一种变电站室内漏水检测机器人及检测方法与流程

本发明涉及巡视机器人技术领域，尤其是涉及一种变电站室内漏水检测机器人及检测方法。

背景技术：

变电站巡视机器人在变电站的应用日趋广泛，专用于户内设备的巡视机器人也已经推广普及，利用强大的图像识别技术，巡视机器人已经可以做到对多种类型的仪表读数自动识别，大幅降低了人力巡检的工作量，然而现有技术的巡视机器人还存在一些不足，尤其是户内设备专用的巡视机器人，仅仅专注于仪表的抄录与红外测温，不能充分发挥巡视机器人强大的数据分析功能，另一方面，户内设备的很多事故，都与外部环境因素的变化休戚相关，设备室内部漏水、小动物闯入等环境影响因素都是造成设备事故的重大成因，而现有技术中漏电传感器由于安装位置固定，很难监测到整个设备室的环境情况，如果能有设备，对设备室的漏水情况进行实时监测，将能极大地提高变电站户内设备的运行可靠性，防范事故的发生。

中国专利申请公开号cn105762685b，公开日为2018年05月08日，名称为“一种变电站巡视机器人”，发明公开了一种变电站巡视机器人，包括：轨道，其铺设在变电站中；实现对变电站电器原件的检测，且能及时处理电器原件过热的问题，有效的排出了变电站中的安全隐患。但是该专利仍无法检测内部漏水、小动物闯入等的问题，且该机器人只能在固定的轨道内进行运动，运动范围小。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术中的不足，提供一种结构简单，可以检测变电站内是否漏水和积水深度的变电站室内设备巡视机器人及检测方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种变电站室内设备巡视机器人，包括底座、驱动轮和驱动电机，所述底座上设有电刷安装板、推杆电机、检测电路、控制器和显示器，控制器与显示器电连接，所述检测电路包括依次串联的第一电刷、电源、电流表和第二电刷，所述电流表与控制器电连接，所述第一电刷和第二电刷设置在电刷安装板上；推杆电机的推杆与电刷安装板固定，电刷安装板与底座滑动连接。通过实施上述技术方案，可对变电站室内部漏水情况进行全面监测。机器人配置有第一电刷和第二电刷，一旦走过积水地面，两个电刷立即导电，电流表检测出检测电路通电，将信号传输给控制器，从而可瞬时检测出漏水情况，解决了漏水难以检测的问题。同时，电刷的高度可以通过推杆电机调整，通过升降电刷的高度，检测电刷是否导电，从而计算出该处的积水深度，电刷从底部运动到未导电位置，推杆电机移动的距离即为积水深度。并且将检测到的结果反馈到是后台系统。所述控制器为单片机等任意常规控制器，其只需要实现数据输入与输出、简单的基本运算并将结果显示在显示器上的基本功能即可，不需要任何附加功能，属于现有技术。

作为优选，所述底座上设有导轨机构，导轨机构包括若干个直线导轨和若干个导轨滑块，直线导轨和导轨滑块一一对应，导轨滑块与电刷安装板固定，直线导轨与底座固定，在对应的直线导轨和导轨滑块中，直线导轨与导轨滑块滑动连接。通过实施上述技术方案，可以使电刷上下移动更加稳定，积水深度测量更准确。

作为优选，所述电刷头部为金属毛刷结构，电刷安装板降到最低时，金属毛刷与地面接触。所述技术方案可以保证电刷与地面接触，且不会因为地面微小的不平损坏电刷。

作为优选，所述电刷安装板上设有电压检测头，所述底座上设有电压变，电压表与控制器电连接。通过实施上述技术方案，可以对积水内是否存在漏电进行检查，避免设备漏电导致积水内带电引起的安全隐患。

