一、研究背景

变电站是电力系统的关键组成部分。它具有改变电压、接收和分配电能、控制电能流向等功能。它通过变压器连接各级电压的电网。考虑到变电站运行的安全性和施工的可行性，今天的变电站通常建在人口密度小、适合小动物生长的郊区，因此小动物入侵是不可避免的。小动物造成的电气设备事故在电网中比较常见，造成的损失也非常惊人。为确保变电所安全运行，必须采取有利措施防范小动物。小动物造成的事故主要是高压电气设备短路、设备损坏或停电事故，老鼠咬二次电路电缆造成开关误跳、拒跳、直流短路接地等事故。变电站事故的原因大致可分为小动物事故、误操作事故、设备缺陷事故、异常天气或外力破坏事故四个方面。小动物造成的事故危害较大，严重影响安全生产。变电站运维专业做好小动物预防措施，建立健全小动物预防管理网络，不断规划、实施、检查和改进，可有效降低事故发生率。老鼠等啮齿动物入侵变电站，往往损坏电线电缆绝缘层，导致设备绝缘层绝缘水平下降，甚至造成小动物短路事故，降低供电可靠性。因此，防止小动物入侵，特别是防鼠，对变电站的安全稳定运行极为重要。

二、目前存在问题

德宏地区变电站保护室经常有老鼠入侵，传统的驱动方式（鼠笼和超声波驱鼠器）效果不好，粘鼠板不能有效杀死老鼠，如果老鼠长期入侵机房，不能及时清除，往往导致设备突然故障，造成设备损坏，也会增加操作人员的安全风险。因此，迫切需要开发一种智能电击装置来解决变电站保护室中的二次问题。

三、可行性方案

由于“被动防御”机制有很大的局限性，本文从“主动防御”的角度提出建立变电站核心区小动物全方位主动防御机制，从主动检测、主动驱逐等方面构建变电站小动物统一防治体系，实现小动物智能防治管理。

为了实现上述主动检测功能，本文计划使用毫米波传感器来判断是否移动物体，以达到主动检测的目的。本文拟采用超声波加电击网实现主动驱逐功能。老鼠、蝙蝠和其他动物用超声波交流。老鼠的听觉系统非常发达，对超声波非常敏感。它们可以在黑暗中判断声音的来源。当老鼠受到威胁时，它们可以发出30-50kHz的超声波。当他们睁开眼睛时，他们可以依靠超声波和回声回巢。成年老鼠在危机中可以发出超声呼救，交配时也可以发出超声表示快乐。可以说，超声是老鼠的语言。由于鼠类听觉系统在2万Hz-9万Hz，如果能利用强大的高功率超声脉冲有效干扰和刺激鼠类听觉系统，使其无法忍受，感到恐慌和不安，表现出食欲不振、逃跑甚至抽搐等症状，从而达到驱除鼠类活动范围的目的。根据查阅各种文献，发现20kHz-55kHz的超声波能有效刺激50米范围内的鼠类，使鼠类感到威胁和不安。因此，该系统采用声波驱逐装置，可以发出频率超声波。

根据上述分析，结合变电站现场实际工作情况，设计了变电站驱鼠监测系统。主要分为三个模块：毫米波传感器感应模块、驱鼠装置模块和主控系统。

该系统驱鼠功能的实现大致如下。毫米波传感器实时监控感应区域内的移动物体，并与主控系统保持通信。当动物靠近传感器时，传感器将感应到的物体的远近信号上传到主控系统，并向驱鼠装置系统发送信号。如果运动物体远离电缆，将通过超声波驱动；当运动物体靠近电缆时，将使用电击网直接驱动。

变电站驱鼠监测系统能有效防止小动物进入变电站损坏电力电缆，减少人工检查和驱动带来的不便，提高效率。

变电站驱鼠监测系统分为毫米波传感器、主控系统和驱鼠装置系统三个部分。接下来，我们将详细介绍各部分功能的实现。

毫米波传感器不断将无线波发射到感应区域，当无线波遇到静态或运动目标时，无线波将反射到毫米波传感器。毫米波传感器接收到反射信号后，通过传感器的内部转换发送到主控制系统。

主控系统由外部供电，通过串口或I/O端口与毫米波传感器通信。毫米波传感器通过内部将监测对象的远近信号转换为电信号，发送到主控系统。主控系统通过运行信号和数据处理算法解算目标对象的信息，从而控制驱鼠装置系统。主控系统支持休眠功能，降低功耗。

四、项目实施主要措施

项目实施的主要措施:项目研究的变电站保护机房内的智能电击补鼠装置。首先，开发高压电击模块，将高压电击模块连接到金属排网上，并在金属排网下垫上绝缘垫。其次，开发红外触发模块，安装在金属排网中间，将老鼠喜欢吃的食物放在红外触发模块下。只要老鼠触发红外，高压电击板就会给老鼠放电。最后，开发绝缘屏蔽罩，老鼠可以通过屏蔽间隙进入。捕鼠器通过红外触发后，高压电机会杀死老鼠。使用绝缘罩可以避免人员意外触摸的风险。

5、能够解决主要问题

它主要可以解决变电站保护室快速有效地诱捕老鼠的问题。当老鼠入侵时，它可以诱捕老鼠。只要老鼠进入金属网区触发红外开关，就可以电击老鼠，降低鼠害风险，提高生产安全和供电保障。

六、项目实施效益预测

项目实施效益预测:项目实施后，通过诱捕变电站保护入侵机房的老鼠，减少人员补鼠的工作强度，减少粘鼠板的使用，减少补鼠的工作强度和经济投入，提高工作效率，降低安全风险，提高供电保障。应用前景:项目实施后，可在各变电站保护机房推广，实用性高。此外，可在各种机房推广。

七、技术关键点和创新点

技术要点：1、采用高压电击模块进行电击补鼠，提高补鼠效果。2.、设计采用红外触发模块，减少老鼠的戒心，易触发补鼠进行补鼠。3.、设计采用金属网。老鼠进入金属网后，通过刺激性食物诱惑老师进入该区域，然后老鼠触发红外线，发出1800V高压电死老鼠，老鼠无法逃离该区域。创新点：1、采用金属排网，可更有效地保护重要区域，老鼠进入后不能离开，保证补鼠的准确性和效率。2.、红外电鼠排，能发出隐蔽信号，降低老鼠警惕。

结束语

该系统的主动检测和驱逐功能可以满足智能控制的需要，进一步保证运维检查的可持续性、目的性和有效性，有效减少动物入侵和破坏造成的设备和电缆故障，大大降低运维综合管理成本，具有广阔的应用前景和重要的推广价值，对电力物联网背景下变电站智能运维的建设和发展具有重要的参考意义和实用价值。它改善了传统小动物入侵管理不到位的缺陷，节省了大量的人力和时间成本。具有动态运行功能，可实现变电站无人值守的效果，实现小动物入侵的智能监控和驱动，提高了预防工作的主动性，是智能电网稳定运行的重要举措。