一种复合绝缘子清扫及探伤装置的制作方法

1.本发明属于线缆维护装置技术领域，特别涉及一种复合绝缘子清扫及探伤装置。


背景技术：

2.绝缘子是输电线路的重要组成部分，在输电线路中起着机械支撑和电气绝缘的作用，绝缘子的安全可靠是输电线路运行安全的重要保障。作为三大主要的绝缘子种类之一，复合绝缘子因具有加工成本低廉、运输方便等特点得到了广泛的应用。对于在运的复合绝缘子，界面处的老化和表面的积污属于需要运维人员需要重点关注的两大方面，一旦界面出现老化，容易出现端部异常发热、掉线掉串等电力事故，一旦表面出现污秽严重，容易出现污闪。
3.对于污闪的预防，在现有的电力运维方法中，通常采用由人工清扫的方法去除绝缘子表面积污，尽管也有一些清扫机器人，但是往往结构复杂、设备笨重，难以在实际工程实践中推广应用。对于复合绝缘子的老化，现有技术则通常采用抽取部分在运绝缘子之后进行界面解剖、界面成分分析等方法进行评估，这种方法操作流程长、人力成本大且评估不具有及时性，不能及时指导电力运维。也有一些是采用超声波探伤装置进行人工探伤，清扫和探伤分别进行，操作不便利。工程实践中，更需要一种集清扫与探伤为一体，结构简洁、操作简便、精准可靠的复合绝缘子运维装置。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种复合绝缘子清扫及探伤装置，从而解决现有复合绝缘子自动化清扫装置结构复杂，清扫与探伤采用不同设备、操作繁琐的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种复合绝缘子清扫及探伤装置，包括可伸缩机械臂、清扫装置和探伤装置，所述可伸缩机械臂一端为手持端、另一端为操作端，所述清扫装置和所述探伤装置分别设于所述操作端，且相互间隔20~50cm。
6.优选的，所述清扫装置包括v形清扫头和电机，所述v形清扫头包括v形壳体和刷毛，所述v形壳体的闭合端与所述可伸缩机械臂可拆卸式固定，所述电机设于所述v形壳体内，所述刷毛成束设于所述v形壳体的内侧面，并间隔设置多束，每一束所述刷毛分别固定在转盘上，所述转盘设于所述v形壳体内，所述刷毛贯穿出所述v形壳体的内侧面，所述转盘外周为齿状，所述电机通过传动装置带动所述转盘转动，从而带动所述刷毛转动。
7.优选的，所述v形壳体内还设有电池，所述v形壳体外侧设有太阳能电池板，所述电池用于给所述电机供电，所述太阳能电池板将太阳能转换成电能并存储至所述电池。
8.优选的，所述电池为锂离子电池。
9.优选的，所述v形壳体的夹角为5
o-20o。
10.优选的，所述探伤装置包括凸台形壳体、锂离子电池、信号发生与采集单元和夹持固定部，所述凸台形壳体通过所述夹持固定部与所述可伸缩机械臂可拆卸式固定，所述锂离子电池设于所述凸台形壳体内，所述信号发生与采集单元设于所述凸台形壳体的顶端、
远离所述夹持固定部一端，所述信号发生与采集单元用于向绝缘子护套处发射探伤信号并回采。
11.优选的，所述信号发射与采集单元包括太赫兹波探头和信号处理采集卡。太赫兹波探头用于发射太赫兹波，发射的太赫兹波频率不低于2 thz，信号处理采集卡用于接收反射的太赫兹波并进行信号处理，处理后的信号输送至中央处理单元。
12.优选的，所述凸台形壳体上还设有中央处理单元、蜂鸣器和信号灯，所述中央处理单元用于对回采数据进行分析与处理，当回采数据超过阀值，则启动所述蜂鸣器和/或信号灯。
13.优选的，所述可伸缩机械臂的手持端设有人工交互单元，所述人工交互单元包括伸缩开关、清扫开关、探伤开关和触摸屏式缺陷记录单元，所述伸缩开关用于控制所述可伸缩机械臂的伸缩，所述清扫开关用于控制所述清扫装置的启停，所述探伤开关用于控制所述探伤装置的启停，所述触摸屏式缺陷记录单元包括输入输出模块、存储模块和中央处理模块，所述输入输出模块用于输入待测复合绝缘子所在铁塔塔号信息，以及所述探伤装置发出的缺陷信号，输出缺陷记录结果，所述存储模块用于储存输入和输出数据，所述中央处理模块用于实现输入输出模块和存储模块的控制。
14.优选的，所述可伸缩机械臂的手持端为倾斜状，所述手持端末端还固定有手臂固定杆，所述手臂固定杆上设有手臂夹环。
