专利名称：一种基于ct取能的串补平台用超声波驱鸟装置的制作方法
技术领域：
本发明属于电力设备保护装置领域，具体讲涉及一种基于CT取能的串补平台用超声波驱鸟装置。
背景技术：
在高压、超高压、乃至特高压电力设备的设计过程中应充分考虑鸟类筑巢、啄食等对电力系统及电力设备运行的安全性与可靠性的不利影响，并采取有效驱鸟措施予以削弱或消除。在确保驱鸟效果的前提下，还应防止措施不当对野生鸟类可能造成的伤害。当前， 在输变电设备中获得应用的驱鸟装置与技术主要有风动反光镜驱鸟器、语音驱鸟器、高压电子脉冲电击驱鸟、电容放电产生空爆、强光驱鸟以及驱鸟刺等。风动反光镜驱鸟器是最早的驱鸟器，其原理是在风的作用下，驱鸟器上的风碗反光镜发生转动达到恐吓鸟类的目的。该类驱鸟装置的特点是价格低廉。目前，在输电线路上应用最为广泛且结构比较简单的驱鸟装置是风动反光镜驱鸟装置。这种驱鸟装置一般安置在输电线杆塔顶部，反光镜片及其连接杆随风旋转，利用连接杆的转动、反射光线照射和鸟类自身镜像来威慑鸟类。但是，这种驱鸟装置有下列三个缺点，一是在无风或者阴天的环境下效果较差，二是鸟类过一段时间后能够适应，三是装置在户外受风吹雨淋以及沙尘等影响后会损坏。其它类型的驱鸟装置普遍应用了针刺、机械摆动、镭射激光、鸟类哀鸣声和天敌的叫声、超声波、高压脉冲电击等方案，但也都是仅限于输电线路。针对电力设备而言，特别是串联电容器补偿设备，驱鸟装置还未见实际应用。语音驱鸟器是利用语音芯片或MP3等技术制作的驱鸟器，播放预先录制的鸟类哀鸣声和/或鸟类天敌的叫声来惊吓鸟类，特点是具有爆发性的驱鸟效果，但由于鸟的种类很多，而国内鸟类的语音库中的种类有限，所以，鸟类会在较短时间内适应。语音驱鸟器的功率大，使用寿命短，应用在输变电单位还会造成噪音污染。高压脉冲电击驱鸟器，是利用高压放电电击鸟类，例如申请号为 CN201020M5346.7，发明名称为“一种利用线路感应供电的电击驱鸟器”的实用新型专利， 驱鸟装置电源用线路感应取电，取出的交流电源经过整流滤波稳压后，给一个大容量储能元件充电后作为升压电路的电源。升压电路能将3-5V的低压直流变到6000V以上的高压， 当鸟落到安装在杆塔横担上的带电电极上，立即被电击后惊走。此方法会对鸟类造成危害， 同时对检修人员的安全存在隐患。此装置有一定的驱鸟效果，但它的驱鸟范围极其有限，只有鸟落在它的极板上才能发挥作用，而且使用寿命短，并且可能会对鸟类造成伤害。用于输变电单位的铁塔时，对上下铁塔检修也会带来不便和一些安全隐患。电容放电产生空爆和强光驱鸟是利用电容放电产生空爆声和强光，从而来驱赶鸟类，具有一定驱鸟效果，例如申请号为CN200620095701. 9，发明名称为“一种声、光、机驱鸟装置”的实用新型专利，采用脉冲高压引爆储能电容放电，产生爆炸声和强电闪光，同时爆炸气流推动驱鸟手做机械动作，达到声、光、机械三重驱鸟作用，此装置作用范围达到200 米，能实现遥控操纵。但它的驱鸟范围极其有限，强光还受其角度限制。由于电容放电瞬间电流很大，所以，使用寿命较短。超声波驱鸟器通过发出超声波，使鸟的生存环境恶化，使之远离铁塔，效果持久；功耗低，比声音驱鸟器的性能可靠，超声波驱鸟器比声音驱鸟器安静，其维护量比声音驱鸟器的要小。关于超声波驱鸟装置的研究开始，早在2003年申请的申请号为 CN200320112896. X，发明名称为“超声波驱鸟器”的实用新型专利，主要功能是利用单片机技术，随即发出某一频率的超声波，使鸟类受到刺激而离开现在的场所，包括电源部分、定时复位电路、主控单元部分、驱动及发声单元部分。该装置电路复杂，导致制造成本提高。申请号为CN2008202(^817. 