输电线路新型驱鸟器的设计

李美芳,刘 燕

（山西大学电力工程系，山西太原，030013）

摘要：近年，随着输电线路的大规模建设，鸟害越来越成为影响其正常运行的因素之一。本文设计了一种新型电子驱鸟器，这种装置集合了其他驱鸟器的优点，通过发射超声波、激光和动作横杠进行驱鸟，具有高效、便捷、无污染的特点。

关键词：驱鸟器；输电线路；超声波；激光；动作横杠

The design of a new type of bird driving device for transmission line

Li Meifang，Liu Yan

（Department of electrical engineering,Shanxi University，Taiyuan Shanxi，030013）

Abstract ：This paper designs a new electronic device of driving birds,the device sets the other drive advantages of birds,by emitting ultrasonic,laser and action bar bird repellent,has the characteristics of efficient, convenient,pollution-free.

Keywords ：Bird drive;transmission line;ultrasonic;laser;action bar

0 引言

近年来，随着我国电力行业的飞速发展，电网覆盖面积逐渐地扩大，同时随着人们对自然环境认识的提高，不断加强对水土环境的保护，因此鸟类的数量逐年增多，活动的范围也在逐渐扩大，不可避免地为架空输电线路造成了极大地危害，这些危害统称为鸟害事故。经有关部门统计，鸟类活动对输电线路故障的影响仅次于雷击与外力破坏。鸟害越来越威胁着国家电网的正常运行并造成了严峻的局面，因此采取一定的措施减少鸟害故障成为当前的重要任务。

1 常见驱鸟器的介绍

为了解决鸟害问题，有效降低鸟害故障率，针对鸟类的生活习性和生理特点，各电网公司采取了许多技术措施和保护措施来减少对输电线路的破坏，常见的驱鸟器原理见表1。

表1 几种驱鸟方式的对比

由表1 对比可知，单一的驱鸟方式都有一定的局限性，只有将几种驱鸟方式结合起来，用各自的优点弥补其他的缺点，这样才可以更好的、更完全的发挥每一种驱鸟器的优点，达到驱鸟目的。本文主要设计将超声波、激光、动作综合起来的驱鸟器装置，具有设计成本低、易于业内甚至业外人员的操作、且不会造成环境污染，更重要的是适用范围很广，几乎没有地域差别。

2 新型驱鸟器的组成部分

2.1 电源部分的设计

电源装置采用单晶硅太阳能电池板给蓄电池充电，再由蓄电池给驱鸟装置供电。从已有经验来看，考虑到连续阴雨天气的供电，驱鸟器应该保持起码一周的连续工作时间，因此用6V、4Ah 容量的铅酸蓄电池。考虑到我国北方的冬季天气寒冷并且特别干燥，南方的夏季气候炎热且潮湿，因此电池的材质必须满足周围环境的要求。

考虑极端情况，就是一直没有太阳能为装置供电，蓄电池的电量也即将耗尽时，则为了保证装置不会亏电，必须设置一个阈值电压用来保护装置，即当电压小于8.9V 时应当断开电路，驱鸟器必须得停止驱鸟，停止工作，等到太阳能电池板可以为蓄电池供电时再开始工作。

2.2 驱鸟部分的设计

2.2.1 感应部分

红外传感技术是利用任何有温度的物体都会向外发射红外线这一特点安装传感器进行信号检测，若传感器接收到了热辐射波，自动输出高电平，就会使超声波的发生电路和使横杠转动的动作电路就会依次启动并工作。若在晚上，电路中的光敏电阻作用，激光等组成的光驱电路也启动。当作业人员登塔检修时，为防止装置误判启动，可暂时手动切断装置的供电开关，等到作业完毕之后再接通开关，装置就会正常运行。

2.2.2 动作横杠的部分

动作部分的完成要由一个小电机带动，电机的工作电压是5-12V，因此须选取一个DC/DC 升压模块，使蓄电池输出电压升高到9V，供电机使用。通电后的电机可使横杠2s 转一圈，电压与转速成正比。横杠由轻质合成塑料制成，且具有一定的强度和抗老化能力。

