一种换流站阀厅地面水迹检测系统的制作方法

本发明涉及换流站阀厅水迹检测技术领域，尤其是涉及一种换流站阀厅地面水迹检测系统。

背景技术：

换流站阀厅是超高压直流输电的核心，其内部换流阀的正常运行是确保清洁能源远距离安全输电的的关键。阀厅是由钢结构组成，形成密闭空间，内部的换流阀设备极为精密与昂贵，相对于传统交流输电设备而言，较为脆弱，因此常年维持在恒定的温度及湿度环境下运行。而阀厅渗漏水的情况则将直接威胁换流阀的正常运行，严重时造成设备短路，直流闭锁，引发火灾等事故。

渗漏水主要由两种情况，一种是由于阀厅材料的钢结构，随着年限的增长，可能存在锈蚀点，很难保证其顶部与周围的密闭性，雷雨天可能出现漏雨情况；另一种则是换流阀内冷水管路老化破裂，形成渗漏水。然而，这些渗漏水情况很难在第一时间发现，这是由于阀厅空间大，运维人员巡视通道高，距离地面约有10米，且阀厅环氧地坪清洁度高，反光严重，日常巡视，很难通过望远镜发现地面的轻微渗漏水情况。因此，需要一种检测阀厅地面水迹的机器人来解决此类问题。但运用于阀厅的机器人设备存在许多限制，如：阀厅内不允许无线通讯、与外界电磁屏蔽、电场强度高、电磁干扰严重等。

虽然现有阀厅已有巡视机器人的运用，如中国专利cn106695747a中公开的一种基于激光雷达的阀厅巡检方法以及巡检机器人，巡检方法包括：设置巡检机器人上固定的激光雷达的测量面垂直于地面；巡检机器人接受数据采集任务后沿预设轨道行驶，通过激光雷达对目标阀厅设备进行探测，并且通过定位装置获得机器人的位置信息，将参考数据和位置信息上报数据库；巡检机器人接受阀厅巡检任务后沿所述预设轨道行驶，从所述数据库中获取位置信息和参考数据，获得雷达数据作为实时数据，将此实时数据与所述参考数据比较，根据两者差距与预设阈值判断此位置信息对应的目标阀厅设备是否出现异常。该阀厅巡检方法和巡检机器人虽然可以有效检测阀厅设备是否出现异常，但其目的均是通过激光雷达监视阀组的异常情况，巡检路线单一，依靠激光雷达同样无法发现渗漏水现象。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种有效实现对阀厅内水迹的检测、可靠性高、实用性强的换流站阀厅地面水迹检测系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种换流站阀厅地面水迹检测系统，该系统安装在换流站阀厅内，其特征在于，所述的水迹检测系统包括水迹巡检机器人、机器人升降平台和机器人升降平台轨道；所述的机器人升降平台轨道沿垂直方向安装在换流站阀厅内；所述的机器人升降平台安装在机器人升降平台轨道上，与机器人升降平台轨道滑动连接；所述的巡检机器人通过机器人升降平台在换流站阀厅的巡视走廊与阀厅之间运动；所述的换流站阀厅的地面上设有巡检导引线，水迹巡检机器人沿巡检导引线进行巡检。

优选地，所述的水迹巡检机器人包括外壳、第一支架、第二支架、走行机构、轴承检测轮组、光电传感单元、强磁标识板、强磁拾取板、继电器、电磁铁和电源；

所述的第一支架和第二支架分别沿巡检机器人的前进方向设置在外壳的前端和后端；

所述的走行机构、光电传感单元和继电器分别与电源相连；

所述的走行机构安装在外壳的底部；所述的轴承检测轮组、光电传感单元和强磁拾取板分别安装在第一支架上，强磁拾取板安装在远离外壳的一侧，轴承检测轮组安装在靠近外壳的一侧，光电传感单元安装在轴承检测轮组与强磁拾取板之间；

所述的电磁铁安装在第二支架上；所述的强磁拾取板与电磁铁相连；所述的电磁铁还通过继电器与轴承检测轮组相连，通过轴承检测轮组控制电磁铁的通电和断电。

更加优选地，所述的走行机构包括车轮、电机驱动电路、驱动电机和光电循迹电路；所述的光电传感单元与光电循迹电路相连；所述的光电循迹电路与电机驱动电路相连；所述的电机驱动电路与驱动电机相连；所述的驱动电机的输出轴与车轮相连。

更加优选地，所述的水迹巡检机器人设有声光告警器和运动相机；所述的声光告警器和运动相机分别安装在外壳上，分别与电源相连进行供电；所述的声光告警器还与轴承检测轮组相连。