15.与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：1. 本发明的复合绝缘子清扫及探伤装置，采用轻量且便携的可伸缩机械臂，并在机械臂末端集成了绝缘子清扫装置和探伤装置，可以实现对绝缘子内部缺陷的精准识别和检测，同时实现绝缘子表面污秽的高效清扫，相比于现有的机器人式结构，大大减轻了结构重量和降低了操作难度，可更好地满足复合绝缘子的运维需求。同时，清扫和探伤装置工作功耗低，无需额外电源，采用内置电池和太阳能电池板即可正常工作，减少了对电源的依赖且也减轻了装置的整体重量，装置整体结构更简洁、易操作、易推广。
16.2.本发明的探伤装置采用太赫兹波进行内部缺陷探测，精准可靠，可以实现对复合绝缘子界面缺陷的精准探测，无需取下绝缘子即可实现对在运绝缘子老化的实时预警，有效避免因界面老化引发的端部异常发热、掉线、掉串等电力事故的发生。
附图说明
17.图1是根据本发明的结构示意图。
18.图2是根据本发明清扫装置的结构示意图。
19.图3是清扫装置中成束刷毛的结构示意图。
20.图4是根据本发明探伤装置的结构示意图。
21.图5是根据本发明人工交互单元的结构示意图。
22.图6是根据本发明的使用状态参考图。
23.主要附图标记说明：1、可伸缩机械臂；11、手持端；12、操作端；2、清扫装置；21、v形清扫头；211、v形壳体；212、刷毛；213、转盘；3、探伤装置；31、凸台形壳体；32、锂离子电池；33、信号发生与采集
单元；34、夹持固定部；35、中央处理单元；36、蜂鸣器；37、信号灯；4、电机；5、电池；6、太阳能电池板；7、人工交互单元；71、伸缩开关；72、清扫开关；73、探伤开关；74、触摸屏式缺陷记录单元；8、手臂固定杆；9、手臂夹环；10、复合绝缘子。
具体实施方式
24.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
25.如图1所示，一种复合绝缘子10清扫及探伤装置3，包括可伸缩机械臂1、清扫装置2和探伤装置3，所述可伸缩机械臂1一端为手持端11、另一端为操作端12，所述清扫装置2和所述探伤装置3分别设于所述操作端12，且相互间隔20~50cm。通过将清扫装置2和探伤装置3整合在可伸缩机械臂1上，在清扫复合绝缘子10的同时可对复合绝缘子10进行检测，有利于故障的及时发现及处理，降低电力的运维成本，避免因界面老化引发的端部异常发热、掉线、掉串等电力事故的发生。
26.具体的，所述清扫装置2包括v形清扫头21和电机4，所述v形清扫头21包括v形壳体211和刷毛212，所述v形壳体211的夹角为5o-20o。所述v形壳体211的闭合端与所述可伸缩机械臂1可拆卸式固定。可在所述v形壳体211的外端设置卡槽，将所述可伸缩机械臂1的末端插入卡槽后再通过螺栓或卡扣进一步固定。当然，也可以采用其它现有方式实现v形清扫头21与可伸缩机械臂1的可拆卸式固定。v形清扫头21与可伸缩机械臂1可拆卸式相连，方便更换。
27.结合图2-3，所述电机4设于所述v形壳体211内，所述刷毛212成束设于所述v形壳体211的内侧面，并间隔设置多束，每一束所述刷毛212分别固定在转盘213上，所述转盘213设于所述v形壳体211内，所述刷毛212贯穿出所述v形壳体211的内侧面，对应的，所述v形壳体211的内侧面也对应设置有供所述刷毛212贯穿的穿孔。转盘213外周为齿状，所述电机4通过传动装置带动所述转盘213转动，从而带动所述刷毛212转动。具体的，所述v形壳体211的两个面均为中空结构，v形壳体211的闭和端分别设有电机4容纳腔和连接部，所述电机4设于所述电机4容纳腔内，v形壳体211通过所述连接部与所述可伸缩机械臂1可拆卸式固定。所述电机4的输出轴通过传送轴分别向v形壳体211的两个面延伸，且传送轴的两端分别设有传动齿轮。每一束所述刷毛212都固定在一个转盘213上，所述转盘213通过传动装置与所述传动齿轮传动连接，即所述电机4可带动每一束所述刷毛212转动。当然，也可以采用其它现有方式实现成束刷毛212的转动。如设置两个或多个电机4分别带动等。
