1 研发背景
    电力线路是电力系统的重要组成部分，为了保持电杆平衡，不至于因导线的拉力或风力等影响而倾斜，大部分杆塔上均需安装拉线。
    拉线使电杆稳固，但又给蛇类提供了向上攀爬的阶梯。每到春夏繁殖季节，鸟类们纷纷选择电力杆塔筑巢产蛋，而蛇喜欢爬上电杆取食鸟蛋。当蛇爬上电杆时，一旦触及电力导线就很容易引发线路跳闸。2017年国网河北峰峰矿区供电分公司发生了十几起因蛇害导致的跳闸故障，给企业带来了较大的经济损失，造成了不良影响。为此，我们设计了一种杆塔拉线太阳能驱蛇装置。

    2 设计技术方案
    该驱蛇装置由蛇探测感应传感器和放电环组件、太阳能板、锉离子电池、电动机驱动及高压电极等电路组成。电动机转轴上安装一个凸轮，并在凸轮附近处装设一片金属发音钢片。当蛇碰触到探测探头单元时，直流震动电动机启动，电动机在转动偏心凸轮时连续碰触到金属钢片，会产生较大刺耳响声和震动，使电杆拉线产生大的震颤，将蛇从拉线上震落或驱回；如果未驱赶走蛇，蛇继续上爬，当蛇碰触到高压电极时，会受到高压电击掉落，同时驱蛇装置发射超声波，对蛇发出威胁声音，从而有效保护电力线路不被蛇侵害。装置由于安装在野外，远离220 V电源，所以通过太阳能电池给装置供电，并给锉离子电池充电，待电池充满电后，可保证装置在白天及夜晚正常工作。
    2.1充电系统设计
    充电系统主要由多个串联的太阳能电池板、铿电池和充电管理模块及负载电路组成。由于安装在野外，难免会遇到雷击，在充电管理电路输人端设计有瞬态抑制二极管TVS防雷，有效保护电路及控制器的元器件免受损坏；续流二极管用金属氧化物半导体场效晶体管MOSFET取代普通二极管，最大限度地减小太阳能的损失；充电管理模块由限流比较器、PFM控制电路、震荡器、误差放大器、锉离子充电电池、功率脉冲震荡器、电子开关比较器、控制输出电路组成。铿电池的容量为3 600 mAh，额定电压为3.7 V，在不给铿电池充电的理想情况下，电路能够连续工作82h，其充满电后的电压为4.2 V，放电电压的最低值为2.45 V。充电管理模块能保护铿电池不过度充电和过度放电。
    2.2蛇探测感应传感器设计
    蛇探测感应传感器由底层绝缘层、探测感应环、高压绝缘隔离层、两组高压放电环组成。
    2.3保护装置电路设计
    保护装置电路由触发控制开关、四与非门电路、震动电动机驱动电路、太阳能充电控制电路、铿电池DC-DC升压芯片及升压放电电路组成。
    2.4外壳设计
    外壳尺寸150 mm×150 mm。采用塑料外壳，分上、下两部分。上壳面板上安装太阳能电池板，下壳安装主保护电路板，采用卡扣与上、下底壳打孔螺钉安装组合。为防止在长期运行中进人灰尘，在上盖与底座之间加装密封胶垫。各功能指示灯、操作按钮排列整齐美观，以方便观察、调试与操作。

    3 安装与调试
    驱蛇装置安装要将太阳能电池板精确调整到光照强度最强的方位角和俯仰角的位置上。与杆塔钢绞拉线的固定抱箍连接应紧密、牢固。驱蛇装置距地面不低于4.5 m，防止被偷拆。触碰探测感应环检测传感器安装在装置的下方。拉线与高压导线距离较近时，必须装设拉线绝缘子或采取其他绝缘措施，并安装反光材料制作的防撞警示标志。第一次使用，先将太阳能电池在阳光下晒两天，再将电源开关打到竺ON”位置，这时候红灯会亮起来，开始工作。在晴天经过6h左右，就可将电池电压从3.5 V充到4.2 V。驱蛇装置成品如图1所示。

    4 应用效果
    该驱蛇装置能有效保护供电线路的安全。在35，10kV电力线路拉线安装该驱蛇装置后，曾经多次发生因蛇害导致跳闸故障的线路再也没有发生同类故障，保证了电力线路安全可靠运行。