摘要：近年来，由于我国配电架空线路大多运行在野外，不容易及时受到人力的监控，许多鸟类在配电线路杆塔上筑巢繁殖，给配电线路的安全运行造成了极大危害。基于此，本文对新型电气结构在声光一体自取电鸟患治理装置进行了深入研究，主要针对声光一体化鸟患治理装置，对其各组成部分及工作原理进行了深入的分析。通过研究鸟类对配电线路的危害，阐明自取电电源、超声波发生器和闪烁器等电气元件的工作特性和协同工作机理，分析它们在提高驱鸟效率、保证设备稳定运行和适应复杂环境中的作用，以期为电网鸟害防控提供高效可靠的技术支持。

关键词：声光一体；自取电；鸟患治理；电气结构；配电线路防护

一、装置总体架构与电气结构布局

（一）壳体设计与功能

外壳由高强度工程塑料或复合材料等材料制成，通过优化外形设计，既能满足内部部件安装空间要求，又能充分考虑空气动力学原理，减少室外风对设备的影响，保证设备长期稳定运行。同时，壳体不仅对内部电子元件起到物理保护作用，而且对器件的散热、信号传输等综合性能也有一定的影响[1]。

（二）保护装置与电气元件防护

保护装置在防护器中起着非常重要的作用，它紧密地覆盖于超声波发生器及闪灯发生器之上，可有效地将外界尘埃、雨水及异物等对敏感电子元器件的侵入。保护装置面向超声波发生器的出声孔，内部均布格栅结构，可保证超声波信号的顺畅传输，并防止异物直接与超声发生器核心部件接触。同时，出光口还能无障碍地发出闪光信号，保证驱鸟声光刺激能被有效地传递出去。保护罩与壳体间的扣板、扣槽等精密连接结构可实现快速、稳固锁定，便于设备装配和维护，并确保保护可靠性。

（三）连接装置与电力获取及线路固定

接线设备是实现设备与配电线路紧密结合、实现电能回收的关键环节，放置台是连接的基本结构，它所开设的连接槽与配电线路的外形相匹配，为线路布置提供了精确的定位空间。其中，挂壳与放置台采用铰链连接，利用第一扭簧的弹性回复力，自动夹持并稳固固定配电线路，该设计既保证了设备在配电线路上的可靠安装，又保证了电流互感器（自备电源）的正常运行。电流互感器被巧妙地集成于挂壳及放置台中，其原边线圈与配电线路串联，通过电磁感应原理，将配线上的大电流转化为二次侧电能，从而实现设备自取电功能。同时，连接槽两侧的第二扭簧进一步加强了对配电线路的固定作用，有效地避免了由于风力和振动等外部因素引起的线路松动[2]。

（四）辅助安装装置与安装便捷性提升

辅助安装装置大大提高了配电线路设备的安装效率，提高了设备的安全性。安装壳体为壳体提供稳定的承载和引导平台，其底壁上的回弹弹簧可以有效地缓冲装置与导线接触时的冲击力，防止碰撞对内部电器元件造成损伤。安装壳体两端的安装板上所设置的支撑框架、初定位板以及安装钩等部件，经过巧妙的机械联动设计，能够在安装前对挂壳及二次扭簧进行预定位和预固定，使安装过程更方便有序。支撑杆和安装壳体的螺纹配合，使得操作者可以在远离配电线路的安全距离之外，准确地控制设备的安装位置和安装力度，使高压环境下的操作风险大大降低，提高了安装作业的便利性和安全性。另外，该装置最大的优点和特点就是可以通过安装辅助工具来完成带电装卸，这大大提高了工作效率，降低了停电作业带来的不便和损失。第一，采用回弹弹簧缓冲撞击力，采用螺纹配合方式控制安装位置及力度，有效降低作业风险，确保作业人员安全。第二，安装方便、有序，通过预先定位、预先安装，提高安装效率。同时，可以在安全距离之外进行操作，大大提高了操作的便利性。第三，安装辅助工具后，可以实现带电装卸作业，避免停电作业，提高工作效率，降低生产、生活环境的影响。

