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埃瓦尔vS维戈塞尔塔: 一種基于CT取能的串補平臺用超聲波驅鳥裝置.pdf

摘要
申請專利號:

维戈塞尔塔vs皇家社会 www.vmyqew.com.cn CN201110300873.0

申請日:

20110929

公開號:

CN102499227B

公開日:

20140507

當前法律狀態:

有效性:

有效

法律詳情:
IPC分類號: A01M29/18 主分類號: A01M29/18
申請人: 中電普瑞科技有限公司,中國電力科學研究院,國家電網公司
發明人: 謝煒,宋曉通,戴朝波
地址: 100192 北京市海淀區清河小營東路15號
優先權: CN201110300873A
專利代理機構: 北京安博達知識產權代理有限公司 代理人: 徐國文
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201110300873.0

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明提供了一種基于CT取能的串補平臺用超聲波驅鳥裝置,有效預防控制串聯電容器補償裝置的鳥害問題。超聲波驅鳥器采用線路取能CT供電,將線路中流過的大電流轉換為所需要電流,電流流經隔離CT實現電氣隔離,通過低通濾波器濾除工頻電流高頻部分,通過整流器整流輸出直流電壓,高頻信號發生器隨即生成16kHz~25kHz的高頻電壓信號,高頻電壓信號加載到超聲波揚聲器的壓電陶瓷片上,通過揚聲器放大產生16kHz~25kHz、聲壓級不低于90dB的大音量超聲波。驅鳥器以取能CT為電源,保證穩定的大功率輸出,確保全天候24小時不間斷的大面積驅鳥;驅鳥器采用兩個超聲波揚聲器并聯的方式,連續交替發出頻率變化的超聲波,確保超聲波不被鳥類適應,保證了驅鳥效果的持久性。

權利要求書

1.一種基于CT取能的串補平臺用超聲波驅鳥裝置,其特征在于所述驅鳥裝置包括線路取能CT和驅鳥器;所述線路取能CT為母線式結構,包括二次繞組和外殼,所述二次繞組置于外殼內部;所述驅鳥器包括隔離CT、低通濾波器、整流器、高壓硅堆、高頻信號發生器和超聲波揚聲器,所述驅鳥器采用金屬殼封裝;所述線路取能CT為穿心式電流互感器,包括兩個二次繞組,二次繞組的線圈內均設有鐵芯;所述二次繞組采用環氧樹脂與外殼澆注在一起。2.如權利要求1所述的一種基于CT取能的串補平臺用超聲波驅鳥裝置,其特征在于所述驅鳥裝置采用線路取能CT供電,電流流經所述隔離CT實現電氣隔離,通過低通濾波器濾除工頻電流的高頻部分,通過整流器整流輸出直流電壓,高頻信號發生器隨即生成高頻電壓信號,高頻電壓信號加載到超聲波揚聲器的壓電陶瓷片上,壓電陶瓷片產生機械振動,通過超聲波揚聲器放大,發出超聲波。3.如權利要求1所述的一種基于CT取能的串補平臺用超聲波驅鳥裝置,其特征在于所述驅鳥器采用金屬殼封裝后,留有線路取能CT的進線口和超聲波揚聲器的出線口。4.如權利要求1所述的一種基于CT取能的串補平臺用超聲波驅鳥裝置,其特征在于所述整流器和高頻信號發生器之間并聯接入所述高壓硅堆。5.如權利要求1所述的一種基于CT取能的串補平臺用超聲波驅鳥裝置,其特征在于所述隔離CT包括中間設置屏蔽層的一次繞組和二次繞組,繞組線圈用沾松密封。6.如權利要求1所述的一種基于CT取能的串補平臺用超聲波驅鳥裝置,其特征在于所述低通濾波器采用雙級共模線圈。7.如權利要求1所述的一種基于CT取能的串補平臺用超聲波驅鳥裝置,其特征在于所述高壓硅堆由高壓整流二極管串聯組成。8.如權利要求1所述的一種基于CT取能的串補平臺用超聲波驅鳥裝置,其特征在于所述驅鳥器和線路取能CT可設置于同一支架上,或設置于不同的支架上。9.如權利要求1所述的一種基于CT取能的串補平臺用超聲波驅鳥裝置,其特征在于在串聯電容器補償裝置上使用所述驅鳥裝置時,將驅鳥裝置放置于金屬氧化物限壓器組周邊,或放置于火花間隙或電容器組周邊。

