高压输变电设备悬挂异物的非接触激光清除装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种高压输变电设备悬挂异物的非接触激光清除装置，该装置以激光作为能量，在地面从较远距离，用激光异物清除装置发射的激光束照射异物，在异物上形成激光烧蚀(或切割)区，通过激光清除装置支架(或运载平台)以及激光清除装置的移动与控制平台，监测并调节烧蚀区域位置，完成对异物的整体烧蚀,或分割(或切割)成碎片(或碎段)，将异物去除，实现高压输变电设备悬挂异物的非接触带电清除。使用该装置进行异物清除，设备不接触高压输电导线或设备，作业人员不进入高压强电场，作业安全，对提高输变电设备的供电可靠性和确保检修人员的作业安全具有重要的理论意义和重大的工程实用价值。
【专利说明】高压输变电设备悬挂异物的非接触激光清除装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种异物清除装置，特别涉及一种用于高压输变电设力备悬挂异物的非接触激光清除装置。
【背景技术】
[0002]风筝线、录音带、塑料布、帆布、广告条幅、烟花爆竹残余物等异物2，缠绕、悬挂在高压输电线路导线I上，极易造成高压输变电设备发生单相接地、相间短路等故障，严重时还可能造成电网大面积停电事故，必须及时清除这些异物。
[0003]传统清除悬挂异物，采用接触式的方法，或停电作业，或带电作业。采用停电后检修人员出线处理既增加了停电次数及时间，还会给企业和社会造成巨大的经济损失。现在很多省市都致力等电位带电作业处理方法和设备的研究，形成了喷灯燃烧法、绳索挂钩法、等电位软梯法、操作杆摘取法、绝缘斗臂车等带电异物处理方法，但这些方法，都属于机械接触方式，机器设备或检修人员需要接触输变电设备，对线路具有一定程度的破坏性，人员和设备进入输变电设备导、地线的强电场内，安全风险大。
实用新型内容
[0004]有鉴于此，本实用新型提供一种高压输变电设力备悬挂异物的非接触激光清除装置，该装置以激光作为能量，在地面8从较远距离，用激光异物清除装置5发射的激光束4照射异物，完成对异物的整体烧蚀，或分割(或切割)成碎片(或碎段)，将异物去除，实现高压输变电设备悬挂异物的非接触带电清除。
[0005]本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的，高压输变电设备悬挂异物的非接触激光清除装置，包括支架7、设置在支架上的移动与控制平台6和设置在移动与控制平台上的激光异物清除装置5 ;所述激光异物清除装置5包括激光器51、激光电源511、光学发射与监测系统54和监控系统9，所述光学发射与监测系统54包括扩束聚焦系统52、望远系统53，所述激光器51通过光纤与扩束聚焦系统52连接，所述扩束聚焦系统52的光轴与望远系统53的光轴平行，所述望远系统53设置在移动与控制平台上，所述监控系统9分别与望远系统、激光电源、移动与控制平台连接，所述激光电源由外部电源56供电。
[0006]进一步，还包括开闭机构，所述开闭机构包括设置在光学发射与检测系统中的开闭控制机构、设置在激光电源中的激光开闭机构和设置在监控系统中的监控系统开闭机构。
[0007]由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点:
[0008]使用该装置进行异物清除，设备不接触高压输电导线或设备，作业人员不进入高压强电场，作业安全，对提高输变电设备的供电可靠性和确保检修人员的作业安全具有重要的理论意义和重大的工程实用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细描述，其中:
[0010]图1为高压输电线悬挂异物非接触式激光清除方法原理图；
[0011]图2为激光异物清除装置结构图；
[0012]图3为激光安全使用控制框图；
[0013]其中，1、高压输电线路导线；2、悬挂异物；3、激光烧蚀区；4、激光束；5、激光异物清除装置；6、移动与控制平台；7、支架；8、地面；9、监控系统；51、激光器；52、扩束聚焦系统；53、望远系统；54、光学发射与监测系统；511、激光电源；512、光纤；513、激光束；532、望远系统光轴；519、激光开闭机构；549、发射开闭控制机构；101、监控系统开闭机构。
【具体实施方式】
[0014]以下将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本实用新型，而不是为了限制本实用新型的保护范围。
[0015]传统的高压输变电设备悬挂异物的处理，需要投入较多的人力和物力，且存在作业程序复杂、作业时间长、作业人员体力消耗大、安全可靠性低等诸多问题。