作为优选，所述底座上设有传感器安装板，传感器安装板上设有氨气传感器、红外热释电传感器和超声波发生器，所述氨气传感器与控制器电连接，所述红外热释电传感器与控制器电连接，所述超声波发生器与控制器电连接。通过实施上述技术方案，可对变电站设备室内部小动物闯入进行监测与驱离。利用氨气传感器与红外热释电传感器相结合，能较灵敏地检测出设备室内部是否由小动物进出，一旦检测到有小动物闯入，超声波发生器将打开，利用超声波驱赶小动物，利用巡视机器人不停移动，在移动过程中发出超声波，给小动物以动态追逐之感，增加驱赶效果。为了提升驱赶效果，超声波发生器声波功率不低于3w，频率宜在20-60khz之间扫频。

作为优选，还包括第二安装座，第二安装座上设有探头安装板和丝杆螺母，探头安装板上设有高清摄像头，高清摄像头与控制器电连接，所述底座上设有第一安装座、升降电机和若干个导杆，所述第一安装座上设有与第一安装座转动连接的升降丝杆，所述导杆与第二安装座滑动连接；所述升降电机的输出轴与升降丝杆连接，升降丝杆与丝杆螺母螺纹连接，丝杆螺母与第二安装座固定。通过实施上述技术方案，技术人员可以通过在后台通过高清摄像头查看变电站内的情况，对现场情况进行人工判断，决定是否需要出动排查队伍，减少无必要的现场出勤。

一种变电站室内漏水检测方法，包括以下步骤：

a.对电刷位置进行初始化，使电刷回到最低位置；

b.打开检测开关；

c.控制所述一种变电站室内设备巡视机器人进行巡逻；

d.检测电刷是否通电，若电刷通电，则判断此处积水，若电刷未通电，则判断此处未积水；

e.若判断结果为此处未积水，则重复c和d步骤；若判断结果为此处积水，则进行f步骤；

f.控制推杆电机运行，使电刷安装板向上抬升，直到电刷不通电；

g.记录电刷从通电到不通电过程中，推杆电机的运行距离，此距离记录为此处积水深度；

h.将积水深度传送到后台，并进行报警。

通过上述步骤，可以判断室内是否有积水从而判断是否存在漏水情况，同时还可以对积水处的深度进行检测，便于技术人员展开维修先的准备工作。

作为优选，包括以下步骤，处在步骤h之后：

i.对电刷位置进行初始化，使电刷回到最低位置；

j.关闭检测开关；

k.控制器读取电压表电压数值，将电压数值传送到后台。

通过上述步骤，可以在室内出现积水时，对积水进行电压检测，判断积水处是否存在漏电情况，避免技术人员维修时出现触电情况。

作为优选，还包括以下步骤：

l.利用氨气传感器和红外热释电传感器判断配电室内是否有小动物；

m.若上述l步骤中判断有小动物，则开启超声波发生器，发出超声波，将其驱离；若判断没有小动物则不开启超声波发生器。

通过上述步骤，可以判断室内是否有小动物进入，并且根据判断结果打开超声波发生器对小动物进行驱赶。小动物胡释放微量的氨气，通过氨气传感器可以捕捉到，同时配合红外热释电传感器判断是否有移动热源，两者结合可以提高判断的准确性。

本发明的有益效果是：（1）可以检测室内是否漏水积水；（2）可以检测积水深度；（3）可以检测是否有小动物闯入并对其进行驱赶；（4）可以通过机器人远程查看变电站内各处情况；（5）可以对积水内是否带电进行检测。

附图说明

图1是本发明的主视图;

图2是本发明的左视图;

图3是本发明的后视图。

图中：底座1、驱动轮2、电刷安装板3、第一电刷3.1、第二电刷3.2、推杆电机4、导轨机构5、直线导轨5.1、导轨滑块5.2、传感器安装板6、升降电机7、第一安装座8、导杆9、升降丝杆10、电压检测头11、第二安装座12、探头安装板13、高清摄像头14。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述：