說明書

技術領域

本發明屬于電力設備?;ぷ爸昧煊?,具體講涉及一種基于CT取能的串補平臺用超聲波驅鳥裝置。

背景技術

在高壓、超高壓、乃至特高壓電力設備的設計過程中應充分考慮鳥類筑巢、啄食等對電力系統及電力設備運行的安全性與可靠性的不利影響,并采取有效驅鳥措施予以削弱或消除。在確保驅鳥效果的前提下,還應防止措施不當對野生鳥類可能造成的傷害。當前,在輸變電設備中獲得應用的驅鳥裝置與技術主要有風動反光鏡驅鳥器、語音驅鳥器、高壓電子脈沖電擊驅鳥、電容放電產生空爆、強光驅鳥以及驅鳥刺等。

風動反光鏡驅鳥器是最早的驅鳥器,其原理是在風的作用下,驅鳥器上的風碗反光鏡發生轉動達到恐嚇鳥類的目的。該類驅鳥裝置的特點是價格低廉。

目前,在輸電線路上應用最為廣泛且結構比較簡單的驅鳥裝置是風動反光鏡驅鳥裝置。這種驅鳥裝置一般安置在輸電線桿塔頂部,反光鏡片及其連接桿隨風旋轉,利用連接桿的轉動、反射光線照射和鳥類自身鏡像來威懾鳥類。但是,這種驅鳥裝置有下列三個缺點,一是在無風或者陰天的環境下效果較差,二是鳥類過一段時間后能夠適應,三是裝置在戶外受風吹雨淋以及沙塵等影響后會損壞。其它類型的驅鳥裝置普遍應用了針刺、機械擺動、鐳射激光、鳥類哀鳴聲和天敵的叫聲、超聲波、高壓脈沖電擊等方案,但也都是僅限于輸電線路。針對電力設備而言,特別是串聯電容器補償設備,驅鳥裝置還未見實際應用。

語音驅鳥器是利用語音芯片或MP3等技術制作的驅鳥器,播放預先錄制的鳥類哀鳴聲和/或鳥類天敵的叫聲來驚嚇鳥類,特點是具有爆發性的驅鳥效果,但由于鳥的種類很多,而國內鳥類的語音庫中的種類有限,所以,鳥類會在較短時間內適應。語音驅鳥器的功率大,使用壽命短,應用在輸變電單位還會造成噪音污染。

高壓脈沖電擊驅鳥器,是利用高壓放電電擊鳥類,例如申請號為CN201020545346.7,發明名稱為“一種利用線路感應供電的電擊驅鳥器”的實用新型專利,驅鳥裝置電源用線路感應取電,取出的交流電源經過整流濾波穩壓后,給一個大容量儲能元件充電后作為升壓電路的電源。升壓電路能將3-5V的低壓直流變到6000V以上的高壓,當鳥落到安裝在桿塔橫擔上的帶電電極上,立即被電擊后驚走。此方法會對鳥類造成危害,同時對檢修人員的安全存在隱患。此裝置有一定的驅鳥效果,但它的驅鳥范圍極其有限,只有鳥落在它的極板上才能發揮作用,而且使用壽命短,并且可能會對鳥類造成傷害。用于輸變電單位的鐵塔時,對上下鐵塔檢修也會帶來不便和一些安全隱患。

