某电力输电线路高塔驱鸟系统可行性分析及保障措施

王永红　谢俊　许禄云　高庆虎　刘斌　史佳怡　兰雷

【摘要】随着国家关于鸟类保护法令的推行，人们保护鸟类的措施越来越完善，鸟类总体数量持续增长，由鸟类引起的输电线路故障也成增长趋势。有鉴于此，本文针对某电力输电线路高塔驱鸟系统可行性分析及保障措施进行分析，以便参考。

【关键词】电力输电线；驱鸟系统；可行性；保障措施

许多鸟都喜欢在高大的建筑物上筑巢，野外的输电线路杆塔成为它们栖息的最好选择。其筑巢材料有树枝、羽毛、碎石，甚至还有金属丝。这些材料下落可能短接几片绝缘子，从而引起线路跳闸。歇息时大量排放粪便，会污染绝缘子，降低绝缘子串外绝缘强度，在空气潮湿、大雾天气时容易发生闪络。某些鸟体形较大，翅膀展开以后更大，在线路附近飞行时，可能造成相间短路或单相接地故障。目前，鸟类引起的输电线路故障呈现出不断增长的趋势[1]，所以，为电力输电线路设计合理的驱鸟系统便显得尤为重要了。

1.某驱鸟系统概述

整个系统分为2大部分，一个部分是安装在野外杆塔上的的鸟类活动采集和驱赶装置（以下简称驱鸟器），另外一部分是中央服务器及分析软件。

1.1驱鸟器

驱鸟器安装在杆塔上，使用金属件和杆塔进行连接。驱鸟器使用雷达和声音探测技术主动发现鸟类靠近，拥有多种驱鸟手段，驱鸟的同时还能收集鸟类活动数据。此装置应该安装若干套，合理分布到各区域的杆塔上。每一套设备有自己固定的标识ID，用来区分各装置回传的数据。

1.2中央服务器及分析软件

1.2.1服务器 服务器采用基于X86平台的商品服务器，安装Linux操作系统，运行关系数据库软件，需要接入Internet，拥有固定IP地址。

1.2.2配套软件 配套软件是本项目研发的重点，软件主要提供以下功能：1）数据接收功能；2）数据存储功能；3）数据分析功能；4）数据表现功能；5）GIS接口功能；6）管理功能等。

1.3系统的工作过程

驱鸟器安装在野外的杆塔上，当有鸟类接近杆塔，进入雷达有效探测范围以后，就会被雷达侦测到，这个时候主控模块就会控制驱鸟模块使用各种手段进行驱鸟，同时主控模块从授时模块取得时间信息，利用传输模块，把这次鸟类活动的时间，地点信息传输回服务器。如果短时间内，多次探测到鸟类，就启动防误触机制。服务器收到鸟类活动数据以后，先存入数据库，在拥有一定数量数据以后，可以利用配套软件，对数据进行分析，生成各种报表，提供给工作人员分析鸟类活动规律[2]。

2.系统可行性分析

2.1经济可行性

以220kV输电线为例，假设，线路电流2A，每次鸟害故障更换绝缘子需要停电八小时，每度电0.5元，那么每次鸟害的电量损失就是：

220kVx2Ax8x0.5=176万元

也就是说，220kV输电线，每次鸟害故障光电量损失造成就会170多万元损失，还不包括为了定位，维修这个故障所支出的人工费，材料费等。该系统可以有效降低鸟害故障的发生。在经济上是可行的。