更加优选地，所述的强磁拾取板具体为磁性金属板或由钕铁硼磁铁制成的拾取板。

更加优选地，所述的机器人升降平台设有可升降挡板。

更加优选地，所述的光电传感单元包括第一光电传感子单元和第二光电传感子单元；

所述的第一光电传感子单元垂直于地面设置，位置与巡检导引线相对应；

所述的第二光电子单元平行于地面设置，位置与可升降挡板的位置相对应。

更加优选地，所述的强磁标识板包括彩色塑料底板和钕铁硼磁铁；所述的强磁标识板在未掉落状态时，彩色塑料底板的一端与电磁铁相连，另一端与钕铁硼磁铁相连。

更加优选地，所述的强磁标识板设有遇水显色布；所述的遇水显色布与钕铁硼磁铁相连；当水迹巡检机器人在换流站阀厅内巡检时，遇水显色布与换流站阀厅的地面相接。

更加优选地，所述的轴承检测轮组包括绝缘固定杆、第一微型轴承组和第二微型轴承组；

所述的第一微型轴承组和第二微型轴组承交错设置在绝缘固定杆上；

所述的第一微型轴承组具体为：轴承组中的单个轴承由内外两圈金属圆环与中间层若干金属滚珠组成，各个轴承间由薄膜导电片相连接，组成一个导电体；

所述的第二微型轴承组具体为：轴承组中的单个轴承由内外两圈金属圆环与中间层若干金属滚珠组成，各个轴承间由薄膜导电片相连接，组成另一个导电体；

所述的第一微型轴承组和第二微型轴承组中单个轴承的宽度范围均为[1mm,3mm]；

所述的第一微型轴承组和第二微型轴承组之间的间距范围为[1mm,3mm]；

所述的轴承检测轮组的长度大于相邻两条巡检导引线之间的间距；

当水迹巡检机器人在换流站阀厅内巡检时，轴承检测轮组与换流站阀厅的地面相接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

一、有效实现对阀厅内水迹的检测：本发明中的水迹检测系统通过光电传感单元进行循迹，通过轴承检测轮组对巡检路径上的水迹进行检测，可以检测到1～3mm直径的微小水滴；并且在轴承检测轮组失灵时，强磁标识板虽然不会被放下，但由于巡视范围覆盖了整个阀厅地面，遇水显色布会沾有水分，相应部分会变色，以此依然可以判断阀厅地面是否确实存在水迹，通过轴承检测轮组与遇水显色布的配合，能够保证漏检率为零，有效实现对阀厅内水迹的检测，及时对阀厅内的渗漏水进行检修处理。

二、可靠性高：本发明中的水迹检测系统采用纯硬件形式，无需程序控制以及无线信息通信，在阀厅的强电池干扰、强光、环氧地坪亮面环境下依然可以可靠运行；并且在阀厅环境中，巡检小车即便由于意外走出预定线路，也可以在后续行径过程中自动找到巡检路线返回升降平台，大大提高了水迹检测系统的可靠性。

三、实用性强：本发明中的水迹检测系统采用彩色塑料板来进行标识，当轴承检测轮组检测到水迹后，轮组的电阻远小于无穷小，驱动继电器的开闭，导致电磁铁消磁，强磁标识板落在水迹处以便后续检修人员寻找水迹，大大提高了检测系统的实用性。同时，纯硬件形式实现的巡检机器人成本低廉，可推广性强。

附图说明

图1为本发明中水迹巡检机器人的结构示意图；

图2为本发明中水迹巡检机器人进行巡检时的示意图；

图3为本发明中强磁标识板的结构示意图；

图4为本发明中轴承检测轮组的结构示意图。

图中标号所示：

1、换流站阀厅，2、水迹巡检机器人，3、机器人升降平台，4、机器人升降平台轨道，5、巡检导引线，201、外壳，202、第一支架，203、第二支架，204、走行机构，205、轴承检测轮组，206、光电传感单元，207、强磁标识板，208、强磁拾取板，209、声光告警器，210、运动相机，2051、绝缘固定杆，2052、第一微型轴承组，2053、第二微型轴承组，2071、彩色塑料底板，2072、钕铁硼磁铁，2073、遇水显色布。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

一种换流站阀厅地面水迹检测系统，其结构如图1和图2所示，包括包括水迹巡检机器人2、机器人升降平台3和机器人升降平台轨道4，机器人升降平台轨道4沿垂直方向安装在换流站阀厅1内，机器人升降平台3安装在机器人升降平台轨道4上，与机器人升降平台轨道4滑动连接，巡检机器人2通过机器人升降平台3在换流站阀厅1的巡视走廊与阀厅之间运动，换流站阀厅1的地面上设有巡检导引线5，水迹巡检机器人2沿巡检导引线5进行巡检。

