绝缘子自清理实现方法和自清理绝缘子及自清理智能系统与流程

本发明涉及绝缘子清理方法、绝缘子以及实现该方法的智能系统。

背景技术：

随着电气化铁路向高速性、稳定性、安全性发展，对接触网的运行提出了越来越高的要求。但由于目前环境污染日益严重，闪络主要有污闪、雾闪、覆冰，露、霜、风等气候影响，或者是粉尘、废气、自然盐碱，灰尘，鸟粪，等污秽的污染对铁路供电设备尤其是绝缘子的产生的越来越大恶劣影响，高压绝缘子污闪事故可导致多个牵引变电所失电，甚至引起牵引供电系统振荡，使电网瓦解，造成大面积停电、铁路运行中断、停运等严重事故。电气化绝缘子闪络是导致电气化铁路跳闸故障的主要原因之一，绝缘子污闪对电气化铁路运行造成的危害最大，电气化铁路80％的事故是污闪事故，接触网50％的工作量是擦瓷瓶。电气化铁路几乎每一次大面积、长时间停电都是污闪事故造成的。这就使得给绝缘子清洗工作带巨大难度，污闪事故增加线路电损的无功消耗，每年接触网供电事故损失高达上亿元。高压绝缘子的防污闪已成为了当前国内外智能电网亟待解决的重大问题。

目前，铁路治理绝缘子瓷瓶污秽有几种方法；人工清理，轨道高压水抢清洗车、绝缘子污秽在线报警器，变电设备采用RTV涂料(包括PRTV涂料)来增加设备外绝缘的耐污闪能力时。国家电网采用高空机器人与直升飞机做绝缘子瓷瓶清洗工作，投入成本大效果不理想,特别在寒冷地区冬季绝缘子浮冰根本无法解决，造成事故隐患的存在，是国内外铁路，电力行业最大瓶颈突破的课题。

构建智慧的铁路愿景，就是要利用其更透彻的感知和度量、更全面的互联互通，以及更深入的智能化三大特点，实现智能信息的网络化，进而在整个铁路系统、机车车辆供电车务工务五大部门实现信息的互联和共享。提高行车安全视频及大数据预警可靠性，减少人工巡检劳动强度，降低维护成本是永远的目标。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的不足，提供一种安全可靠，能够通过自身结构清理伞裙上污物，减少人工清理的劳动强度的绝缘子，实现自清理方法以及自清理智能系统，本发明所采用的技术方案是：

绝缘子自清理实现方法，在绝缘子的绝缘芯棒上套设能在芯棒上自由旋转的伞裙护套，伞裙护套由风力或电力驱动旋转依靠离心力将附着于绝缘子表面的污物甩离脱落。

同时在伞裙护套上设螺旋状伞裙，螺旋状伞裙上套有呈螺旋状的清理刷，通过清理刷7沿螺旋状伞裙的螺旋自由上下清理绝缘子表面的污物。

一种自清理绝缘子，包括绝缘芯棒，在所述的芯棒上套设有能在芯棒上旋转的伞裙护套，且伞裙护套由驱动装置带动旋转。

所述驱动装置为设置在伞裙护套一端的叶片。

所述驱动装置结构为输入动力驱动机构，它包括固定在伞裙护套上的转动盘，固定在芯棒上的驱动盘，在所述的驱动盘上设有驱动电机。

所述的伞裙护套上还有螺旋状伞裙，螺旋状伞裙上套有呈螺旋状的清理刷且清理刷可以沿螺旋状伞裙的螺旋自由上下，所述的清理刷包括呈螺旋状的骨架，在所述的骨架上设有刷毛，在所述的骨架上一侧设有配重块，包括有将清理刷推送到伞裙位置的推送装置，在所述的绝缘芯棒上固定有安装罩，所述的推送装置固定在安装罩上，所述的推送装置包括固定在安装罩上的安装盘，在所述的安装盘上设有推动电磁铁，在推动电磁铁上设有推送盘，在所述的安装罩开口位置设有海绵圈，在所述的海绵圈上设有缺口，所述的配重块置于缺口内，在所述的安装盘上设有能使转动盘停止旋转的刹车电磁铁。

在所述的驱动盘上设有由转动盘带动的发电机，在所述的驱动盘上设有能使转动盘停止旋转的刹车电磁铁，所述的转动盘为齿轮，所述的驱动电机活动设置在驱动盘上，在所述的驱动盘上设有使驱动电机进入工作位的离合电磁铁，在所述的安装罩上设有锁扣电磁铁。