電容放電產生空爆和強光驅鳥是利用電容放電產生空爆聲和強光,從而來驅趕鳥類,具有一定驅鳥效果,例如申請號為CN200620095701.9,發明名稱為“一種聲、光、機驅鳥裝置”的實用新型專利,采用脈沖高壓引爆儲能電容放電,產生爆炸聲和強電閃光,同時爆炸氣流推動驅鳥手做機械動作,達到聲、光、機械三重驅鳥作用,此裝置作用范圍達到200米,能實現??夭僮?。但它的驅鳥范圍極其有限,強光還受其角度限制。由于電容放電瞬間電流很大,所以,使用壽命較短。

超聲波驅鳥器通過發出超聲波,使鳥的生存環境惡化,使之遠離鐵塔,效果持久;功耗低,比聲音驅鳥器的性能可靠,超聲波驅鳥器比聲音驅鳥器安靜,其維護量比聲音驅鳥器的要小。關于超聲波驅鳥裝置的研究開始,早在2003年申請的申請號為CN200320112896.X,發明名稱為“超聲波驅鳥器”的實用新型專利,主要功能是利用單片機技術,隨即發出某一頻率的超聲波,使鳥類受到刺激而離開現在的場所,包括電源部分、定時復位電路、主控單元部分、驅動及發聲單元部分。該裝置電路復雜,導致制造成本提高。

申請號為CN200820202817.7,發明名稱為“電力系統驅鳥器”的實用新型專利,裝置采用單片機發出超聲波刺激鳥類的神經系統,破壞鳥類的生存環境,且由于采用不斷變化的超聲波頻率和不同的工作機制,使得鳥類無法適應。但是裝置的需要持久的電源,耗能較大。

申請號為CN201020680925.2,發明名稱為“高壓輸電線路超聲波驅鳥裝置”的實用新型專利,涉及一種高壓輸電線路超聲波驅鳥裝置,裝置利用光電池板和蓄電池作為電源,配合對鳥類具有刺激作用的超聲波和發光二極管共同作用,同時通過控制裝置定期或不定期的調整超聲波的波長,可的防止鳥類對輸電線路造成的危害。此裝置的供能裝置有光電池板和蓄電池兩部分,當連續陰雨天氣時只能靠蓄電池提供能量,而蓄電池的電能有限,需要人工檢測蓄電池剩余電量,以避免蓄電池沒有電且陰雨天驅鳥裝置無法正常工作的情況。

綜上所述,目前已經獲得應用的驅鳥裝置技術原理不一,使用效果也不盡相同,而且多適用于對輸變電鐵塔等設備,對串補平臺用的驅鳥技術與裝置的研究與應用則未見諸公開發表的文獻。

串補裝置一般都安裝在野外的變電站或者串補站中,其周邊環境遠離城市,人煙稀少,是鳥類繁殖、活動的良好場所。近年來,我國環境?;さ牧Χ熱找婕憂?,鳥類等野生動物也日益增多,隨之帶來的鳥害問題不容忽視。串補裝置的MOV(金屬氧化物限壓器)、火花間隙等一次設備多露天布置在由支柱絕緣子和斜拉絕緣子構成的串補平臺上。斜拉復合絕緣子與復合套管MOV由復合絕緣外套實現絕緣功能,這些橡膠材質的復合材料容易因鳥類的啄食而損壞,因鳥類筑巢、鳥類的糞便也可能會造成電氣閃絡。鳥類進入火花間隙,則很容易造成火花間隙的誤動事故。串補平臺也是容易遭受鳥類侵擾的區域,由于平臺面積較大,電容器組支架上方、電容器組支架之間和電容器組支架下方,平臺的鋼結構平面以及各種可以利用的平面或者導線上方都可能遭受鳥類的筑巢、活動和糞便等污穢的影響。總之,鳥害可能成為影響串補裝置乃至電力系統安全可靠運行的隱患之一,這在某些鳥類活動頻繁的區域顯得尤為突出,整個串補裝置乃至電力系統的安全可靠運行帶來隱患。

