(宁夏送变电工程公司)
（1）总体思路
由于目前输电线路主要采取的6种防鸟措施（加装防鸟刺、加装挡鸟板、加装驱鸟器、加装防鸟拉线、加装绝缘护套、人工鸣炮主动驱鸟），随着输电线路运行时间的增加，一方面鸟类适应性增强；另一方便防鸟措施单一且损坏程度极高，长此以往，造成防鸟效果的失效。为了有效解决输电线路长期遭受鸟害跳闸的现状，根据现场运行环境及防鸟经验，研制一套基于太阳能旋转综合性防鸟装置，目的是根本性的解决鸟害跳闸率居高不下的现状。
（2）技术方案及创新成果
一、技术要求
1.电机带动驱鸟杆转动。
2.鸟类靠近时电机作间歇运转。
3.驱鸟杆能与鸟刺完全对接。
4.太阳能板为蓄电池充电，有控制器防止电池过充。
5.蓄电池有防漏液措施。
6.设备能防电磁干扰。
7.整体设备相对封闭（防止雨水或异物渗入）。
8.材料稳定性高，需要经受长期恶劣环境。
9.结构整体简单美观实用。
10.使用寿命尽量长久（5-10年以上）。
二、运用的理论、技术及方法
1.倡导绿色能源的原则，运用太阳能光伏板作为防鸟装置的动力源，为不用功能的元器件提供源源不断的动力。
2.运用物理学的能量转换定律，将源源不断的太阳能通过光伏板传递至电机，驱动电机旋转转换为动能。
3.运用鸟类不同神经系统的反射条件原理，通过LED爆闪灯及超声波装置不断刺激鸟类神经系统，达到一定的驱赶鸟类的目的。
三、关键技术
1.装置的研发中，因之前没有加装红外探头时风力反光镜可以随风自由转动，但是考虑到因太阳照射会使反光镜和驱鸟杆发热，就会干扰红外探头的检测，所以研发时又加入了驱鸟杆及电机转动时红外探头不作检测的功能，将风力反光镜固定在中心转轴上，通过感应设置不让其随风自由转动即可。
2.在鸟类靠近时，怎么实现智能控制，辨别现场情况，达到控制防鸟装置不同功能的启动，信号检测的准确度，将不同功能的智能控制利用写入程序导入主控制模块实现全天候智能防鸟的目的。
四、取得成果
1.在主程序中写入延迟识别的程序，通过采用防干扰红外测温元器件，可有效排除驱鸟杆转动时的干扰作用；
2.主程序写入时，设定阈值，控制装置的启停功能，通过串口模式实现信号的精准输出，达到不同功能的有效控制。
（3）实施效果
（一）功能需求
驱鸟刺1.2米的圆周范围内旋转驱鸟；可配合光线、超声波、语音等驱鸟。设备使用时间5年。
1.太阳能电池板
驱鸟器系统供电的来源，白天将太阳光转换为电能，并存储在蓄电池里面，保证驱鸟器系统在早上和傍晚时候的正常工作；同时太阳能电池板在一天中不同时刻转换的电压页不相同，可以利用太阳能电池板的这一个特性来通过电压检测光线的强度，从而达到关闭和启动驱鸟器系统的目的。
2.充电管理模块
对太阳能电池板转换后的电能进行控制，采用合理的充电曲线对蓄电池进行充电，保护蓄电池在长期的充放循环中不被损坏，保证使用寿命；
3.蓄电池
对白天太阳能电池板转换的电能进行存储，保证在太阳能电池板无发电情况下驱鸟器系统的正常工作；
4.主控制模块
驱鸟器系统的控制核心部分，通过对系统中各种输入信号的处理和分析，输出相应的控制信号到相应的系统部件上，完成系统驱鸟的功能；
5.红外探头
通过驱鸟器系统上方设置的5个方向（前、后、左、右、上）红外传感器，感知系统周围一定范围内鸟类的活动，并输出相应的逻辑信号到主控制模块。
6.直流电机（带驱鸟针/刺）
直流电机主要是用来驱动系统上安装的驱鸟针（刺），当直流电机按一定速度带动驱鸟针（刺）转动时，达到驱鸟的效果；
7.超声波喇叭
超声波喇叭主要是将主控制模块输出的一定频率（1KHZ-20KHZ）PWM波转换为能达到驱鸟效果的声音信号，超声波喇叭发出的音频信号对鸟类有较好的驱赶效果；
8.红蓝爆闪灯
红蓝爆闪主要是通过主控制模块输出控制信号，使红蓝爆闪灯按一定的规律闪烁，达到驱鸟的效果，同时红灯和蓝灯也是鸟类比较敏感的光，驱鸟效果最好。
（二）工作原理
1.电气原理图
5.工作模式
驱鸟器根据一天中日光光线的不同，分为以下几种工作情况：
清晨模式（5-8点（不同纬度地区和季节，时间段有差异））：
这个时间段中，是一天中鸟类活动相对频繁的第一个时间段。由于主控制模块在待机状态（夜间）是一直在检测太阳能电池板输出的电压信号，当清晨来临时，太阳能电池板输出电压慢慢增加，当采集到的电压信号超过主控模块内部预设的电压阈值（根据不同纬度进行设置）时，主控制模块将从待机状态进入到工作状态。进入工作状态后，主控制模块根据程序设定的流程逻辑（间断性工作，工作30S停60秒）分别的超声波喇叭、红蓝爆闪灯、直流电机等外部装置进行控制。
