对其他动植物的干扰、对生态系统的破坏等。因此,评估驱鸟装置还需要考虑其对生态环境及鸟类生存的影响,并合理调整装置以减少负面影响。[1][6]

另外,评估驱鸟装置的效果还需要考虑装置的成本和可持续性。一方面,成本因素是评估驱鸟装置可行性的重要指标。由于电力设备众多,部署驱鸟装置需要一定的经济投入。因此,评估驱鸟装置的有效性还需要考虑其成本效益,即减少鸟类损害所带来的经济损失与驱鸟装置投资之间的关系。另一方面,评估还需要考虑驱鸟装置的可持续性,即装置是否能够长期保持高效的驱鸟效果。若装置需要定期维护和更换,其可持续性会受到一定程度的影响。[3][4]

总之,评估电力设备驱鸟装置效果的指标和方法是多方面的,需要综合考虑驱鸟装置的可靠性、生态环境影响、成本效益以及可持续性等因素。通过实地观察、实验验证和成本效益分析等手段,可以对驱鸟装置的效果进行全面评估,为驱鸟装置的设计和改进提供科学依据。

二、开发新型驱鸟装置原因分析

电力线路杆塔结构基本为无数条块搭架,越是往上塔材搭积越密实,以提高杆塔的稳定性和安全性,特别是导线挂点的正上方,基本为十字架为底、斜拉固定的组合式结构(见图1)。这种窝状地形很容易受到鸟类的青睐,聪明的鸟类衔来禾草、棍子或飘带再和上湿土就搭起一个豪华“小别墅”。由于鸟类搭建的速度快,质量相当简陋粗糙,经常会有杂草、飘带等垂下,随风飘舞时距离不够就容易引起线路短路跳闸。

1、传统消除鸟巢主要方式现有“激光大炮”及“人工上塔”等清理方式。但所用的激光大炮设备价格昂贵,并且要能熟悉性能的人员操作,以避免误伤电力设备和人员,而人工上塔的工作方式要求高,风险也高,高空操作要求人员不仅具备高空资质和带电资质,更存在人员高坠风险,所以冶不如防,提前安装“防鸟设施”、主动防御是效果最好的方法,因为主动防御带来的损失和风险可以降到最低,在线路铁塔架设阶段就可以安装好,线路投产后即可产生作用。

2、现有安装防鸟设施主要有三种类型。

⑴风车、声光、感应电等驱鸟装置。主要用于转动、惊吓、伤害的方式驱赶鸟类。由于这些装置造价昂贵和容易损坏,因此应用程度不高,关键是鸟类动物有一定思想,会逐渐习惯和免疫这种装置,因此驱鸟效果不明显。

⑵档板、鸟刺等驱装置。主要用于阻档鸟类靠近带电体的方式,这种装置有一定的防鸟效果。挡板是水平放置导线绝缘子挂点上方,避免鸟巢的杂草垂下,但宽大的档板反而提供了鸟类的筑巢欲望,安装之后仍然出现鸟巢现象,另外宽大的档板阻挡了设备维护空间,当开展检修时必然要拆除及带来损坏。鸟刺是用多股钢丝组成呈开花状结构驱鸟装置,主要放在导线挂点上,鸟刺的优点驱鸟效果明显,但重量大、制作和安装困难,尖利的钢刺容易工作阻碍或伤害检修的工作人员,引起相关的安全风险。

⑶鸟笼装置。放置鸟笼是引导鸟类在对输电线路影响较小的位置筑巢,实现人鸟合一的自然生态理念。这种装置有一定效果,但鸟类筑巢具有随机性,对人类设施具有防范,因此经常见到鸟笼空置,而旁边其他地方就建筑有鸟巢。

上述驱鸟、电力防鸟装置一定程度上减轻了鸟类筑巢对输电线路的影响,但都没能从根本上解决鸟类筑巢的问题。因此本论文产品从占用鸟类筑巢的空间的思路以减少鸟类在铁塔挂点位置筑巢的解决方案,实现预防鸟害的最佳结果。

三、新型驱鸟器设计方案、技术理论、技术效果

1、设计方案:防鸟害是电力行业永恒的痛点,提前安装“防鸟设施”、主动防御是成本最低、效果最好的方法。“网板型驱鸟装置”的设计方案出发点就是要防鸟效果好,安装容易,费用低的优点。

2、技术理论:鸟类有高处筑巢习性,杆塔的挂点位置因为构件的搭积形成一个“窝点”平台,鸟类天性喜欢在这个“窝点”筑巢。因此本产品的技术为“占窝”理论,即针对鸟类筑巢特点,通过预先安装一种小型装置在“窝点”中心位置,减少鸟类活动空间或增加鸟类筑巢难度,使鸟类移步。从而实现克服电力线路设备因鸟害跳闸,实现安全生产的效果。

3、技术效果

(1)本装置设计在鸟类的“窝点”中心位置设置阻碍物,鸟类活动的中心点被占领,剩下的1/4空间无法筑窝或孵卧。设计的镀锌网有边刺、铁线上端磨尖有一定的刺穿能力,可扎伤鸟类,或减少鸟类在装置上蹲、坐和卧的机会。多种功效使鸟类放弃此地或选择其它地址筑巢,从而实现防鸟目的,实现保护电力设备的效果。

(2)设计为“十字型”结构分别垂直并有落差。使杂草难与互相缠绕,难以堆高成“窝”。

(3)设计采用镀锌金属网可以很好地减轻整个装置的重量,同时考虑到输电铁塔位于户外且高度较高,采用网型设计可以减小受风面积,避免网板型驱鸟装置因受风力吹拂或颤动引起变形和掉落。