發明內容

本發明目的在于提供一種基于CT取能的串補平臺用超聲波驅鳥裝置,采用超聲波方式進行驅鳥,在滿足串聯電容器補償裝置平臺對場強和閃絡的嚴格要求前提下,能夠實現大范圍驅鳥,即保證對MOV(金屬氧化物限壓器)的?;?,又兼顧串補平臺上其他設備,裝置取能單元性能可靠,可實現全天候24小時不間斷的大面積驅鳥,且驅鳥裝置不會對鳥類造成危害,也不會給串補裝置維修人員帶來安全隱患。

超聲波驅鳥器的基本原理是發出人類聽覺范圍之外的超聲波來驅趕鳥類。

為實現上述發明目的,本發明采取的技術方案為:

一種基于CT取能的串補平臺用超聲波驅鳥裝置,其改進之處在于所述驅鳥裝置包括線路取能CT和驅鳥器;所述線路取能CT為母線式結構,包括二次繞組和外殼,所述二次繞組置于外殼內部;所述驅鳥器包括隔離CT、低通濾波器、整流器、高壓硅堆、高頻信號發生器和超聲波揚聲器,所述驅鳥器采用金屬殼封裝。

其中:所述驅鳥裝置采用線路取能CT供電,電流流經所述隔離CT實現電氣隔離,通過低通濾波器濾除工頻電流的高頻部分,通過整流器整流輸出直流電壓,高頻信號發生器隨即生成高頻電壓信號,高頻電壓信號加載到超聲波揚聲器的壓電陶瓷片上,壓電陶瓷片產生機械振動,通過超聲波揚聲器放大,發出超聲波。

其中:所述線路取能CT為穿心式電流互感器,包括兩個二次繞組,二次繞組的線圈內均設有鐵芯;所述二次繞組采用環氧樹脂與外殼澆注在一起。

其中:所述驅鳥器采用金屬殼封裝后,留有線路取能CT的進線口和超聲波揚聲器的出線口。

其中:所述整流器和高頻信號發生器之間并聯接入所述高壓硅堆。

其中:所述隔離CT包括中間設置屏蔽層的一次繞組和二次繞組,繞組線圈用沾松密封。

其中:所述低通濾波器采用雙級共模線圈。

其中:所述高壓硅堆由高壓整流二極管串聯組成。

其中:所述驅鳥器和線路取能CT可設置于同一支架上,或設置于不同的支架上。

其中:在串聯電容器補償裝置上使用所述驅鳥裝置時,將驅鳥裝置放置于金屬氧化物限壓器組周邊,或放置于火花間隙或電容器組周邊。

由于采用了上述技術方案,與現有技術相比,本發明的有益效果包括:

1)取能設備性能穩定

驅鳥器的電源采用串補平臺上常用的取能CT設備,取能CT結構簡單而且免維護不易損壞,不受陽光和氣候影響,輸出功率大并且供能穩定,保證了驅鳥器全天候24小時不間斷的大面積驅鳥效果;

2)驅鳥器的電磁屏蔽效果良好

驅鳥器整體采用金屬殼封裝,表面僅留有取能CT的進線口和超聲波揚聲器的出口,最大程度地保證了驅鳥器內部的高頻信號不會對平臺上測量箱等二次設備造成干擾,符合平臺上設備對電磁屏蔽的要求;

3)超聲波驅鳥方式更加適用于串補裝置

串補裝置本身運行時就會發出噪音,鳥類慘叫和天敵的叫聲在裝置本身噪音環境中的效果會大打折扣,并且也可能會干擾附近的工作人員;驅鳥器采用超聲波方式進行驅鳥,比聲音驅鳥器的性能可靠;串補裝置平臺上設備復雜,易受鳥害威脅的位置眾多,超聲波驅鳥方式解決了機械擺動裝置和鐳射激光只能在小范圍內驅鳥,不能夠滿足串補裝置的驅鳥要求;另外超聲波驅鳥方式避免了高壓電擊裝置放電可能會對串補裝置本身帶來損害,滿足了串補裝置平臺對場強和閃絡的嚴格要求;