水迹巡检机器人2包括外壳201、第一支架202、第二支架203、走行机构204、轴承检测轮组205、光电传感单元206、强磁标识板207、强磁拾取板208、继电器、电磁铁和电源，第一支架202和第二支架203分别沿巡检机器人2的前进方向设置在外壳201的前端和后端，走行机构204、光电传感单元207和继电器分别与电源相连，走行机构204安装在外壳201的底部，轴承检测轮组205、光电传感单元206和强磁拾取板208分别安装在第一支架202上，强磁拾取板208安装在远离外壳201的一侧，轴承检测轮组205安装在靠近外壳201的一侧，光电传感单元206安装在轴承检测轮组205与强磁拾取板208之间，电磁铁安装在第二支架203上，强磁拾取板208与电磁铁相连，电磁铁还通过继电器与轴承检测轮组205相连，通过轴承检测轮组205控制电磁铁的通电和断电。

走行机构204包括车轮、电机驱动电路、驱动电机和光电循迹电路，光电传感单元206与光电循迹电路相连，光电循迹电路与电机驱动电路相连，电机驱动电路与驱动电机相连，驱动电机的输出轴与车轮相连。

本实施例中的光电循迹电路采用纯硬件循迹电路，能够完成循迹即可，通过光电循迹电路来对巡检导引线5进行循迹，实现巡检功能。

水迹巡检机器人2设有声光告警器209和运动相机210，声光告警器209和运动相机210分别安装在外壳201上，分别与电源相连进行供电，声光告警器209还与轴承检测轮组205相连。

强磁拾取板208具体为磁性金属板或由钕铁硼磁铁制成的拾取板。

机器人升降平台3设有可升降挡板。

光电传感单元206包括第一光电传感子单元和第二光电传感子单元，第一光电传感子单元垂直于地面设置，位置与巡检导引线5相对应，第二光电子单元平行于地面设置，位置与可升降挡板的位置相对应。

强磁标识板207的结构如图3所示，包括彩色塑料底板2071和钕铁硼磁铁2072，强磁标识板207在未掉落状态时，彩色塑料底板2071的一端与电磁铁相连，另一端与钕铁硼磁铁2072相连。

本实施例中的彩色塑料底板2071选用醒目的红色塑料底板。

强磁标识板207设有遇水显色布2073，遇水显色布2073与钕铁硼磁铁2072相连，当水迹巡检机器人2在换流站阀厅1内巡检时，遇水显色布2073与换流站阀厅1的地面相接。

轴承检测轮组205的结构如图4所示，包括绝缘固定杆2051、第一微型轴承组2052和第二微型轴承组2053，第一微型轴承组2052和第二微型轴承组2053交错设置在绝缘固定杆2051上。

其中，第一微型轴承组2052具体为：轴承组中的单个轴承由内外两圈金属圆环与中间层若干金属滚珠组成，各个轴承间由薄膜导电片相连接，组成一个导电体。

第二微型轴承组2053具体为：轴承组中的单个轴承由内外两圈金属圆环与中间层若干金属滚珠组成，各个轴承间由薄膜导电片相连接，组成一个导电体。

第一微型轴承组2052和第二微型轴承组2053中单个轴承的宽度范围均为[1mm,3mm]，所述的第一微型轴承组2052和第二微型轴承组2053之间的间距范围为[1mm,3mm]。

轴承检测轮组205的长度大于相邻两条巡检导引线5之间的间距，保证机器人在巡视阀厅时，轴承检测轮组205检测的范围能覆盖整个阀厅。轴承检测轮组205贴地运行，正常时，第一微型轴承组2052和第二微型轴承组2053两组导体无接触，电阻接近无穷大，经过水迹时，任意两个及以上轴承接触到水时，第一微型轴承组2052和第二微型轴承组2053相接触，电阻远远小于无穷大。

当水迹巡检机器人2在换流站阀厅1内巡检时，轴承检测轮组205与换流站阀厅1的地面相接。

本实施例中水迹检测系统的工作原理具体为：

水迹巡检机器人2通过运维人员在机器人升降平台3中投放，当机器人升降平台3沿机器人升降平台轨道4到达阀厅地面后，自动将可升降挡板落下，水迹巡检机器人2开始根据巡检路线检测水迹，巡视过程由运动相机210全程记录。巡视完成后自动回到升降平台，返回运维人员手中便于后期维护。检测水迹主要由轴承检测轮组205构成，当水迹被检测到后，水迹巡检机器人2自动放下强磁标识板207，并触发声光告警，后续检修处理缺陷过程中，检修人员根据标识板的位置定位阀厅内的渗漏水位置。正常巡视过程中，强磁标识板207与轴承检测轮组205随机器人贴地前进，若全程巡视结束后，轴承检测轮组205未检测到水迹，则强磁标识板207会随机器人一同带离场地。在强磁标识板207的底部贴地面处，附有遇水显色布2073，若巡视过程中专用轴承检测轮组出现漏检或故障等情况，而阀厅地面实际又存在水迹，则在机器人返回后，运维人员可通过观察强磁标识板207贴地面变色情况，判断阀厅内真实的渗漏水状态。若强磁标识板已留在阀厅地面作标记，则下次机器人巡视时，到达标记处会通过强磁拾取板208自动拾取强磁标识板207。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。