基于线路自取电的磁芯超声波驱鸟装置的制作方法

本实用新型涉及一种基于线路自取电的磁芯超声波驱鸟装置。

背景技术：

近年来，随着电网的不断延伸及生态环境改善，鸟类在架空电力线路附近活动日益增多，由于鸟类活动而引起的线路故障次数明显上升，对电网安全运行造成了一定的影响。鸟害故障跳闸总体呈逐年上升趋势，已成为线路主要故障原因之一，影响电网的安全稳定运行，防鸟害工作形势较为严峻。

鸟对架空输电线路的危害一般包括鸟粪类、鸟巢类、鸟体短接类和鸟啄类四大类，各类鸟害机理如下。

（1）鸟粪类。鸟粪属于导电混合液体，鸟粪的含水量较高，并具有电解质的功能，当鸟粪与电导体相接触后，就会形成鸟粪闪络。当输电线路积累大量的鸟粪后，鸟粪的下落就会引起绝缘子闪络。根据对历年鸟害故障分析，大部分地区出现鸟粪闪络都是因为大型候鸟的排便，导致绝缘子闪络、线路跳闸。

（2）鸟巢类。部分鸟类在电线杆上面搭建鸟巢，而所搭建鸟巢的材料主要是一些树枝或者杂草，通常情况下，当鸟巢材料垂落，容易与绝缘子相接触，并且鸟巢材料会接近带电导体，当遇到雨天或者潮湿的天气时，鸟巢材料就会变成一个电导体，进而引起输电线路发生故障，甚至影响到人们的生命安全。

（3）鸟体短接类。当大型鸟类的身体在接触输电线路时，会引起线路跳闸，并且造成短路。但对于电力部门而言，在安装架空输电线路时，也需要考虑鸟类身体对输电线路造成的影响。

（4）鸟啄食复合绝缘子。许多鸟类特别喜欢啄食复合绝缘子，当鸟类不停的啄食复合绝缘子时，输电线路就会被破坏，如果长期缺乏维修，输电线路则会老化，进而造成导电体外露。

基于上述的原因,如何降低由于鸟类危害带来的损失是本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于线路自取电的磁芯超声波驱鸟装置，以解决现有技术中的鸟类危害对电力造成的损失的问题。

为了解决上述问题，本实用新型所涉及的基于线路自取电的磁芯超声波驱鸟装置采用以下技术方案：

基于线路自取电的磁芯超声波驱鸟装置包括供电电路，供电电路包括用于套设在输电线路上的电流互感器、与电流互感器的输出端连接的电源变换电路；供电电路的输出端连接有超声波驱鸟组件，超声波驱鸟组件包括分别与电源变换电路的输出端连接的控制电路、超声波发射器、红外线感应器；控制电路包括控制器、与控制器连接的信号接收电路以及信号输出电路，所述红外线感应器的信号输出端与所述信号接收电路的输入端信号连接，所述超声波发射器的输入端与所述信号输出电路的输出端信号连接以在鸟类被红外线感应器感应时向控制器输出信号，并经由控制器控制超声波发射器向鸟类发生多波段的超声波。

进一步的，所说红外线感应器与所述超声波发射器有两个以上，均沿输电线路并排间隔布置。

进一步的，所述红外线感应器为热探测器。

本实用新型的有益效果如下：相比于现有技术，本实用新型所涉及的基于线路自取电的磁芯超声波驱鸟装置，在实际的使用过程中，通过电流互感器的感应线圈从输电线路上获取电能，其本身就完成了电网与电源变换电路的隔离，整个供电装置是悬浮的，解决了供电存在的绝缘问题。由电流互感器和电源变换电路组成，体积小，易安装，不易受环境和天气的影响，可用在日照强度较小的地区。超声波驱鸟是一种新型的超低功耗超声波系统，系统发出的超声波能刺激鸟类的神经系统，使鸟类自动远离超声波覆盖的范围，以保护电力设备。具有安装方便，不受时间和环境限制，并且其覆盖面积广泛，可作用多种种类的鸟。超声波通过无数次的反射方式进行传播，形成超声波防护网覆盖整个驱鸟空间，以达到最佳驱除的效果。最终达到驱鸟而不杀鸟的目的，具有一定的积极意义。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍：