7，发明名称为“电力系统驱鸟器”的实用新型专禾lj，装置采用单片机发出超声波刺激鸟类的神经系统，破坏鸟类的生存环境，且由于采用不断变化的超声波频率和不同的工作机制，使得鸟类无法适应。但是装置的需要持久的电源，耗能较大。申请号为CN201020680925. 2，发明名称为“高压输电线路超声波驱鸟装置”的实用新型专利，涉及一种高压输电线路超声波驱鸟装置，装置利用光电池板和蓄电池作为电源， 配合对鸟类具有刺激作用的超声波和发光二极管共同作用，同时通过控制装置定期或不定期的调整超声波的波长，可的防止鸟类对输电线路造成的危害。此装置的供能装置有光电池板和蓄电池两部分，当连续阴雨天气时只能靠蓄电池提供能量，而蓄电池的电能有限，需要人工检测蓄电池剩余电量，以避免蓄电池没有电且阴雨天驱鸟装置无法正常工作的情况。 综上所述，目前已经获得应用的驱鸟装置技术原理不一，使用效果也不尽相同，而且多适用于对输变电铁塔等设备，对串补平台用的驱鸟技术与装置的研究与应用则未见诸公开发表的文献。串补装置一般都安装在野外的变电站或者串补站中，其周边环境远离城市，人烟稀少，是鸟类繁殖、活动的良好场所。近年来，我国环境保护的力度日益加强，鸟类等野生动物也日益增多，随之带来的鸟害问题不容忽视。串补装置的MOV(金属氧化物限压器)、火花间隙等一次设备多露天布置在由支柱绝缘子和斜拉绝缘子构成的串补平台上。斜拉复合绝缘子与复合套管MOV由复合绝缘外套实现绝缘功能，这些橡胶材质的复合材料容易因鸟类的啄食而损坏，因鸟类筑巢、鸟类的粪便也可能会造成电气闪络。鸟类进入火花间隙，则很容易造成火花间隙的误动事故。串补平台也是容易遭受鸟类侵扰的区域，由于平台面积较大，电容器组支架上方、电容器组支架之间和电容器组支架下方，平台的钢结构平面以及各种可以利用的平面或者导线上方都可能遭受鸟类的筑巢、活动和粪便等污秽的影响。总之， 鸟害可能成为影响串补装置乃至电力系统安全可靠运行的隐患之一，这在某些鸟类活动频繁的区域显得尤为突出，整个串补装置乃至电力系统的安全可靠运行带来隐患。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于CT取能的串补平台用超声波驱鸟装置，采用超声波方式进行驱鸟，在满足串联电容器补偿装置平台对场强和闪络的严格要求前提下，能够实现大范围驱鸟，即保证对MOV(金属氧化物限压器)的保护，又兼顾串补平台上其他设备， 装置取能单元性能可靠，可实现全天候M小时不间断的大面积驱鸟，且驱鸟装置不会对鸟类造成危害，也不会给串补装置维修人员带来安全隐患。
超声波驱鸟器的基本原理是发出人类听觉范围之外的超声波来驱赶鸟类。为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为一种基于CT取能的串补平台用超声波驱鸟装置，其改进之处在于所述驱鸟装置包括线路取能CT和驱鸟器；所述线路取能CT为母线式结构，包括二次绕组和外壳，所述二次绕组置于外壳内部；所述驱鸟器包括隔离CT、低通滤波器、整流器、高压硅堆、高频信号发生器和超声波扬声器，所述驱鸟器采用金属壳封装。其中所述驱鸟装置采用线路取能CT供电，电流流经所述隔离CT实现电气隔离， 通过低通滤波器滤除工频电流的高频部分，通过整流器整流输出直流电压，高频信号发生器随即生成高频电压信号，高频电压信号加载到超声波扬声器的压电陶瓷片上，压电陶瓷片产生机械振动，通过超声波扬声器放大，发出超声波。其中所述线路取能CT为穿心式电流互感器，包括两个二次绕组，二次绕组的线圈内均设有铁芯；所述二次绕组采用环氧树脂与外壳浇注在一起。