2.2.3 超声波部分

超声波发生部分是利用微控制系统发出各种频率的超声波扰乱刺激鸟类神经系统，使其身体不适而达到驱鸟效果，并且不受地域限制，可以大范围推广。由有关资料得知，20-80kHz 频率范围的超声波可使鸟类的耳鼓膜产生40~80nm 的振动幅度，是最佳频率范围。555 系列计时器，通过选择合理的辅助电阻、电容和超声波发射头就可以构成超声波脉冲发生的装置。

2.2.4 激光部分

激光具有高亮度、高强度的特点，当大量光能在短时间内集中在视网膜上，会使视网膜的感光细胞过热，对鸟眼造成刺激和损伤，达到驱鸟的目的。射入眼睛的激光辐射度越大，则对眼睛的损伤程度越大；激光的亮度越大对鸟类的惊吓程度越大，驱鸟效11

设计与研发

2016.10

果越好。激光部分是晚上时通过光敏电阻的作用导通相应电路，因为白天自然光线很强，鸟眼瞳孔，激光对鸟眼刺激不明显。采用的氦- 氖激光管，通过调节发散角和激光亮度，改变光斑直径大小从而改变光斑入射角来达到驱鸟的目的。

图1 驱鸟器电路图

3 新型驱鸟器的原理及动作流程

电源装置为整个电路供电如图1，其中V1 是一个阈值电压为8.9V 的二极管，是为了保证在极端情况下，若电源电压小于8.9V 时，二极管关断，不会对电池过分损坏。V2 是一个晶闸管，R1 为普通电阻，R2 为光敏电阻。当有鸟类靠近时，由红外传感器接收热辐射波，输出高电平使电路导通。在白天的时候，R2 的电阻值很小，它的两端的电压也特别很小，因此图中的V2 的阴阳两极不能导通，激光器不工作，只有电机带动横杠转动，超声波发生装置发出超声波，两者共同驱鸟；晚上时，R2 阻值很大，两端电压很大且足够导通晶闸管，使激光器发出激光，同时横杠和超声波作用，三者共同驱鸟。待鸟类离开后，红外探测仪接收不到热辐射波，传感器将会输出低电平，使整个电路处于断开的状态，装置的各个部分都不会动作，驱鸟器动作流程见图2。

4 总结

针对鸟类的生理特点，设计了一种不因地域限制的、可以大范围使用的新型驱鸟器，这种驱鸟器将超声波、激光、动作结合为一体，可以充分发挥各部分的优点，在白天和黑夜都能有效驱鸟。驱鸟器的内置电路规模较小，相对简单，易集成，适合大多数情况使用，为全国大范围的输电线路鸟害故障的防御提供了新思路和新方法，对降低鸟害故障率有极大的作用。

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:2012,34(3):56-59.

[2] 明莉, 胡伟. 几种驱鸟方式的对比[J]. 农业工程,2014,4(z1):60-61.

[3] 刘望来, 王天昊, 施慧. 声光电子驱鸟器的研制[J]. 科技通报， 2014(9),100-103.

图2 驱鸟器动作流程图

（上接24 页）

图4c- 输出信号图(15 转+ 平面摆3°、2Hz)

图4d- 输出信号图(15 转+ 圆锥摆3°、5Hz)

注：图中坐标横轴为输出电压(V)，纵轴为时间(s)

5 研究结论及展望

由仿真结果可知，在转速为0 ～ 20 转及转台摆动0 ～ 5Hz 的条件下，地磁传感器的三轴信号旋转输出与基准信号保持一致，能准确测量飞行器的转速，并且通过对三轴信号的解算，其电压波动量也与转台摆动角度保持一致。

故可将此套测量方法用于导航控制，既能准确测量飞行器的旋转频率，也能得知飞行器的方位、俯仰、高低方向的角度值。且地磁传感器可全天候的对飞行器转速及姿态进行测量，不受环境因素干扰，稳定可靠，在无人机迅速发展的领域，应可大为广泛的进行实际应用。

参考文献

[1] 传感器原理与检测技术, 钱爱玲、钱显毅, 机械工业出版社2015 年08 月01 日。

[2] 现代传感器原理及应用, 张志勇, 电子工业出版社2014 年01 月01 日。

[3] 地磁导航原理, 杨晓东、王炜, 国防工业出版社2009 年09 月01 日。12