四脚型防蛇装置的研发

李衍进 何智辉 陈云 卢锴 严尹廷 潘国冠 郑颖豪 朱俊超

摘要：变电站传统的小动物防治手段比较被动，四脚型驱蛇装置可以有效地驱赶蛇类，利用地震波发射器，让土壤发生持续的震动，达到持续驱赶蛇类的效果。四脚型防蛇装置采用清洁的太阳能，具有极大的经济效益前景。

关键字：太阳能板；四脚型设计；地震波发射器

1. 前言

变电站作为电网系统的一种重要设施，也是电力各专业人员重要的工作场所。广东省处于亚热带气候地区，常年温和湿润、多雨，全年平均气温在20—28摄氏度，十分适合各种小动物的生长和繁殖，其中蛇患相对明显。尤其是夏天，蛇类在变电站内活动频率十分活跃，甚至以变电站为家，对进入变电站工作的人员易构成人身伤害的风险，也不利于日常变电运行专业巡视、维护等工作的开展，同时蛇类及其他小动物会破坏一部分的电力设备，若不严加管理，易造成店里事故的发生。

在变电站小动物防治方面，传统上分成变电站放小动物封堵措施和投放驱蛇药或其他小动物防治药物。但由于变电站占地面积大、防小动物封堵措施地点过多、变电运行对防治小动物管理不到位及变电站内长期改造施工等原因，大量防治蛇患及小动物的措施逐渐失去其作用，大部分变电站不能做到有效防治。

2. 设计理念、原理

1. 地震波发射装置和四脚支架功能

我们在考虑到变电站小动物及蛇患具有多样性、分散性、隐蔽性且有难以捕捉和根治的特点后，选择了采用地震波来驱赶小动物。地震波发生器设置好输入电压后，能保证地震波波频达到在400Hz—1000Hz之间的合适值，使传输效率达到最大足够功率的地震波，能针对小动物及蛇类的特性，在有效覆盖范围：650㎡（空旷地）内对它们进行驱赶，且地震波装置平均耗电量满足南方气候和阴雨天气较多时候能长时间工作要求。在地震波发射装置的四周配以四支不锈钢支架作支撑作用，经过防腐蚀、防锈处理，插入土壤内牢固稳定。此设计是为保证四脚型防蛇装置的灵活性，使装置便于移动、装拆及日常维护，装置的头部与不锈钢支架间采用拔插方式对接，连接部分保证接触完好，牢靠。

2. 太阳能面板功能

气候条件同时给变电站带来大量的光和热，选择太阳能板和电池的组合无疑是给地震波发生器功能的最佳选择。太阳能面板模块是整个四脚型驱蛇装置的核心组件。为保障装置供电充足，稳定运行，太阳能面板采用光电转化效率较高的单晶硅或多晶硅制作。同时，太阳能板及太阳能电池需要用钢化玻璃封装，由于装置平时放置在户外，环境较为恶劣，时常会遭遇高温或降雨，因此太阳能面板应采了IP67防护等级，具备较好的防水、防雷、防潮，耐高温，耐腐蚀性。在电能存储方面，装置配备符合要求的充电控制器，为蓄电池提供最佳充电电流和电压，快速、平稳、高效地为蓄电池充电，同时保障蓄电池避免过充和过放电现象的发生；装置配备蓄电池容量足够大，可保证为装置24小时的供电，蓄电时间大于720小时，具备可重复充电达1200次以上，使用寿命在3年以上，并符合环保等要求。带电显示方面，应配置清晰的电源工作指示灯，以明确装置的工作状态，方便运行人员日常维护。

3. 外层保护设计

为了耐用、使变电运行人员少维护的原则，四脚型驱蛇装置在投入使用过程中，因为多为户外恶劣的环境，为了能做到全天候防雨、防风、防水则需要有外层的保护。因此在加工方面，装置外层使用防裂，防震（100mm*80mm）的PPE胶壳，并表面整体打磨光滑，无毛刺，没伤痕。太阳能板边框与发地震波发生器外壳之间、连接线和接口之间焊接，由于焊接处粗糙，也必须打磨光滑。选用汽车漆作为外层涂料，汽车漆具有防晒、防雨、不变色之好处，长期室外热晒雨淋不会褪色，表面漆料耐久不变色、不掉落各部件密封性符合外层保护的技术要求；金属零件经防腐蚀防锈处理；所有零部件完整无损，产品外观无划痕及损伤。加工完成后，对四脚型驱蛇装置进行不间断的、使用户外长时间光照进行老化程度测试，符合实际应用环境，保证装置寿命至少达5年以上。

3. 应用及前景

四脚型防蛇装置安装简易，适应变电站内大多数场合。装置能直接定点安装在变电站草地内和电缆沟蛇患或小动物较多出现的地方，对于户外电力设备场地，可以通过不锈钢支架插入且牢固稳定。使用前可先将电池充满电，在放置到场地启动，电路设计有间歇性启动，采用工作指示灯以显示工作状态，驱蛇装置便能有效发挥其防治小动物及蛇患的功能。

现时变电站缺乏防蛇装置或只是用传统人工封堵和蛇药、鼠药的办法对站内进行小动物防治的办法，四脚型防蛇装置很好地填补了空白。对于一个220kV或500kV变电站，通过数十个这种防蛇装置可以满足整个变电站各个户内外的设备区域，降低工作人员的被咬导致人安全事故的发生概率，减少电力事故的发生。

此外四脚型防蛇装置成本不高，具有灵活性、易维护性的特点。对于变电运行专业，防小动物是一项繁琐的工作，自动的地震波驱蛇装置能大大提高小动物防治工作的效率，节省变电站内大量的维护工时和维护成本，减轻运行管理人员的工作量。方便的安装，简单的结构，四脚型防蛇装置具有广泛的应用前景，为电力系统减少蛇类及小动物在变电站活动的频率、有效降低小动物对电网带来的人身、设备、环境风险，做了一次成功的尝试，在保证了电力系统的安全可靠的同时，并为未来智能电网的发展，带来巨大的经济和社会效益

基金项目：南方电网公司科技项目资助科技编号GDKJXM2019、项目编号:032000KK52190180