实施例1：

如图1、图2和图3所示，一种变电站室内设备巡视机器人，包括底座1、驱动轮2和驱动电机，所述底座1上设有电刷安装板3、推杆电机4、检测电路、控制器和显示器，所述检测电路包括依次串联的第一电刷3.1、电源、电流表和第二电刷3.2，所述电流表与控制器电连接，所述第一电刷3.1和第二电刷3.2设置在电刷安装板3上；推杆电机4的推杆与电刷安装板3固定，电刷安装板3与底座1滑动连接，所述电刷安装板3上设有第一电刷3.1和第二电刷3.2。通过实施上述技术方案，可对变电站室内部漏水情况进行全面监测。机器人配置有第一电刷3.1和第二电刷3.2，一旦走过积水地面，两个电刷立即导电，电流表检测出检测电路通电，将信号传输给控制器，从而可瞬时检测出漏水情况，解决了漏水难以检测的问题。同时，电刷的高度可以通过推杆电机4调整，通过升降电刷的高度，检测电刷是否导电，从而计算出该处的积水深度，电刷从底部运动到未导电位置，推杆电机移动的距离即为积水深度。并且将检测到的结果反馈到是后台系统。杆电机移动的距离即为积水深度。并且将检测到的结果反馈到是后台系统。所述控制器为单片机等任意常规控制器，其只需要实现数据输入与输出、简单的基本运算并将结果显示在显示器上的基本功能即可，不需要任何附加功能，属于现有技术。

所述底座1上设有导轨机构5，导轨机构5包括若干个直线导轨5.1和若干个导轨滑块5.2，导轨滑块5.2与电刷安装板3固定，直线导轨5.1与底座1固定，直线导轨5.1和导轨滑块5.2一一对应，在对应的直线导轨5.1和导轨滑块5.2中，直线导轨5.1与导轨滑块5.2滑动连接。通过实施上述技术方案，可以使电刷上下移动更加稳定，积水深度测量更准确。

所述底座1上设有传感器安装板6，传感器安装板6上设有环境温湿度传感器、臭氧传感器、负离子传感器和控制器，所述环境温湿度传感器与控制器电连接，所述臭氧传感器与控制器电连接，所述负离子传感器与控制器电连接。通过实施上述技术方案，可以全面监测设备室环境温湿度，避免结露或高温引发的次生事故。同时可以检测配电室内的臭氧浓度、负离子浓度，通过数据计算与分析，判断配电室内是否存在漏电的情况。并且将检测到的结果反馈到是后台系统。所述控制器为常规的控制器，仅进行简单的数据计算和信号输入与输出。

所述传感器安装板6上设有氨气传感器、红外热释电传感器和超声波发生器，所述氨气传感器与控制器电连接，所述红外热释电传感器与控制器电连接，所述超声波发生器与控制器电连接。通过实施上述技术方案，可对变电站设备室内部小动物闯入进行监测与驱离。利用氨气传感器与红外热释电传感器相结合，能较灵敏地检测出设备室内部是否由小动物进出，一旦检测到有小动物闯入，超声波发生器将打开，利用超声波驱赶小动物，利用巡视机器人不停移动，在移动过程中发出超声波，给小动物以动态追逐之感，增加驱赶效果。为了提升驱赶效果，超声波发生器声波功率不低于3w，频率宜在20-60khz之间扫频。

还包括第二安装座12，第二安装座12上设有探头安装板13和丝杆螺母，探头安装板13上设有高清摄像头14，高清摄像头14与控制器电连接，所述底座1上设有第一安装座8、升降电机7和若干个导杆9，所述第一安装座8上设有与第一安装座8转动连接的升降丝杆10，所述导杆9与第二安装座12滑动连接；所述升降电机7的输出轴与升降丝杆10连接，升降丝杆10与丝杆螺母螺纹连接，丝杆螺母与第二安装座12固定。通过实施上述技术方案，技术人员可以通过在后台通过高清摄像头14查看变电站内的情况，对现场情况进行人工判断，决定是否需要出动排查队伍，减少无必要的现场出勤。