图1为本实用新型的基于线路自取电的磁芯超声波驱鸟装置的具体实施例系统流程示意图；

图2为图1中电源部分的结构简图；

图3为电流互感器的磁耦合关系图；

图4为桥式整流电路的原理简图；

图5为滤波电路的原理简图；

图6为斩波电路的原理简图。

附图标记说明：1-输电线路；2电流互感器；3电源转换电路。

具体实施方式

为了使本实用新型的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作出进一步的说明。

本实用新型所涉及的基于线路自取电的磁芯超声波驱鸟装置的具体实施例，如图所示，该装置包括以下部分：电源部分、控制部分以及执行部分。

其中电源部分如图2所示，包括用于套设在输电线路1上的电流互感器2，与电流互感器2的输出端连接的电源变换电路3。输电线路1的交变电流产生磁场，电流互感器2的取电线圈从磁场感应得到一定大小的交变电势，为了满足输电线路1驱鸟装置对电源稳定性的要求，还需要设计电源变换电路3，将感应的交变电势变换成符合驱鸟装置需求的稳定直流电压。

电流互感器也是变压器的一种，是把大电流转换成小电流，同时它也是一种变换电流的特殊变压器。在建立取电电流互感器的线性数学模型时，假定励磁磁动势所产生的磁通分为主磁通和漏磁通，主磁通与互感器中所有绕组都相交链，漏磁通与所在绕组的全部匝数相交链。认为各绕组电阻为常数，不考虑绕组的集肤效应和温度效应，不考虑铁芯的磁滞涡流损耗。

取能电流互感器的磁耦合关系如图3所示，其具体的原理与现有技术一致，不再详细介绍。

常用的电源变换电路包括整流电路、滤波电路和斩波电路等。具体原理如下：

（a）整流电路

如图4所示，桥式整流电路与单相半波整流电路和单相全波整流电路相比，其明显的优点是输出电压较高，纹波电压较小，整流二极管所承受的最大反向电压较低，并且因为电流互感器在正负半周内都有电流流过，所以互感器绕组中流过的是交流，互感器的利用率高。本项目中采用桥式整流电路来实现将交流电转换为直流电。

（b）滤波电路

滤波电路是一种用来消除干扰的电路，无源滤波电路具有结构简单、成本低廉、运行可靠性较高等优点。如何合理地设计和优化其参数，对保证电网谐波治理和无功补偿的效果，提高系统的整体性能起着十分重要的作用。常用的一阶rc低通滤波电路如图5所示。

（c）斩波电路

常用的斩波电路是buck斩波电路，斩波电路的结构如图6所示。buck电路其输出平均电压v0小于输入电压vg，极性相同开关s闭合后，续流二极管ds截止，vg除向负载供能外，还有一部分能量在电感l和电容c1中储存。开关s断开时，电感l上产生左负右正极性的反电动势，使续流二极管ds导通，电感l中的电能传送给负载，保持输出电压v0稳定。

该装置还包括超声波驱鸟组件，超声波驱鸟组件包括控制电路、红外线感应器以及超声波发射器。其中控制电路包括控制器、与控制器连接的信号接收电路以及信号输出电路，控制器与上述的电源转化电路的输出端电连接，以通过电源转换电路向控制器供电，红外线感应器以及超声波发射器也均与电源转化电路的输出端电连接，以向红外线感应器以及超声波发射器供电。另外，为了实现驱鸟，在本实施例中，红外线感应器的信号输出端与信号接收电路的输入端信号连接，超声波发射器的输入端与信号输出电路的输出端信号连接。在实际的工作过程中，当鸟类靠近输电线路时，红外线感应器感应到鸟类的踪迹，将采集到的信号经过转换后变成电信号，并向控制器发射提示信号，控制器接收信号后向超声波发射器发出控制信号，超声波发射器工作并向鸟类发出多波段的超声波。

其中对于控制器来说，在本实施例中，可以采用单片机，也可以采用微处理器，不做具体限定。本领域技术人员可以根据实际需要任意设计。

对于红外线感应器来说，在本实施例中，为了更好的捕捉鸟类踪迹，采用热探测器，具体可以采用热敏电阻、温差电偶等形式。当然，在其他实施例中，也可以采用光子探测器。

另外，为了实现对设定距离内的输电线路的整体驱鸟防护，在本实施例中，上述的红外线感应器和超声波发射器均有若干个，并沿输电线路的延伸方向并排间隔布置。

最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本实用新型的技术方案，任何对本实用新型进行的等同替换及不脱离本实用新型精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本实用新型权利要求保护的范围之内。