其中所述驱鸟器采用金属壳封装后，留有线路取能CT的进线口和超声波扬声器的出线口。其中所述整流器和高频信号发生器之间并联接入所述高压硅堆。其中所述隔离CT包括中间设置屏蔽层的一次绕组和二次绕组，绕组线圈用沾松密封。其中所述低通滤波器采用双级共模线圈。其中所述高压硅堆由高压整流二极管串联组成。其中所述驱鸟器和线路取能CT可设置于同一支架上，或设置于不同的支架上。其中在串联电容器补偿装置上使用所述驱鸟装置时，将驱鸟装置放置于金属氧化物限压器组周边，或放置于火花间隙或电容器组周边。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果包括1)取能设备性能稳定驱鸟器的电源采用串补平台上常用的取能CT设备，取能CT结构简单而且免维护不易损坏，不受阳光和气候影响，输出功率大并且供能稳定，保证了驱鸟器全天候M小时不间断的大面积驱鸟效果；2)驱鸟器的电磁屏蔽效果良好驱鸟器整体采用金属壳封装，表面仅留有取能CT的进线口和超声波扬声器的出口，最大程度地保证了驱鸟器内部的高频信号不会对平台上测量箱等二次设备造成干扰， 符合平台上设备对电磁屏蔽的要求；3)超声波驱鸟方式更加适用于串补装置串补装置本身运行时就会发出噪音，鸟类惨叫和天敌的叫声在装置本身噪音环境中的效果会大打折扣，并且也可能会干扰附近的工作人员；驱鸟器采用超声波方式进行驱鸟，比声音驱鸟器的性能可靠；串补装置平台上设备复杂，易受鸟害威胁的位置众多，超声波驱鸟方式解决了机械摆动装置和镭射激光只能在小范围内驱鸟，不能够满足串补装置的驱鸟要求；另外超声波驱鸟方式避免了高压电击装置放电可能会对串补装置本身带来损害，满足了串补装置平台对场强和闪络的严格要求；4)驱鸟器电路设计合理，使用寿命长
在驱鸟器内部，整流器和高频信号发生器之间并联接入高压硅堆，电压过大时击穿二极管实现旁路，防止因线路电流扰动引起高频信号发生器的IC电路损坏；5)驱鸟范围大由于超声波在介质中向四面八方传播的原理，驱鸟器的两个超声波扬声器在串补装置平台上的位置既保证了集中能量来重点对MOV发射超声波，又能兼顾平台上其他设备；6)不易被鸟类适应驱鸟器采用两个超声波扬声器并联的方式，通过高频信号发生器的控制信号，连续交替发出频率变化的超声波，保证了超声波不被鸟类适应，保证了驱鸟效果的持久性；7)通用性良好串补用基于取能CT的超声波驱鸟器装置是针对串联电容器补偿装置的驱鸟器， 也可以在故障电流限制器等其它拥有线路取能条件的电力设备上使用，只需要改变取能CT 的参数和调整驱鸟器的位置即可，具有良好的通用性；8)驱鸟装置体积小、功率大、造价低廉
下面结合附图对本发明进一步说明。图1串补用基于取能CT的超声波驱鸟器；图2驱鸟装置在串补平台上的位置示意图；图3驱鸟装置在串补平台上的位置侧面示意图；图4驱鸟装置支架改造示意图；图5驱鸟装置支架改造侧面示意图；其中CT_电流互感器；GAP-火花间隙；MOV-金属氧化物限压器；LPE-低通滤波器；IC-高频信号发生器。
具体实施例方式下面结合实例对本发明进行详细的说明。本发明提出的超声波驱鸟器利用线路CT取能提供驱鸟设备所需要的能量。先通过隔离CT实现电气隔离，然后通过低通滤波器滤除高频谐波，再通过整流器产生直流电压给高频信号发生器供电，高频信号发生器随即产生16kHz 25kHz的高频电压信号，高频电压信号加载到超声波扬声器的压电陶瓷上产生机械振动，通过扬声器放大产生16kHz 25kHz、声压级不低于90dB的大音量超声波，实现驱逐鸟类的效果。本发明是首次在联电容器补偿装置上应用的超声波驱鸟装置。