所述探头安装板13上设有第一转轴13.1和第二转轴13.2，第一转轴13.1与第二安装座12转动连接，第二转轴13.2与第二安装座12转动连接，第一转轴13.1和第二转轴13.2的轴线处于同一直线上，所述第二安装座12上设有转动电机15，所述转动电机15输出轴与第一转轴13.1连接。通过实施上述技术方案，可以调整摄像头高度和角度，便于观察。

所述探头安装板13上设有照明灯和红外摄像头，红外摄像头与控制器电连接。通过实施上述技术方案，可以增加观察的清晰度和准确性，红外摄像头可以检测到局部过热的情况，与漏电检测结合，可以更加准确判断漏电情况。

实施例2：

在实施1中所述的技术内容的基础上实施以下技术内容，一种变电站室内漏水检测方法，包括以下步骤：

a.对电刷位置进行初始化，使电刷回到最低位置；

b.打开检测开关；

c.控制所述一种变电站室内设备巡视机器人进行巡逻；

d.检测电刷是否通电，若电刷通电，则判断此处积水，若电刷未通电，则判断此处未积水；

e.若判断结果为此处未积水，则重复c和d步骤；若判断结果为此处积水，则进行f步骤；

f.控制推杆电机4运行，使电刷安装板3向上抬升，直到电刷不通电；

g.记录电刷从通电到不通电过程中，推杆电机4的运行距离，此距离记录为此处积水深度；

h.将积水深度传送到后台，并进行报警。

通过上述步骤，可以判断室内是否有积水从而判断是否存在漏水情况，同时还可以对积水处的深度进行检测，便于技术人员展开维修先的准备工作。

作为优选，包括以下步骤，处在步骤h之后：

i.对电刷位置进行初始化，使电刷回到最低位置；

j.关闭检测开关；

k.控制器读取电压表电压数值，将电压数值传送到后台。

通过上述步骤，可以在室内出现积水时，对积水进行电压检测，判断积水处是否存在漏电情况，避免技术人员维修时出现触电情况。

作为优选，还包括以下步骤：

l.利用氨气传感器和红外热释电传感器判断配电室内是否有小动物；

m.若上述l步骤中判断有小动物，则开启超声波发生器，发出超声波，将其驱离；若判断没有小动物则不开启超声波发生器。

通过上述步骤，可以判断室内是否有小动物进入，并且根据判断结果打开超声波发生器对小动物进行驱赶。小动物胡释放微量的氨气，通过氨气传感器可以捕捉到，同时配合红外热释电传感器判断是否有移动热源，两者结合可以提高判断的准确性。

通过本发明可对变电站室内设备的重要环境隐患进行实时监控、对难以杜绝的小动物入侵隐患可起到有效的防范作用，还能对设备是否隐患给出预警，具体有益效果在于：

第一，可对变电站设备室内部漏水因素进行全面监测。变电站设备室门窗或屋顶漏雨漏水，造成的设备闪络跳闸事故很多，本发明充分利用巡视机器人多点移动作业的特点，一旦走过积水地面，两个电刷间立即导电，从而可瞬时检测出漏水情况，并且坚持积水深度，解决了漏水难以检测的问题。

第二，可对变电站设备室内部小动物闯入进行监测与驱离。本发明利用氨气传感器与热释电传感器结合，就能较灵敏地检测出设备室内部是否由小动物进出，同时还设置了超声波发生器，利用超声波驱赶小动物，效果好成本低。利用巡视机器人不停移动，在移动过程中发出超声波，给小动物以动态追逐之感，增强驱赶效果。

第三，可全面监测设备室环境温湿度，避免结露或高温引发的次生事故。本发明利用巡视机器人的移动作业特点，使其具备多点检测环境温湿度的能力，从而避免任何一个温湿度高点未被发现。

第四，本发明采用臭氧传感器和负离子传感器，通过检测设备室环境臭氧与负离子浓度，就能预计设备室内部设备的整体绝缘情况，放电会导致空气中臭氧与负离子浓度提高，通过经验公式将测得的臭氧以及负离子浓度经过环境温湿度数据的计算对比，就能大致分析出设备是否存在闪络事故的隐患。