一种支柱绝缘子带电清扫系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种支柱绝缘子带电清扫系统及方法，系统包括清扫模块、传动模块和地面系统；清扫模块包括识别单元、控制单元、清扫单元和智能外壳；智能外壳为圆筒状并可沿筒壁一边开合；识别单元、清扫单元和智能外壳均与控制单元电性连接；传动模块一端固定连接清扫模块，另一端固定连接地面系统；地面系统包括地面控制模块和载体小车；传动模块与地面控制模块电性连接；控制单元和地面控制模块通信连接。载体小车将地面系统移动至待清扫支柱绝缘子附近，传动模块带动清扫模块上下左右移动；识别单元识别清扫模块与待清扫支柱绝缘子的相对位置；对准后，清扫单元对待清扫支柱绝缘子进行清扫。本发明专利技术能在支柱绝缘子清扫时不影响供电，且节省人力。

【技术实现步骤摘要】
一种支柱绝缘子带电清扫系统及方法
本专利技术属于电力工程
，尤其涉及一种支柱绝缘子带电清扫系统及方法。
技术介绍
支柱绝缘子是变电站常用的外绝缘设备，其不仅要承受运行电压的作用、常常还要作为电气设备的机械支撑。因此，其安全稳定运行备受运行单位关注。目前我国绝大多数变电站仍采用的是户外变电站，所有外绝缘设备基本都是裸露在空气中，受大气沉降颗粒、飞沫及风等因素的作用，支柱绝缘子伞裙表面不可避免要积覆污秽物，在遭遇毛毛雨、大雾或凝露等潮湿天气，支柱绝缘子表面污秽物形成湿污层，电导率急剧增加，在运行电压下，其泄漏电流迅速增大，可能引发污闪，进而造成停电事故。特别是位于重工业区、矿区等重污染区域或附近的户外变电站，其支柱绝缘子表面积污速度和积污程度远超其他区域；另一方面，变电站的支柱绝缘子一旦投入运行，后期很难对其进行更换，而随着我国经济的发展，中重污区面积迅速增加，早期变电站的外绝缘设计已不能满足现有污区对设备外绝缘的要求。因此，在运行过程中，需要定期对变电站内支柱绝缘子进行清扫，以避免设备因积污过重引起污闪事故。然而，随着用户对供电可靠性要求的越来越高，变电站的停电间隔周期越来越长，带来的问题就是支柱绝缘子伞裙表面的污秽物无法及时进行清理，在遭遇不利天气时可能引发污闪；另一方面，即便停电清扫，也需要耗费大量人力资源进行逐支绝缘子逐片伞裙擦拭。因此，有必要设计一种能提高供电可靠性，节省人力资源的支柱绝缘子带电清扫系统及其使用方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对已知技术存在的缺陷，提供一种支柱绝缘子带电清扫系统及方法，不仅可以减少停电时间，提高供电可靠性，节省人力资源，还可缩短清扫周期，保障设备正常运行。本专利技术所提供的技术方案是：一种支柱绝缘子带电清扫系统，包括清扫模块1、传动模块2和地面系统3；所述清扫模块1包括识别单元12、控制单元13、通信单元14、清扫单元15和智能外壳16；所述智能外壳16为圆筒状并可沿筒壁一边开合；所述识别单元12、控制单元13、通信单元14和清扫单元15集成安装于智能外壳16的内部；所述识别单元12、通信单元14、清扫单元15和智能外壳16均与控制单元13电性连接；所述传动模块2的上端固定连接清扫模块1智能外壳16开合的轴线侧中央位置，安装在中央位置一方面上下对称，另一方面左右平衡、不影响外壳开合；传动模块2的下端固定连接地面系统3；所述地面系统3包括地面控制模块31、通信模块32和载体小车35；所述地面控制模块31和通信模块32均安装于载体小车35上；所述传动模块2和通信模块32均与地面控制模块31电性连接；所述清扫模块1中的通信单元14与地面系统3中的通信模块32双向通信连接；用于控制单元13和地面控制模块31之间双向通信；所述载体小车35用于将地面系统3移动至待清扫支柱绝缘子附近；所述传动模块2用于带动清扫模块1上下左右移动；所述识别单元12用于识别清扫模块1与待清扫支柱绝缘子的相对位置，并将信息反馈给控制单元13；所述清扫单元15用于对待清扫支柱绝缘子进行清扫。所述地面系统3还包括安装于载体小车35上的吸尘模块33；所述吸尘模块33与地面控制模块31电性连接；所述吸尘模块33用于在清扫模块1对待清扫支柱绝缘子进行清扫后，对智能外壳16内腔进行吸尘。所述智能外壳16与传动模块2的上端连接处开有小孔供吸尘模块33的吸尘管道接入，吸尘模块33的吸尘管道沿传动模块2的手臂接入小孔。所述识别单元12为激光扫描测距仪。识别单元12通过激光测距、瞄准和识别与清扫对象对准。所述传动模块2为六自由度机械臂。所述清扫单元包括多个呈层状排列于智能外壳内侧的清扫子单元；每个清扫子单元包括多个清扫臂，每个清扫臂上安装有一组压力传感器和电动毛刷，电动毛刷的末端通过转动轴承固定在压力传感器上，压力传感器与清扫臂的一端固定连接，清扫臂另一端固定在智能外壳上。进一步地，所述清扫单元包括4个以上清扫子单元，以使清扫单元15可同时清扫4组以上伞裙；每个清扫子单元包括8个以上清扫臂。所述电动毛刷的刷头呈圆台形且可拆换。所述清扫单元15可根据清扫对象不同拆换为对应型号。