(4)设计8#铁线和镀锌网板的新型驱鸟装置安装容易和灵活,可根据铁塔任何部位(因为杆塔基本都是角铁)安装,可根据角铁朝向上下左右方向固定安装。也可以根据实际需要折弯安装。

(5)网板型驱鸟装置结构简单、重量轻利于安装和携带(可折叠放置于工具包里),减轻安装人员的负重和提高安装效率,对于高空作业和安全有积极的作用。

(6)网板型驱鸟装置为整体为镀锌金属制品,结构固定,可长期放置在露天野外的杆塔设备上。

四、产品设计和安装方法

1、产品材质:镀锌网,铁线,镀锌扁铁。重量:0.3kg。高度:45cm。采用镀锌网板和#8铁线等设计为上下层的网板形成一个垂直“十字型”结构,占用一个小型实体空间(刚好是鸟巢的中心位置)。

2、产品结构:以8#铁线为支柱,焊接2块25网宽*15网高*40cm(全高)的镀锌网板,设计为上下层的网板形成一个垂直“十字型”结构,形成一个0.015立方的实体空间。8#铁线下端焊接一块U型扁铁,扁铁穿过螺栓固定在杆塔的角铁上。8#铁线上端磨尖。(见图2)          

3、安装方法:采用以两块上下安装、空间呈90度夹角的镀锌金属网板(1)为主体,与镀锌圆钢(2)、固定夹铁(3)、固定螺栓(4)相结合。两块镀锌金属网板(1)分别焊接在镀锌圆钢(2)上并连接为一个整体。安装时将网板型驱鸟装置的固定夹铁(3)放在杆塔上的塔材(基本都是角铁)上时,将固定螺栓(4)旋进可夹紧和固定塔材,使网板型驱鸟装置整体竖直安装在指定位置(见图2),也可根据现场塔材的情况采取横装、斜装或倒立安装的方法(见图2)。

 快捷网板型驱鸟装置(图2)

图(2) 产品设计图及产品安装位置

 五、现场应用情况

本驱鸟器原型已在2009年实验,效果明显。本驱鸟器采用先研发、出成果后申报项目的倒序方式,产品成型和申请了发明专利。已在线路设备上批量安装应用,体现经济效益。防鸟巢效果直观确认。实际安装效果见(图3)。

目前,本产品已在韶关供电局输电管理所的110kV樱牵甲线#1-#38,110kV樱牵乙线#1-#40,110kV董牵线#35、#71,110kV犁花线#30,35kV黄乌线#1-#33,35kV樟罗线#7、#39等线路共安装了107个防鸟设施,通过半年时间的检测和证明,本产品成果“网板型驱鸟装置”工具取得预期成效(成功率达到95.33%)。

快捷网板型驱鸟装置(图3) 

图(3)实际应用效果

六、驱鸟装置的经济效益

在电力设备中使用驱鸟装置可以带来明显的经济效益和投资回报。首先,驱鸟装置可以有效预防鸟类对电力设备的损害,从而减少电力设备的故障率和人工维修成本。其次,驱鸟装置还可以提高电力设备的运行效率和可靠性,减少生产损失和停工时间。驱鸟装置可以迅速驱赶鸟类,避免它们在设备周围筑巢或停留,从而降低鸟类对设备的干扰,保证设备的正常运行[1]。同时,驱鸟装置还可以改善电力设备所在区域的环境质量,提升企业形象。根据J Ade-Omowaye等人的研究,使用不同驱鸟技术可以有效减少对鸟类的伤害,降低环境污染和生态破坏,这对于电力行业的可持续发展和社会责任意义重大[2]。

根据实际应用效果,自研发新型驱鸟器其优点如下:

    1、防鸟效果明显。

    2、整套装置成本低,携带方便(0.3kg/个,还可折叠),安装容易。

    3、整套装置个体小,可通用安装在输电、配网、变电设备及通讯塔上。

4、预计节省或产生的经济效益和社会效益1万/年。

七、结束语

本论文通过对电力设备驱鸟装置的研究,分析了电力行业现有的驱鸟技术和装置,总结了其效果和应用情况。通过对相关文献的综合分析,发现当前驱鸟技术主要包括激光驱鸟技术、机器人驱鸟技术、智能驱鸟系统等[7][8][9][10]。如果结合电力行业现行推广使用的各种驱鸟设备,综合这些技术通过不同的方法来保护电力设备免受鸟类的破坏,将会更好的保障电力设备的正常运行。

参考文献:

[1][12] Ö Polat, K Yumak, NE Atilla… - IOP Conference Series …, 2016.

[2][14] K Bevanger - Biological conservation, 1998.

[3] [15] G Li, L Gao, X Fan, J Chen, G Zhang… - 2018 2nd IEEE …, 2018.

[4] [17] Y Chen, Y Dai, Y Chen - 2019 IEEE 4th Advanced Information …, 2019.

[5] [18] F Le, J Luo, G Wu - 2009 IEEE International Conference on …, 2009.

[6] [20] J Ade-Omowaye, P Ikubanni, P Onu… - … and Business for …, 2024.

[7] 熊晶 - Heilongjiang Electric Power Journal, 2016. 激光驱鸟专利技术现状分析.

[8] 熊晶 - 《黑龙江电力》, 2016.

[9] 赵欣洋, 刘志远, 王化玲, 晁战云… - 《重庆理工大学学报 (自然 …》, 2020.

[10] C Long, Y Xiao-dong… - Journal of Mechanical \u0026 …, 2015.



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