28.进一步地，所述v形壳体211内还设有电池5，所述v形壳体211外侧设有太阳能电池5板，所述电池5用于给所述电机4供电，所述太阳能电池5板将太阳能转换成电能并存储至所述电池5。所述电池5为锂离子电池。即本装置无需额外电源，采用内置电池5和太阳能电池5板即可正常工作，减少了对电源的依赖且也减轻了装置的整体重量。
29.结合图4，所述探伤装置3包括凸台形壳体31、锂离子电池32、信号发生与采集单元33、夹持固定部34、中央处理单元35、蜂鸣器36和信号灯37。所述凸台形壳体31通过所述夹持固定部34与所述可伸缩机械臂1可拆卸式固定，所述锂离子电池32设于所述凸台形壳体31内，所述信号发生与采集单元33设于所述凸台形壳体31的顶端、远离所述夹持固定部34一端，所述信号发生与采集单元33用于向绝缘子护套处发射探伤信号并回采。进一步地，所
述信号发射与采集单元包括太赫兹波探头和信号处理采集卡。太赫兹波探头用于发射太赫兹波，发射的太赫兹波频率不低于2 thz，信号处理采集卡用于接收反射的太赫兹波并进行信号处理，处理后的信号输送至中央处理单元35。所述中央处理单元35用于对回采数据进行分析与处理，当回采数据超过设定的阀值，则启动所述蜂鸣器36和或信号灯37。
30.结合图1和图5，所述可伸缩机械臂1的手持端11设有人工交互单元7，所述人工交互单元7包括伸缩开关71、清扫开关72、探伤开关73和触摸屏式缺陷记录单元74。所述伸缩开关71用于控制所述可伸缩机械臂1的伸缩，所述清扫开关72用于控制所述清扫装置2的启停，所述探伤开关73用于控制所述探伤装置3的启停。所述触摸屏式缺陷记录单元74包括输入输出模块、存储模块和中央处理模块，所述输入输出模块用于输入待测复合绝缘子10所在铁塔塔号信息，以及所述探伤装置3发出的缺陷信号，输出缺陷记录结果，所述存储模块用于储存输入和输出数据，所述中央处理模块用于实现输入输出模块和存储模块的控制。使用者在登塔之前输入待测复合绝缘子10所在铁塔的铁塔号，输入输出模块同时用于接收从所述探伤装置3通过设置于机械臂内部的信号传输线发送的上报信号，所述探伤装置3每探测到一个严重或显著缺陷，在发出蜂鸣和红灯警报的同时，向设置于手持端11上的触摸屏式缺陷记录单元74发送一个上报信号，该缺陷记录单元通过内部输入端口接收该上报信号并通过存储单元记录上报信号接收总数，并将总数通过输出模块在人工交互触摸屏上展示，进而在该铁塔上的复合绝缘子10探伤全部完成之后用户即可获得该杆塔上有严重缺陷的复合绝缘子10总数。
31.进一步地，结合图1和图6，所述可伸缩机械臂1的手持端11为倾斜状，所述手持端11末端还固定有手臂固定杆8，所述手臂固定杆8上设有手臂夹环9。使用时，将手臂夹环9夹在操作者的手臂上，以避免机械臂摇晃且减小手腕用力。所述可伸缩机械臂1的手持端11为倾斜状，更有利于固定和手持操作。
32.结合图6，本复合绝缘子10清扫及探伤装置3的使用方法为：使用者在登塔检测之前首先通过所述人工交互单元7的触摸屏式缺陷记录单元74的触屏输入待测复合绝缘子10所处的杆塔塔号信息，然后将复合绝缘子10清扫及探伤装置3携带至输电铁塔上复合绝缘子10附近处，通过手臂夹环9，将所述可伸缩机械臂1与操作者固定。按下伸缩开关71使得可伸缩机械臂1处于伸展状态，分别按下清扫开关72和探伤开关73对复合绝缘子10进行逐个伞裙的清扫和探伤，直至该铁塔上的所有复合绝缘子10均清扫及探伤完毕，结束作业之后记录复合绝缘子10清扫及探伤装置3的人工交互触摸屏上输出的该级铁塔有严重缺陷的复合绝缘子10总数。
33.综上所述，本装置可以实现对绝缘子内部缺陷的精准识别和检测，同时实现绝缘子表面污秽的高效清扫，且相比于机器人式结构，大大减轻了结构重量并降低操作难度，在机械臂末端集成了绝缘子清扫装置2和探伤装置3，清扫和探伤装置3工作功耗低，无需额外电源，减少了对电源的依赖且也减轻了装置的整体重量，同时探伤装置3采用太赫兹波进行内部缺陷探测，精准可靠，可以实现对复合绝缘子10界面缺陷的精准探测，有效避免因界面老化引发的端部异常发热、掉线、掉串等电力事故的发生。
34.前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应
用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。