一种变电站水平单联耐张绝缘子串带电检测车的制作方法

1.本发明涉及带电检测设备，尤其涉及一种变电站水平单联耐张绝缘子串带电检测车。


背景技术：

2.随着科技水平的提升，对高压输电系统安全性的要求也在不断提高。变电站是输电系统末端的重要设施，变电站的安全运行对于输电系统安全意义非凡。在变电站诸多电力设备中，绝缘子绝缘性能对整个变电站的安全运行有着重要的影响。经过长时间运行后，由于受到各种环境因素的影响，绝缘子会出现劣化现象。目前，普遍采用的检测方式需要操作人员攀爬至高空的桁架之上，手持检测工具检测，此种方法存在很大的安全风险。


技术实现要素：

3.本发明针对以上问题，提供了一种方便操作，提高效率和安全性的变电站水平单联耐张绝缘子串带电检测车。
4.本发明的技术方案为：包括检测车本体、感知系统、执行机构、供电系统和控制器，所述检测车本体活动连接在门型构架顶端的桁架上，所述感知系统、执行机构、供电系统和控制器分别设在检测车本体上，所述感知系统包括地标传感器、固态激光雷达和监控摄像头，所述地标传感器用于提供检测车本体停靠位置坐标，所述固态激光雷达用于为执行机构中的机械臂进行定位，所述监控摄像头用于对绝缘子串附近的环境和检测工具检测情况进行摄像；所述执行机构包括机械臂和设在机械臂上的夹爪，所述夹爪用于夹取检测工具，所述供电系统用于对感知系统、执行机构和控制器进行供电，所述控制器用于连接感知系统和执行机构；所述控制器用于与地面站实时通讯。
5.所述桁架呈三角形，所述检测车本体呈方形、且中间设有三角形空槽，所述桁架位于检测车本体的空槽内。
6.还包括行进机构，所述行进机构位于检测车本体的两端内侧，使得检测车本体活动连接在桁架上；所述供电系统用于行进机构进行供电，所述行进机构连接控制器。
7.所述桁架的两端对称设有c形轨道，所述行进机构包括伺服电机、电机减速机和滑轮，所述伺服电机通过电机减速机驱动滑轮，所述滑轮滑动位于轨道内。
8.所述轨道的底部设有卡具，所述卡具的底部具有卡槽，所述卡具通过卡槽连接在桁架上。
9.还包括导向机构，所述导向机构包括滑珠，所述滑珠位于检测车本体的两端内侧,
所述滑珠用于接触轨道的内侧。
10.所述供电系统包括48v电源和电压转换模块，所述电压转换模块用于将48v电源转换为24v和12v电源。
11.本发明在工作中，检测车本体沿着门型构架顶端的桁架移动，将绝缘子检测工具按照检测顺序依次放置在水平排列的各个耐张绝缘子串上。这种检测车移动速度快，抗倾覆能力强，检测效率高，工作人员可在地面遥控完成对绝缘子检测工具的取放工作，同时接收检测结果数据，提高了操作人员作业安全性和舒适性，提高了作业效率。
附图说明
12.图1是本发明的结构示意图，图2是检测车本体的结构示意图，图3是轨道的结构示意图，图4是本发明的控制框图；图中1是检测车本体，2是行进机构，3是固态激光雷达，4是监控摄像头，5是机械臂，6是夹爪，7是检测工具，8是轨道，9是卡具，10是滑珠，11是绝缘子串,12是桁架。
具体实施方式
13.本发明如图1-4所示，包括检测车本体1、行进机构2、感知系统、执行机构、供电系统和控制器，所述行进机构2、感知系统、执行机构、供电系统和控制器分别设在检测车本体上，所述桁架呈三角形，所述检测车本体1呈方形、且中间为三角形空槽，所述桁架位于检测车本体的空槽内。
14.所述行进机构2位于检测车本体的两端内侧，使得检测车本体活动连接在门型构架顶端的桁架12上，所述感知系统包括地标传感器、固态激光雷达3和监控摄像头4，所述地标传感器用于提供检测车本体停靠位置坐标，所述固态激光雷达3用于为执行机构中的机械臂进行定位，所述监控摄像头4用于对绝缘子串附近的环境和检测工具检测情况进行摄像；所述执行机构包括机械臂5和设在机械臂上的夹爪6，所述夹爪用于夹取检测工具7，所述供电系统用于对行进机构2、感知系统、执行机构和控制器进行供电，所述控制器用于连接行进机构、感知系统和执行机构；所述控制器用于与地面站实时通讯。
15.本发明中的检测车本体骑在桁架之上行走，在行进中两侧的滑轮进入特制的槽型轨道之中。这种结构使得重心可以降低，增加了检测车行进过程中和取放末端检测工具的稳定性。
16.行进机构由伺服电机驱动，沿着在桁架两侧安装的钢制轨道行走，检测车会根据控制器反馈的坐标在绝缘子串11挂点附近适合作业的位置停靠，回收检测工具之后再启动到下一个作业位置，全部完成作业任务之后返回出发位置。