2.2社会可行性

当前，一方面，社会生产，生活对电能的依赖越来越强，对电力系统的安全要求越来越高，另外一方面，社会人文环境也在不断提高，爱护鸟类的意识明显增强。而鸟类的频繁活动会严重威胁着电力的安全稳定运行，这就形成了一对矛盾。这种情况在云南省特别突出。云南是我国鸟的种类最多的省份，分布省内的鸟类有19目、68科、4亚科、297属、782种，占全国鳥类1186种的65.9%。鸟类在全省各地均有分布，种类最多的是滇西和滇南地区。现有鸟类中，属珍禽列为国家保护动物的有87种，占全国保护鸟类的57.6%，其中一类保护鸟15种，占全国的39%；二类11种，占48%；三类61种，占68%。在“中日保护候鸟及其栖息环境协议”所列的228种候鸟中，我省有134种[3]。该系统正是化解这一矛盾的良药，本系统采用多种先进技术，主动探测鸟类的活动情况，使用多种手段驱散鸟类，而不伤害鸟类。对鸟类的活动还进行有效的统计分析，帮助相关部门指定合理的驱鸟策略。做到了驱鸟而不害鸟，绿色驱鸟的要求，符合当今社会，既要爱护鸟类，又要电力安全的诉求。是可行的。

2.3技术可行性

该系统，主要技术难点有以下几点：1）鸟类的探测；2）驱鸟的手段；3）数据的传输方式；4）数据的分析方法；5）驱鸟器装置的供电和功耗。经过技术人员的不懈努力，这些问题已经找到了解决的办法。具体方案为鸟类探测使用多普勒雷达和声音探测相结合的方式；驱鸟使用声、光、电多方式驱鸟；数据传输采用GPRS无线通信技术；数据分析使用数据库存储数据，然后按各种需要的纬度进行统计；装置的供电使用铅酸电池和太阳能电池板组合的方式。具体的技术方案细节，请参阅系统功能详细说明部分。该系统在技术上是可行的。

3.技术经济指标、风险

3.1技术经济指标

以220kV输电线为例，假设，线路电流2A，每次鸟害故障更换绝缘子需要停电八小时，每度电0.5元，那么每次鸟害的电量损失就是：

220kVx2Ax8x0.5=176万元

此外还有人工费，材料费若干。而典型情况情况下，220kV输电线的电流在1-5A，多数情况下，每避免一次鸟害故障就可以避免损失数十万元。

3.2风险

驱鸟器的安装属于带电作业和高空作业，具有一定的危险性，需要具有相关资质的人员进行操作。如果本系统安装在本来就没有鸟害的地方，会造成系统无效，浪费投资。可以通过前期调查，避免这个风险。除此以外没有其他风险。

4.软件的数据分析功能

数据分析功能是该系统的核心功能之一，用于从采集到的数据中，挖掘，分析各种规律，提供以下分析方式：1）按时间段分析。按任意时间段统计鸟类活动频次，并生成折线图，柱状图；2）按区域分析。按区域统计鸟类活动频次，生产饼图，柱状图；3）按地形分析。根据安装地点周围的地形统计鸟类活动评测。生成饼图或柱状图；4）按经纬度分析。根据安装地点的经纬度进行统计，生成柱状图。5）按海拔高度分析。按不同的海拔高度，间隔100米作为一个区间，分别进行统计分析，生成柱状图；6）按电压等级分析。根据线路的电压等级，分别统计频次，生成柱状图；7）按天气分析。根据鸟类活动的时间，得到当地的天气，根据他各种天气不同，统计活动频次。生成柱状图，或饼图；8）按水域分析。由于鸟类活动频繁的地区主要是水域周围，所以可以根据鸟类活动涉及的水域进行分析，生成柱状图，饼图等；9）鸟害预警。当杆塔上有鸟筑巢的时候，短时间内驱鸟器探测到的鸟类活动情况一定会突破某个阀值，这个时候可以在GIS上发出警报，提示工作人员注意。

5.结束语

综上所述，该驱鸟系统在社会需求，技术和经济上都是可行的，本系统可行。另外，在技术经济指标、风险和质量保证措施方面也完全能够满足实际要求。

参考文献

[1]吴占，彭龑.基于单片机的输电线路驱鸟装置设计[J].中国西部科技，2011，17：26-27+72.

[2]彭龑，戴毓虎.基于ZigBee技术的架空输电线路驱鸟系统设计[J].电力学报，2014，03：232-235.

[3]陶君茹.一种语音与超声波一体的智能无线驱鸟器设计与实现[D].大连海事大学，2011.