[0016]针对传统高压输变电设备悬挂异物清除方式的缺陷，本实用新型提供一种非接触激光清除装置，该装置以激光作为能量，在地面8从较远距离，用激光异物清除装置5发射的激光束4照射异物，在异物上形成激光烧蚀区3 (或切割区)，通过支架7 (或运载平台)以及激光清除装置的移动与控制平台6，监测并调节烧蚀区域位置，完成对异物的整体烧蚀，或分割(或切割)成碎片(或碎段)，将异物去除，实现高压输变电设备悬挂异物的非接触带电清除。
[0017]所述移动与控制平台6设置在支架7上，所述激光异物清除装置5设置在移动与控制平台6上，所述激光异物清除装置5包括激光器51、激光电源511、光学发射与监测系统54和监控系统9，所述光学发射与监测系统54包括扩束聚焦系统52、望远系统53，所述望远系统53设置在移动与控制平台上，所述监控系统9分别与望远系统、激光电源、移动与控制平台连接。
[0018]所述激光电源511由外部电源56提供电能，转换成激光器激励或泵浦所需的电压、电流和(或)脉冲驱动电信号；激光器在激光电源驱动或激励下，或借助于其它方式泵浦，发出与之相对应波长的激光束513。激光器是否输出激光以及输出激光的强度可以控制，比如由监控系统9输出的强度信息控制。激光器波长优先选用红外激光器。激光器种类可优选光纤激光器、半导体激光器、气体激光器、固体激光器。激光的最低功率与所要清除的异物对象有关、与异物悬挂高度有关，优选在50瓦至1000瓦范围。
[0019]激光器51输出激光束513优选(但不限于)由光纤512引入到扩束聚焦系统52或者叫激光清除装置光学发射头，变换成光束直径适中、光束发散角小的激光烧蚀光束，其目的是降低在异物烧蚀处的光斑尺寸，集中激光束的能量，以便使用更小功率的激光器，降低造价和易于便携。
[0020]激光束4是否打到待清除的异物上、打到的具体位置以及烧蚀情况，由望远系统监测。监测信号优先选择(但不限于)由CCD或摄像系统转换成烧蚀区域图像信息531，送入监控系统显示，便于作业人员观测并调节烧蚀区域位置。采用轴平行方式设计，使监测用望远系统光轴532与扩束聚焦系统的光轴(与激光束4重合)平行，优选垂直的上下或水平的左右布置。扩束聚焦系统52和望远系统53构成激光异物清除装置的光学发射与监测系统54。光学发射与监测系统优先选择放置安装于移动与控制平台6上，移动与控制平台再搭载到支架7 (运载平台)上。
[0021]望远系统用于观测激光束对异物的瞄准情况、监视烧蚀区域位置和烧蚀情况，作业人员通过移动与控制平台6调节发射激光束的方位或(和)位置，瞄准异物、调节烧蚀区域位置，实现异物的清除。移动与控制平台至少具备垂直(俯仰)旋转和水平旋转功能，用于调节烧蚀区域位置，要求很高的旋转角度分辨率(比如，折合到烧蚀区域的移动分辨率达到烧蚀光斑的1/2或更高)，也可增加垂直或水平平动功能。增加平动功能后，旋转功能主要用于大范围调节烧蚀区域位置(比如1mm数量级的分辨率)，水平或垂直平动功能用于精确地调节烧蚀区域位置(比如0.1mm分辨率)。移动与控制平台优选电动平台，采用操作杆、键盘和鼠标控制，也可程序设定控制。
[0022]作为对本实施例的进一步改进，在激光异物清除装置中，设定激光安全使用控制功能，严格控制激光器的发光。
[0023]图3所示是激光安全使用控制功能框图。激光能烧蚀悬挂异物，如不当使用也可能造成其他危害，必须严格控制激光输出。
[0024]为了实现激光的安全使用控制，在光学发射与监测系统中设置发射开闭控制机构549、在激光电源中设置激光开闭机构519、在监控系统中设置监控系统开闭机构101，这些机构有专用开启钥匙，根据需要，可设置为同时开启才可能输出激光束4的模式。
[0025]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.高压输变电设备悬挂异物的非接触激光清除装置，其特征在于:包括支架(7)、设置在支架上的移动与控制平台(6)和设置在移动与控制平台上的激光异物清除装置(5);所述激光异物清除装置(5)包括激光器(51)、激光电源(511)、光学发射与监测系统(54)和监控系统(9)，所述光学发射与监测系统(54)包括扩束聚焦系统(52)、望远系统(53)，所述激光器(51)通过光纤与扩束聚焦系统(52)连接，所述扩束聚焦系统(52)的光轴与望远系统(53)的光轴平行，所述望远系统(53)设置在移动与控制平台上，所述监控系统(9)分别与望远系统、激光电源、移动与控制平台连接，所述激光电源由外部电源(56)供电。
2.根据权利要求1所述的高压输变电设备悬挂异物的非接触激光清除装置，其特征在于:还包括开闭机构，所述开闭机构包括设置在光学发射与检测系统中的开闭控制机构、设置在激光电源中的激光开闭机构和设置在监控系统中的监控系统开闭机构。
【文档编号】H02G1/02GK203932829SQ201420336395
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月23日 优先权日:2014年6月23日
【发明者】田树平, 刘昌文, 闫军, 陈建, 段长君, 齐铎, 霍峰, 薛彬, 王海生 申请人:内蒙古电力（集团）有限责任公司内蒙古超高压供电局, 天津大学