17.控制器负责控制各个子系统和保障地面站、检测车和检测工具的实时通讯。
18.控制器根据地面发出的指令控制行进机构沿着轨道前后行走，根据感知系统提供的坐标控制检测车停靠，同时发送位置信息通知地面工作人员。
19.机械臂根据感知系统测量的绝缘子串的空间位置，将检测工具放置到需要检测的绝缘子串上，检测工具根据感知系统提供的绝缘子信息自主前进完成对每一片绝缘子的带电检测任务，检测得到的数据发回地面站，供操作人员进行分析，完成一串绝缘子的检测任务后，检测工具返回出发位置，机械臂根据感知系统提供的检测工具的空间位置信息，回收检测工具。完成后再次出发到下一个绝缘子串附近继续作业任务，全部绝缘子串检测任务完成后根据地面发出的指令返回出发位置。
20.感知系统中地标传感器为检测车作业提供停靠位置坐标，固态激光雷达为需要检测的绝缘子串附近的空间建立数字模型，便于机械臂准确定位。监控摄像头便于地面的工作人员近距离了解绝缘子串附近的环境和检测工具检测情况。
21.当检测车到达适合作业的位置时，地标传感器为地面站提供检测车位置信息，同时下发信息到控制器，固态激光雷达提供机械臂作业目标位置，协助机械臂把检测工具准确的放置到绝缘子串上预设的位置。检测工具开始自主工作后，监控摄像头实时监控检测工具，为地面操作人员提供近距离的作业视频资料。
22.检测工具完成一串绝缘子的检测返回初始位置后，固态激光雷达继续协助机械臂定位并回收作业工具，完成一串绝缘子的检测任务。
23.执行机构中的机械臂负责在感知系统的引导和监控下将检测工具放置在绝缘子串上或是从绝缘子上回收检测工具。
24.机械臂末端是夹爪，夹爪负责固定检测工具，保证在检测工具平稳放置在绝缘子上之前不会跌落。
25.所述桁架的两端对称设有c形轨道8，所述行进机构2包括伺服电机、电机减速机和滑轮，所述伺服电机通过电机减速机驱动滑轮，所述滑轮滑动位于轨道内。
26.所述轨道的底部设有卡具9，所述卡具的底部具有卡槽，所述卡具通过卡槽连接在桁架上。
27.由于绝缘子检测车在高空行走，需要安全可靠的行进轨道，而门型构架作为输电线路末端重要的钢结构设施，不允许在高空对桁架进行开孔通过螺丝固定，因此使用特制的钢制卡具固定在门型构架顶部的桁架两侧。c形轨道为槽形轨道，滑轮在槽形轨道内滚动，保证检测车本体在作业时轮子不会由于受力不平衡脱离轨道而发生跑偏或侧翻。
28.还包括导向机构，所述导向机构包括滑珠10，所述滑珠位于检测车本体的两端内侧。
29.导向机构包括检测车本体两侧的四个滑珠，在检测车行进时，滑珠时刻紧贴轨道内表面滑动，其主要作用是保证检测车能够沿着轨道行走，不会跑偏脱轨。
30.所述供电系统包括48v电源和电压转换模块，所述电压转换模块用于将48v电源转换为24v和12v电源。这样，为各个电气系统可靠供电。
31.本发明针对220kv变电站内单联耐张绝缘子串的带电检测，开发了绝缘子检测车，检测车在固定的轨道上由地面操作前进后退，相比人工攀爬可极大的提高绝缘子检测的工作效率，降低人工检测的劳动强度和操作风险。
32.操作人员在地面通过检测车配套的检测工具和摄像头实时获取检测数据和监控作业全过程，相比在高空现场手动记录检测数据，有利于保证数据的准确性，准确的检测记录为变电站的安全运行提供保障。
33.特制的轨道保证车辆的抗倾覆性，增强了绝缘子检测车在高空环境中运行稳定性、安全性。
34.操作人员只需要使用吊装设备将检测车放入轨道之上，然后操作地面站读取并记录检测数据，不再需要进行绝缘防护、高空作业等安全防护，只需要简单的培训即可上岗，大幅降低的此类工作的准入门槛。
35.本发明积极探索和研究高压、特高压变电站中绝缘子性能的检测技术，研发了方便、快捷、安全的绝缘子检测方式，保证了高压、特高压变电站的安全运行。
36.对于本案所公开的内容，还有以下几点需要说明：（1）、本案所公开的实施例附图只涉及到与本案所公开实施例所涉及到的结构，其他结构可参考通常设计；（2）、在不冲突的情况下，本案所公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例；以上，仅为本案所公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本案所公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。