同时采集红外探头反馈的信号，判断驱鸟器系统周围是否有鸟类飞过。如果在间断性工作过程中的停止状态下检测到有鸟类从驱鸟器系统有限探测范围飞过时，红外探头感应到鸟类的存在，马上输出一个高电平（5V）到主控制模块采集端，主控制模块采集到该信号，立即启动对超声波喇叭、红蓝爆闪灯、直流电机的控制，输出相应的超声波、红蓝爆闪灯、直流电机的控制信号，达到驱赶有效范围内鸟类的目的。
以上控制和检测过程将在这个时间段内循环执行。
白天模式（8-18点（不同纬度地区和季节，时间段有差异））：
这个时间段中，是鸟类活动相对较少的时间。此时主控制模块处于间断性工作的状态中，主控制模块根据程序设定的流程逻辑分别的超声波喇叭、红蓝爆闪灯、直流电机等外部装置进行控制，同时采集红外探头反馈的信号，判断驱鸟器系统周围是否有鸟类飞过。处理控制流程同清晨模式。
这个时间段的阳光照射强度也有所增加，充电控制模块开始对蓄电池进行充电控制，保证蓄电池有足够的电量维持驱鸟器系统正常工作。
傍晚模式（18-20点（不同纬度地区和季节，时间段有差异））：
这个时间段中，是一天中鸟类活动相对频繁的第二个时间段。此时间段的主控制模块对超声波喇叭、红蓝爆闪灯、直流电机等外部装置的控制频率恢复到清晨模式，同时采集红外探头反馈的信号，判断驱鸟器系统周围是否有鸟类飞过。
随着夜晚的慢慢到来，太阳能电池板因光线变弱输出电压也慢慢降低，当电压值减小到低于中控制模块程序中预设的电压阈值是，主控制模块将停止对超声波喇叭、红蓝爆闪灯、直流电机等外部装置进行控制，进入到待机状态。
夜间模式（20-5点（不同纬度地区和季节，时间段有差异））：
这个时间段中，是鸟类活动基本结束。通过主控制模块对太阳能电池板输出的电压信号的检测，判断一天中夜晚的来临，主控制模块将将进入到待机状态。入待机状态后，主控制模块根据程序设定的流程逻辑将不再对超声波喇叭、红蓝爆闪灯、直流电机等外部装置进行循环控制。
同时检测太阳能电池板的输出电压，等待第二天清晨。
6.选型元器件参数
（1）无刷减速电机(不能长时间连续工作)
型号：永泰电机A58SW31ZY涡轮蜗杆减速电机
输入电压：DC12V
转速：16r/min
工作电流：1.2A
额定扭矩：60kg.cm
功率：14.4W
寿命：10000H
（2）光伏板
产品型号：AJDCB-10
外形尺寸：205mmX332mmX17mm
峰值功率：10W
最大工作电压：17.6V
最大工作电流：0.57A
转换效率：14.9%
寿命：10年
（3）铅酸蓄电池 （铅酸免维护蓄电池）
产品型号：保睿免维护蓄电池
外形尺寸：150mm×65mm×95mm
容量：12V7AH
充电时工作环境温度：5℃-38℃
寿命：5年
外壳尺寸： 300mm×150mm×200mm
7．驱鸟器的结构图
（1）驱鸟器上部（转动部分），如图5所示，转动圆周直径2000mm,重量1kg。
（3）驱鸟器上部转运部分和下部主体部分均是独立体，如图7所示。考虑到安装在电塔上方，人员运送困难，采用分体结构，分块运送。
驱鸟器保持底板水平，通过安装螺栓固定连接在安装位置，且保持光伏板朝向南方45度。
注意：驱鸟杆的旋转圆周范围是2米，以驱鸟器的中心转轴为中心2米圆周内不能有干涉驱鸟杆旋转的物体。
白天利用光伏板对蓄电池进行充电，蓄电池提供所有用电器件的电能。电机轴通过中心转轴与驱鸟杆相接，实现驱鸟杆的转动；反光镜固定在中心转轴上，随中心轴一同转动；两个超声波喇叭和两个LED爆闪灯分别安装在机壳的两侧面；5 个红外探头分别安装于驱鸟的5 个面（除底面外的其余面）。
白天，光伏板充电工作，光伏板的充电信号传给电路板识别工作状态为白天，驱鸟器正常工作，电机作间歇转动（电机连续长期工作寿命极短）带动驱鸟杆、反光镜转动，起到驱赶和恐吓鸟类的功能；超声波喇叭发出15KHZ-20KHZ自动变频的超声波，干扰、刺激和破坏鸟类神经系统、生理系统，使其感觉不适后飞离；LED频闪灯间歇工作，利用频闪的强光对鸟类视觉造成强烈刺激，鸟类很难适应，进而实现驱鸟效果；反光镜在白天起到反射阳光刺激鸟类视觉的作用。电机、超声波、LED爆闪灯为同时作间隙工作，时长为工作120秒停止40秒。红外探头在感应到带热能的运动物体时会立即触发启动鸟功能。晚上光伏板停止充电工作，电信号传给电路板，驱鸟器受电路板控制停止一切工作。
论文作者:马克俊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/23
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