在所述的芯棒和伞裙护套之间设有供伞裙护套旋转的轴承，所述的轴承为陶瓷轴承，所述的芯棒材质采用钢化玻璃、高强瓷、复合材料玻璃钢，伞裙护套聚四氟乙烯PTFE材料。

自清理绝缘子构建的一种绝缘子自清理智能系统，于包括自清理绝缘子，并在自清理绝缘子上安装有：温度传感器，主要对区间天气温度变化信息回传监测；下雨传感器，主要利用雨水启动毛刷对绝缘子的清洗工作；风力传感器，对绝缘子安装现场风力大小进行监测；风力发电机，石墨烯锂电池的电压监控；且上述各传感器均接入主控CPU，主控CPU又与自清理绝缘子上伺服驱动器以及磁铁控制电路相连来控制伺服电机和电磁铁驱动清理刷工作。

在自清理绝缘子上还装有：高清摄像头、云台、光线传感器、聚光灯以及无线通讯模块并均接入主控CPU，主控CPU又与自清理绝缘子上伺服驱动器以及磁铁控制电路相连来控制伺服电机和电磁铁驱动清理刷工作。

采用上面结构的绝缘子，由于伞裙护套套设在芯棒上却能旋转，通过伞裙护套的旋转产生的离心力将吸附在伞裙上的污物甩出伞裙护套，起到自清理的功能，为了使伞裙护套能够旋转，在伞裙护套上设有叶片，通过风力带动叶片实现伞裙护套的旋转，既能实现自清理又环保；设置驱动电机，在没有风能的情况下驱动电机可以提供伞裙护套旋转的动力；将伞裙设置成螺旋状，且设置螺旋状清理刷，通过伞裙护套的旋转使清理刷沿伞裙护套移动进行清理，使清理效果更好。配合该绝缘在的方法以及智能绝缘系统都将极大改善对绝缘子污闪的预防。

附图说明

图1为发明实施例1结构示意图。

图2为本发明实施例1爆炸图。

图3为本发明实施例2结构示意图。

图4为本发明实施例2爆炸图。

图5为本发明实施例3结构示意图。

图6为本发明实施例3爆炸图。

图7为本发明实施例3剖视图。

图8为本发明清理刷结构示意图。

图9自清理智能系统示意图。

具体实施方式

本发明提供一种绝缘子自清理实现方法，在绝缘子的绝缘芯棒上套设能在芯棒上自由旋转的伞裙护套，伞裙护套由风力或电力驱动旋转依靠离心力将附着于绝缘子表面的污物甩离脱落。

同时在伞裙护套上设螺旋状伞裙，螺旋状伞裙上套有呈螺旋状的清理刷，通过清理刷7沿螺旋状伞裙的螺旋自由上下清理绝缘子表面的污物。

依照上面的方法提出了一种自清理的绝缘子结构，下面根据附图的具体结构将该发明的不同实施例一一阐述：

实施例1：

如图1和图2所示包括芯棒1，芯棒1采用绝缘材料加工而成，在芯棒1外套设有伞裙护套2，伞裙护套2能在芯棒1上自由旋转，为了使伞裙护套2旋转顺畅，在芯棒1和伞裙护套2之间设置轴承15，该轴承也采用绝缘材料的陶瓷轴承，在伞裙护套2一端设置有叶片3，叶片3在风能作用下可以使伞裙护套2旋转，在引用铁路电网中时当火车通过时产生的风能就能时伞裙护套2转动，伞裙护套2旋转时产生的离心力将附着在伞裙2-1上的污物甩离伞裙2-1，从而达到自清理的效果。

实施例2：

如图3和图4所示在实施例1基础上在芯棒1固定驱动盘5，在驱动盘5上设置驱动电机6，在伞裙护套2上固定转动盘4，通过驱动电机6带动转动盘4实现伞裙护套2旋转，在没有风能的情况下可以采用该方式实现伞裙护套2的旋转。

其中转动盘4采用为齿轮，在驱动电机6上设有与转动盘4啮合的齿轮实现动力传输。该实施例中在驱动盘5上还可设置发电机12，发电机12上设有齿轮与转动盘4配合，在风力作用下伞裙护套2带动转动盘4旋转为发电机12提供动能发电，发电机12所产生的电能储存后使用在驱动电机6上，实现环保能源的利用。

为了使驱动电机6在不工作时不影响转动盘4旋转，即在不需要驱动电机6带动转动盘4旋转时驱动电机6上的齿轮能脱离转动盘4，驱动电机6活动设置在驱动盘5上，且在驱动盘5上设置离合电磁铁13，离合电磁铁13能够带动驱动电机6活动使驱动电机6上的齿轮脱离转动盘4或者和转动盘4啮合。