4)驅鳥器電路設計合理,使用壽命長

在驅鳥器內部,整流器和高頻信號發生器之間并聯接入高壓硅堆,電壓過大時擊穿二極管實現旁路,防止因線路電流擾動引起高頻信號發生器的IC電路損壞;

5)驅鳥范圍大

由于超聲波在介質中向四面八方傳播的原理,驅鳥器的兩個超聲波揚聲器在串補裝置平臺上的位置既保證了集中能量來重點對MOV發射超聲波,又能兼顧平臺上其他設備;

6)不易被鳥類適應

驅鳥器采用兩個超聲波揚聲器并聯的方式,通過高頻信號發生器的控制信號,連續交替發出頻率變化的超聲波,保證了超聲波不被鳥類適應,保證了驅鳥效果的持久性;

7)通用性良好

串補用基于取能CT的超聲波驅鳥器裝置是針對串聯電容器補償裝置的驅鳥器,也可以在故障電流限制器等其它擁有線路取能條件的電力設備上使用,只需要改變取能CT的參數和調整驅鳥器的位置即可,具有良好的通用性;

8)驅鳥裝置體積小、功率大、造價低廉

附圖說明

下面結合附圖對本發明進一步說明。

圖1串補用基于取能CT的超聲波驅鳥器;

圖2驅鳥裝置在串補平臺上的位置示意圖;

圖3驅鳥裝置在串補平臺上的位置側面示意圖;

圖4驅鳥裝置支架改造示意圖;

圖5驅鳥裝置支架改造側面示意圖;

其中:CT-電流互感器;GAP-火花間隙;MOV-金屬氧化物限壓器;LPE-低通濾波器;IC-高頻信號發生器。

具體實施方式

下面結合實例對本發明進行詳細的說明。

本發明提出的超聲波驅鳥器利用線路CT取能提供驅鳥設備所需要的能量。先通過隔離CT實現電氣隔離,然后通過低通濾波器濾除高頻諧波,再通過整流器產生直流電壓給高頻信號發生器供電,高頻信號發生器隨即產生16kHz~25kHz的高頻電壓信號,高頻電壓信號加載到超聲波揚聲器的壓電陶瓷上產生機械振動,通過揚聲器放大產生16kHz~25kHz、聲壓級不低于90dB的大音量超聲波,實現驅逐鳥類的效果。本發明是首次在聯電容器補償裝置上應用的超聲波驅鳥裝置。

本專利發明的超聲波驅鳥器可發射大功率超聲波,覆蓋整個平臺以及整個裝置所在的立體空間,大大降低串補裝置受鳥類侵害的幾率,不會造成對環境的噪聲污染,也不會對鳥類造成傷害。由于串補平臺與地面是高度絕緣,所以平臺上設備的供電通常采取線路取能和光纖送能的方式。超聲波驅鳥器采用線路取能CT供電,將線路中流過的大電流通過線圈的電磁感應原理得到所需要的電流,電流流經隔離CT實現電氣隔離,然后通過低通濾波器濾除工頻電流的高頻部分,通過整流器整流輸出高頻信號發生器所需的直流電壓,然后高頻信號發生器隨即生成16kHz~25kHz的高頻電壓信號,高頻電壓信號加載到超聲波揚聲器的壓電陶瓷片上。由于壓電效應,壓電陶瓷片產生機械振動,通過揚聲器放大產生16kHz~25kHz、聲壓級不低于90dB的大音量超聲波。驅鳥器采用兩個超聲波揚聲器并聯的方式,通過高頻信號發生器的控制信號,連續交替發出頻率變化的超聲波,確保超聲波不被鳥類適應,保證了驅鳥效果的持久性。