二、新型电气结构关键元件剖析

（一）自取电电源 - 电流互感器

电流互感器是一种以电磁感应原理为基础的自取源，当有电流流过配电网时，电流互感器铁芯内将产生交变磁场，进而在次级线圈中感应出 EMF。其巧妙之处在于可充分利用配电网自身的电能，而不需另设独立供电系统，从而大大简化设备结构和降低接线复杂度[3]。在实际应用中，应根据配电网电流大小及设备用电要求，对电流互感器的变比进行准确的设计和选择。如高压输电线的电流很大，电流互感器可以采用较大的变比，把高压大电流转换成低压小电流信号，该信号适用于设备内部电路板、超声波发生器和闪光灯发生器等部件。同时，为保证电流互感器稳定运行，选用坡莫合金线圈，由于坡莫合金1J85软磁材料具有初始磁导率高、磁导率高、饱和磁感高等优点，且在恶劣环境下工作不易生锈，从而减小磁滞和涡流损耗，提高电能转换效率。

（二）超声发生器原理与特性

超声波发生器主要是利用压电效应来产生超声波，压电陶瓷是一种以压电陶瓷为核心的陶瓷片，当交变电场作用于陶瓷片上时，由于其特殊的晶格结构，它产生机械变形，并在周期性电场作用下产生周期性振动，产生超声波。超声波发生器的工作频率一般设置在20 KHZ到60 KHz之间。在这一频率范围内，不同鸟类表现出不同的不适与警觉度。超声波发生器内装有高精度频率控制电路及功率放大电路，可保证超声波频率的准确稳定，避免因频率漂移而影响驱鸟效果。在这一过程中，功率放大电路根据实际需要，对超声信号进行功率放大，使其能够在不同的环境条件（如距离、环境噪声等）下产生高强度超声。同时，为避免超声波发生器长期运行时因过热引起的损伤，对其进行散热设计是至关重要的。超声波发生器在运行过程中，一般都是通过散热器、散热风扇或者特殊的散热材料（如导热硅胶、热管等）来及时散热，以保证超声波发生器工作时的温度稳定。

（三）闪光发生器工作机制与优势

闪光发生器采用高亮度 LED 作为核心发光元件，LED发光效率高，使用寿命长，响应速度快，是一种很好地应用于鸟类灾害防治设备的闪发设备。当电流穿过发光二极管时，里面的电子和空穴结合，释放出能量，形成发光的光子。本发明可以根据鸟类的视觉特点，灵活地调节闪光的频率和颜色。研究发现，鸟类对特定颜色（如红、蓝等）及闪烁频率的光更敏感，因此，闪烁器可以通过控制电路来调节发光二极管的驱动电流与脉宽，从而实现不同色彩、频率的闪光。在光学设计上，闪烁器利用镜面、透镜等光学元件，实现 LED光源的聚焦与定向发射，增强光强与传输距离，增强对鸟类的视觉威慑作用。另外，闪烁器还具有省电模式与强光模式转换功能，当白天或周围光线较强时，可以切换到省电模式，降低闪灯频率及亮度，降低耗电；在夜间或鸟类高峰期，可调至明亮的光线，以提高驱鸟效率。

三、电气结构协同工作原理

（一）电源分配与驱动控制

电流互感器采集到的电能首先被传送到电路板上，电路板是整个设备的控制中心，负责合理地分配和管理电能。将一部分电能分配给超声波发生器的驱动电路，使其产生超声波。驱动电路根据电路板的控制命令，准确地调节施加于压电陶瓷片上的交流电场的频率与幅值，实现对超声波发生器频率及功率的控制。另一部分电力供给闪烁器的发光二极管驱动电路，以控制发光二极管的亮度、色彩及闪烁频率。根据预先设定好的驱鸟程序以及外界环境传感器（如光照、温度等）反馈信息，对超声波发生器和闪烁器的运行参数进行实时调节[4]。