实施例3

如图5、图6和图7所示在实施例2的基础上设置清理刷7，将伞裙护套2的上伞裙2-1设置成螺旋状，清理刷7可同样设置成与伞裙2-1形状相匹配的螺旋状，还设置有推送装置，推送装置包括安装盘9-1，在安装盘9-1上设置推动电磁铁9-2，在推动电磁铁9-2上设有推送盘9-3，该实施例中推送装置需要固定，所以在芯棒1上固定有安装罩8，将安装盘9-1固定在安装罩8上，为了稳固可以在安装盘9-1和伞裙护套2之间设置轴承15，通过推动电磁铁9-2带动推送盘9-3将清理刷7送入伞裙2-1位置，这样在伞裙2-1旋转时清理刷7才能沿着伞裙2-1爬升，在清理刷7不工作的时候与伞裙2-1之间有一定距离，避免伞裙护套2在风力作用下旋转带动清理刷7爬升，所以在清理的时候推送装置才会启动。

采用该实施例的结构，除了采用实施例1和2中的离心力实现将附着在伞裙2-1上的污物甩离，实施例3中还设置清理刷7进行清理，平时清理刷7与伞裙2-1之间有间距，所以不会与伞裙2-1接触，通过推送装置将清理刷7推送到伞裙2-1所在位置，通过驱动电机6带动伞裙护套2旋转从而使清理刷7沿伞裙2-1爬升，通过清理刷7对伞裙护套2实现更彻底的清理，为了使清理刷7能沿伞裙护套2爬升，除了采用螺旋结构外在清理刷7上设置配重，如图8所示清理刷7包括呈螺旋状的骨架7-1和设置在骨架7-1上的刷毛7-2，骨架7-1上设有配重块7-3，当伞裙护套2旋转时由于配重块7-3的作用清理刷7总是保持不坐旋转运动，从而在螺旋状伞裙2-1的作用下使清理刷7沿着伞裙护套2爬升。

该实施例中为了使驱动电机6与转动盘4啮合时避免损伤齿轮，在安装盘9-1上设置刹车电磁铁11，通过刹车电磁铁11对转动盘4进行刹车从而时转动盘4停止转动，再通过离合电磁铁13使驱动电机6上的齿轮与转动盘4实现啮合。除了将刹车电磁铁11设置在安装盘9-1上，还可以将刹车电磁铁11安装在驱动盘5上对转动盘实施制动。

在该实施例中为了保护安装罩8内零件不受污染，在安装罩8开口部位设置海绵圈10，海绵圈10上设缺口10-1，配重块7-3置于缺口10-1内。在安装罩8上还设有锁扣电磁铁14来限制清理刷7活动，当清理刷7需要对伞裙2-1进行清理时锁扣电磁铁14解锁使清理刷7能在推送装置作用下进入工作位，海绵圈10可以有效阻挡外部环境对安装罩8内元器件的污染。

安装罩8和海绵圈10同样可使用在实施例1和2中，起到防止污染的作用。

上面各实施例中的芯棒1采用的材料为：钢化玻璃、高强瓷、复合材料玻璃钢；伞裙护套2聚四氟乙烯PTFE材料。同时伞裙护套2和芯棒1之间设置的轴承15采用陶瓷轴承。

除以上实施例外还包括不设置叶片3只通过驱动电机6的实施例的形式。上面各实施例中通过叶片3的风能驱动和通过驱动电机6的电能驱动统称为驱动装置。

该自清理绝缘子构建的一种绝缘子自清理智能系统，包括自清理绝缘子，并在自清理绝缘子上安装有：

温度传感器，主要对区间天气温度变化信息回传监测；

下雨传感器，主要利用雨水启动毛刷对绝缘子的清洗工作；

风力传感器，对绝缘子安装现场风力大小进行监测；

风力发电机，石墨烯锂电池的电压监控；

且上述各传感器均接入主控CPU，主控CPU又与自清理绝缘子上伺服驱动器以及磁铁控制电路相连来控制伺服电机和电磁铁驱动清理刷工作。

在自清理绝缘子上还装有：高清摄像头、云台、光线传感器、聚光灯以及无线通讯模块并均接入主控CPU，主控CPU又与自清理绝缘子上伺服驱动器以及磁铁控制电路相连来控制自清理绝缘子内伺服电机和电磁铁的工作。