驅鳥器的金屬外殼實現整體封閉,具有良好的電磁屏蔽,表面僅留有取能CT的進線口和超聲波揚聲器的出聲口。兩個超聲波揚聲器并列對稱排列,各自處在MOV組的一側,并且處在MOV高度的中間位置發射超聲波,驅鳥器的安置盡可能的接近平臺邊緣,具體位置參見圖2。由于MOV是串補裝置中受到鳥害威脅最大的設備,這樣的位置安排可以對MOV集中發射超聲波來進行?;?,同時也可以兼顧平臺上其它設備。

線路取能CT:

線路取能CT是裝設在低壓母線線路側的穿心式電流互感器,其工作頻率50Hz,采用澆注絕緣,并對二次線圈采取良好的電磁屏蔽措施。線路取能CT具有干式、體積小、重量輕、免維護的優點,并且適于戶外安裝,設計在適用的方面都符合相關標準。線路取能CT整體結構為母線式,主要由外殼和二次繞組組成。二次繞組置于屏蔽外殼內,并用環氧樹脂與屏蔽殼澆注在一起,屏蔽殼的外蓋用內六角螺絲與屏蔽殼緊固,在外殼的底部留有二次接線盒。一次繞組(母線)從互感器中間的孔中心穿過。線路取能CT外殼與串補平臺間電位為零,并且擁有兩個獨立的二次繞組,即每個二次線圈各有鐵心。線路取能CT的屏蔽外殼材料為鑄鋁,其表面過渡圓滑、粗糙度一致。屏蔽外殼組裝后,要求密封性能好。二次出線端子(包括螺栓、螺母、墊片等)用銅或銅合金制成,并有可靠的防銹鍍層。二次出線端子板的防潮性能應良好。線路取能CT要求通過密封性試驗、工頻耐壓試驗、匝間過電壓試驗、誤差型式試驗和誤差例行檢驗。

隔離CT:

隔離CT(含鐵芯)實現取能CT與驅鳥器主機箱的電氣隔離,其工作頻率為50Hz,飽和電流為2倍額定電流。隔離CT的一次繞組、二次繞組之間加屏蔽層,并出引線至地線端子,絕緣要求實現3000V耐壓,繞組線圈要求用沾松密封。

低通濾波器:

低通濾波器采用高性能交流電源線濾波器DGC-10AJ,其工作頻率為50Hz。濾波器采用雙級共模線圈,具有很大的(CM/DM)插入損耗,具有良好的共模和差模干擾抑制特性,能有效地抑制各種高頻瞬態干擾,滿足FCC?B級和GJB?9254B級要求。

整流器:

整流器是型號為KBPC25-10的橋式整流器,最大工作電流為25A,最大反向電壓為1000V。

高壓硅堆:

高壓硅堆的型號為2DLW10A/10V,自帶散熱器,由多只高壓整流二極管(硅粒)串聯組成,起到直流限壓的作用,用于?;じ咂敵藕歐⑸韉腎C電路。

高頻信號發生器:

高頻信號發生器是基于DSP?TMS320F28335的高頻信號發生集成電路和信號放大集成電路,由整流器輸出的直流電壓供電,高頻信號是16kHz~25kHz范圍內隨即的電壓信號。

超聲波揚聲器:

超聲波揚聲器的型號為KS-5120,工作頻率20±5kHz,符合16kHz~25kHz的驅鳥頻率的范圍。超聲波揚聲器典型的布置位置在MOV組縱向軸線(與串補平臺長邊垂直)與串補平臺長邊的交點附近,也可以布置于火花間隙、電容器組附近。

驅鳥器的支撐系統采用和CT支架相同的材質,也可以通過改造CT支架,使驅鳥器和CT并排使用CT支架支撐。

此處已經根據特定的示例性實施例對本發明進行了描述。對本領域的技術人員來說在不脫離本發明的范圍下進行適當的替換或修改將是顯而易見的。示例性的實施例僅僅是例證性的,而不是對本發明的范圍的限制,本發明的范圍由所附的權利要求定義。

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一種 基于 CT 平臺 超聲波 裝置
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