（二）驱鸟效果强化机制

超声波发生器产生的超声波与闪光发生器产生的闪光相辅相成，对鸟类有很强的威慑作用。超声波通过空气传播，会对鸟类的听觉系统产生不舒适的影响，从而影响鸟类的正常生理行为。鸟类经过长期的进化，对特定频率的超声波更敏感，这一刺激可引起鸟类的恐慌和逃避。同时，闪光发生器产生的闪光强度很高，颜色也很高，频率也很高，可以刺激鸟类的视觉系统。鸟类的视觉感知能力对鸟类的生存与导航具有重要意义，突发闪光事件将打破鸟类视觉环境的稳定状态，引起鸟类的不安与警觉。超声波与闪光协同作用，可从视觉和听觉两个维度刺激鸟类，极大地提高驱鸟的成功率。

（三）自我保护与故障监测功能

电路板也具有很好的自我保护及故障监控功能，该系统能实时地监测变压器输出电压和电流，以及超声波发生器、闪烁器的工作状态等关键参数。一旦发现电流互感器输出不正常，超声波发生器或闪光灯发生器发生故障（如压电陶瓷片损坏或发光二极管故障等），电路板就会立即启动相应的保护措施。例如，当电流互感器的输出电压超过额定值时，电路板自动切断某些电路，避免过高的电压对后面的电路元件造成损害；当超声波发生器或闪光灯发生器发生故障时，电路板将停止向故障部件供电，并将故障警报信息发送给维修人员，以便于及时维修或更换。同时，保护装置中的壳体等结构，还对内部电子元件提供物理保护，避免因外来物冲击、雨水冲刷等因素造成元件损伤，使设备的可靠性与稳定性得到进一步提升。

四、装置的综合优势与应用前景

（一）高效驱鸟性能显著

采用新的电子结构，使声光一体的鸟害控制设备具有良好的驱鸟效果，利用超声波和闪光双重刺激，对不同种类的鸟类进行全方位威慑，有效降低鸟类在配电线路上逗留、筑巢等行为。结果表明，该方法比传统的驱鸟方法有很大的提高。实践表明，通过长期监测和统计，该装置可显著降低因鸟害引起的配电线路故障发生率，为电网安全稳定运行提供有力保证。此外，该装置的防护等级能达到 IP67，具有较高的防护性能，能够适应各种恶劣的户外环境，确保设备的稳定运行，可显著降低因鸟害引起的配电线路故障发生率，为电网安全稳定运行提供保障。

（二）自供电特性优势突出

采用电流互感器作为自取源，具有自供电的独特优点，不需要外接电源，直接使用配线本身的电能，既可降低设备运行费用，又可降低因外部电源故障或维修不当而造成设备故障的风险。特别是在偏远地区或外部供电线路难以铺设的环境下，可持续发挥驱鸟功能，大大增强电力设施保护的灵活性与适应性。另外，该装置还可以通过安装辅助工具实现带电装卸，在偏远地区或者难以供电的环境中能够持续发挥功能，提高电力设施保护的灵活性和适应性，大大提高了工作效率，降低停电造成的不便和损失。

结束语

将新型电子结构应用于声光一体的自取电鸟害治理装置，可为电网鸟害防治提供创新思路。本项目通过深入研究自发电电源、超声波发生器、闪灯发生器等关键电子元器件，使其具有驱鸟效率高、自供能能力强、安装方便稳定等多种优点。但是，技术的进步是永无止境的，在今后的研究和实践中，还需要对电气结构进行进一步的探索，以提高设备的抗干扰能力，确保设备在复杂的电磁环境中能够正常工作。

参考文献

[1] 余朝阳. 一种新型声光一体自取电驱鸟装置：CN202420520480.3[P]. 2024-10-25.

[2] 苏州市远帆电器有限公司. 一种新型声光一体自取电驱鸟装置：CN202220702998.X[P]. 2022-08-05.