本专利发明的超声波驱鸟器可发射大功率超声波，覆盖整个平台以及整个装置所在的立体空间，大大降低串补装置受鸟类侵害的几率，不会造成对环境的噪声污染，也不会对鸟类造成伤害。由于串补平台与地面是高度绝缘，所以平台上设备的供电通常采取线路取能和光纤送能的方式。超声波驱鸟器采用线路取能CT供电，将线路中流过的大电流通过线圈的电磁感应原理得到所需要的电流，电流流经隔离CT实现电气隔离，然后通过低通滤波器滤除工频电流的高频部分，通过整流器整流输出高频信号发生器所需的直流电压，然后高频信号发生器随即生成16kHz 25kHz的高频电压信号，高频电压信号加载到超声波扬声器的压电陶瓷片上。由于压电效应，压电陶瓷片产生机械振动，通过扬声器放大产生 16kHz 25kHz、声压级不低于90dB的大音量超声波。驱鸟器采用两个超声波扬声器并联的方式，通过高频信号发生器的控制信号，连续交替发出频率变化的超声波，确保超声波不被鸟类适应，保证了驱鸟效果的持久性。驱鸟器的金属外壳实现整体封闭，具有良好的电磁屏蔽，表面仅留有取能CT的进线口和超声波扬声器的出声口。两个超声波扬声器并列对称排列，各自处在MOV组的一侧， 并且处在MOV高度的中间位置发射超声波，驱鸟器的安置尽可能的接近平台边缘，具体位置参见图2。由于MOV是串补装置中受到鸟害威胁最大的设备，这样的位置安排可以对MOV 集中发射超声波来进行保护，同时也可以兼顾平台上其它设备。线路取能CT 线路取能CT是装设在低压母线线路侧的穿心式电流互感器，其工作频率50Hz，采用浇注绝缘，并对二次线圈采取良好的电磁屏蔽措施。线路取能CT具有干式、体积小、重量轻、免维护的优点，并且适于户外安装，设计在适用的方面都符合相关标准。线路取能CT整体结构为母线式，主要由外壳和二次绕组组成。二次绕组置于屏蔽外壳内，并用环氧树脂与屏蔽壳浇注在一起，屏蔽壳的外盖用内六角螺丝与屏蔽壳紧固，在外壳的底部留有二次接线盒。一次绕组(母线)从互感器中间的孔中心穿过。线路取能CT外壳与串补平台间电位为零，并且拥有两个独立的二次绕组，即每个二次线圈各有铁心。线路取能CT的屏蔽外壳材料为铸铝，其表面过渡圆滑、粗糙度一致。屏蔽外壳组装后，要求密封性能好。二次出线端子(包括螺栓、螺母、垫片等)用铜或铜合金制成，并有可靠的防锈镀层。二次出线端子板的防潮性能应良好。线路取能CT要求通过密封性试验、工频耐压试验、匝间过电压试验、误差型式试验和误差例行检验。隔离CT 隔离CT(含铁芯)实现取能CT与驱鸟器主机箱的电气隔离，其工作频率为50Hz， 饱和电流为2倍额定电流。隔离CT的一次绕组、二次绕组之间加屏蔽层，并出引线至地线端子，绝缘要求实现3000V耐压，绕组线圈要求用沾松密封。低通滤波器低通滤波器采用高性能交流电源线滤波器DGC-10AJ，其工作频率为50Hz。滤波器采用双级共模线圈，具有很大的(CM/DM)插入损耗，具有良好的共模和差模干扰抑制特性， 能有效地抑制各种高频瞬态干扰，满足FCC B级和GJB 9254B级要求。整流器整流器是型号为KBPC25-10的桥式整流器，最大工作电流为25A，最大反向电压为 IOOOVo高压硅堆高压硅堆的型号为2DLW10A/10V，自带散热器，由多只高压整流二极管(硅粒)串联组成，起到直流限压的作用，用于保护高频信号发生器的IC电路。高频信号发生器高频信号发生器是基于DSP TMS320F28335的高频信号发生集成电路和信号放大集成电路，由整流器输出的直流电压供电，高频信号是16kHz 25kHz范围内随即的电压信号。超声波扬声器超声波扬声器的型号为KS-5120，工作频率20 士 5kHz，符合16kHz 25kHz的驱鸟频率的范围。超声波扬声器典型的布置位置在MOV组纵向轴线(与串补平台长边垂直)与串补平台长边的交点附近，也可以布置于火花间隙、电容器组附近。驱鸟器的支撑系统采用和CT支架相同的材质，也可以通过改造CT支架，使驱鸟器和CT并排使用CT支架支撑。此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。
权利要求
1.一种基于CT取能的串补平台用超声波驱鸟装置，其特征在于所述驱鸟装置包括线路取能CT和驱鸟器；所述线路取能CT为母线式结构，包括二次绕组和外壳，所述二次绕组置于外壳内部；所述驱鸟器包括隔离CT、低通滤波器、整流器、高压硅堆、高频信号发生器和超声波扬声器，所述驱鸟器采用金属壳封装。
2.如权利要求1所述的一种基于CT取能的串补平台用超声波驱鸟装置，其特征在于所述驱鸟装置采用线路取能CT供电，电流流经所述隔离CT实现电气隔离，通过低通滤波器滤除工频电流的高频部分，通过整流器整流输出直流电压，高频信号发生器随即生成高频电压信号，高频电压信号加载到超声波扬声器的压电陶瓷片上，压电陶瓷片产生机械振动，通过超声波扬声器放大，发出超声波。
3.如权利要求1所述的一种基于CT取能的串补平台用超声波驱鸟装置，其特征在于所述线路取能CT为穿心式电流互感器，包括两个二次绕组，二次绕组的线圈内均设有铁芯； 所述二次绕组采用环氧树脂与外壳浇注在一起。
4.如权利要求1所述的一种基于CT取能的串补平台用超声波驱鸟装置，其特征在于所述驱鸟器采用金属壳封装后，留有线路取能CT的进线口和超声波扬声器的出线口。
5.如权利要求1所述的一种基于CT取能的串补平台用超声波驱鸟装置，其特征在于所述整流器和高频信号发生器之间并联接入所述高压硅堆。
6.如权利要求1所述的一种基于CT取能的串补平台用超声波驱鸟装置，其特征在于所述隔离CT包括中间设置屏蔽层的一次绕组和二次绕组，绕组线圈用沾松密封。
7.如权利要求1所述的一种基于CT取能的串补平台用超声波驱鸟装置，其特征在于所述低通滤波器采用双级共模线圈。
8.如权利要求1所述的一种基于CT取能的串补平台用超声波驱鸟装置，其特征在于所述高压硅堆由高压整流二极管串联组成。
9.如权利要求1所述的一种基于CT取能的串补平台用超声波驱鸟装置，其特征在于所述驱鸟器和线路取能CT可设置于同一支架上，或设置于不同的支架上。
10.如权利要求1所述的一种基于CT取能的串补平台用超声波驱鸟装置，其特征在于在串联电容器补偿装置上使用所述驱鸟装置时，将驱鸟装置放置于金属氧化物限压器组周边，或放置于火花间隙或电容器组周边。
全文摘要
本发明提供了一种基于CT取能的串补平台用超声波驱鸟装置，有效预防控制串联电容器补偿装置的鸟害问题。超声波驱鸟器采用线路取能CT供电，将线路中流过的大电流转换为所需要电流，电流流经隔离CT实现电气隔离，通过低通滤波器滤除工频电流高频部分，通过整流器整流输出直流电压，高频信号发生器随即生成16kHz～25kHz的高频电压信号，高频电压信号加载到超声波扬声器的压电陶瓷片上，通过扬声器放大产生16kHz～25kHz、声压级不低于90dB的大音量超声波。驱鸟器以取能CT为电源，保证稳定的大功率输出，确保全天候24小时不间断的大面积驱鸟；驱鸟器采用两个超声波扬声器并联的方式，连续交替发出频率变化的超声波，确保超声波不被鸟类适应，保证了驱鸟效果的持久性。
文档编号A01M29/18GK102499227SQ20111030087
公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者宋晓通, 戴朝波, 谢炜 申请人:中国电力科学研究院, 中电普瑞科技有限公司