所述清扫模块1还包括供电单元11，供电单元11为清扫模块1的各个单元供电。供电单元11固定安装在智能外壳16的外部，供电单元11可拆卸替换。所述地面系统3还包括安装在载体小车35上的供电模块34，供电模块34为传动模块2、地面控制模块31、通信模块32和吸尘模块33供电。所述供电模块34具有蓄电池和外接普通照明电路双电源。供电模块34的蓄电池可拆卸替换。本专利技术还提供了一种支柱绝缘子带电清扫方法，采用上述的支柱绝缘子带电清扫系统，包括以下步骤：步骤1：载体小车35将地面系统3移动至待清扫支柱绝缘子附近；为确保人员安全，工作人员、地面系统3与带电设备保持足够的安全距离，此距离根据带电设备电压等级查询电力安全规程确定，地面系统3作临时接地，避免设备外壳漏电伤人；步骤2：地面控制模块31控制传动模块2带动清扫模块1上下左右移动；识别单元12识别清扫模块1与待清扫支柱绝缘子的相对位置，并将识别信息通过控制单元13反馈给地面控制模块31；步骤3：地面控制模块31根据反馈信息调整传动模块2的运动方向，直至清扫模块1到达至待清扫支柱绝缘子的设定位置，地面控制模块31控制传动模块2停止动作，并将停止动作的信号发送给控制单元13；步骤4：控制单元13得到传动模块2停止动作的信号后，控制清扫单元15对待清扫支柱绝缘子进行清扫。若从下往上清扫，则上面清扫的灰有可能落到下面已清扫的绝缘子表面，故所述步骤2中，地面控制模块31控制传动模块2将清扫模块1悬举至待清扫支柱绝缘子最上端附近，以实现从上往下清扫，避免二次污染。还包括步骤5：待清扫支柱绝缘子清扫完成后，地面控制模块31控制吸尘模块33对智能外壳16内腔进行吸尘。预先将待清扫支柱绝缘子编号，并将编号和相应的待清扫支柱绝缘子的相关参数(包括结构参数和安装参数)存储在地面控制模块31中；需要清扫支柱绝缘子时，选择与待清扫支柱绝缘子结构配套的清扫单元15安装在清扫模块1的智能外壳16内部接口；使智能外壳16和清扫单元15保持张开的状态。所述步骤2和步骤3中，启动地面系统3的地面控制模块31，选择存储在地面控制模块31中的待清扫支柱绝缘子编号，通过地面控制模块31控制传动模块2带动清扫模块1上下左右移动，并向控制单元13下达识别指令；控制单元13控制识别单元12识别对准待清扫支柱绝缘子的伞裙组(识别单元12安装于智能外壳内轴线中央位置，所述对准是指智能外壳的开口对准待清扫支柱绝缘子的轴线)后将信息反馈给控制单元13，控制单元13将对准信息传送至地面控制模块31，地面控制模块31接到对准信息后自动操控传动模块2将清扫模块1前推，前推过程中识别单元12继续识别，识别到清扫模块1与待清扫支柱绝缘子之间的距离到达设定距离时，将到达信息反馈给控制单元13，控制单元13将到达信息传送至地面控制模块31，地面控制模块31接到到达信息后自动操控传动模块2停止动作，并将停止动作的信号发送给控制单元13。所述步骤4具体为：控制单元13得到传动模块2停止动作的信号后，向智能外壳16下达闭合指令；智能外壳16收到闭合指令后进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种支柱绝缘子带电清扫系统，其特征在于，包括清扫模块、传动模块和地面系统；所述清扫模块包括识别单元、控制单元、通信单元、清扫单元和智能外壳；所述智能外壳为圆筒状并能沿筒壁一边开合；所述识别单元、控制单元、通信单元和清扫单元集成安装于智能外壳的内部；所述识别单元、通信单元、清扫单元和智能外壳均与控制单元电性连接；所述传动模块的上端固定连接清扫模块中智能外壳开合的轴线侧中央位置，传动模块的下端固定连接地面系统；所述地面系统包括地面控制模块、通信模块和载体小车；所述地面控制模块和通信模块均安装于载体小车上；所述传动模块和通信模块均与地面控制模块电性连接；所述清扫模块中的通信单元与地面系统中的通信模块双向通信连接；所述载体小车用于将地面系统移动至待清扫支柱绝缘子附近；所述传动模块用于带动清扫模块上下左右移动；所述识别单元用于识别清扫模块与待清扫支柱绝缘子的相对位置；所述清扫单元用于对待清扫支柱绝缘子进行清扫。

【技术特征摘要】
1.一种支柱绝缘子带电清扫系统，其特征在于，包括清扫模块、传动模块和地面系统；所述清扫模块包括识别单元、控制单元、通信单元、清扫单元和智能外壳；所述智能外壳为圆筒状并能沿筒壁一边开合；所述识别单元、控制单元、通信单元和清扫单元集成安装于智能外壳的内部；所述识别单元、通信单元、清扫单元和智能外壳均与控制单元电性连接；所述传动模块的上端固定连接清扫模块中智能外壳开合的轴线侧中央位置，传动模块的下端固定连接地面系统；所述地面系统包括地面控制模块、通信模块和载体小车；所述地面控制模块和通信模块均安装于载体小车上；所述传动模块和通信模块均与地面控制模块电性连接；所述清扫模块中的通信单元与地面系统中的通信模块双向通信连接；所述载体小车用于将地面系统移动至待清扫支柱绝缘子附近；所述传动模块用于带动清扫模块上下左右移动；所述识别单元用于识别清扫模块与待清扫支柱绝缘子的相对位置；所述清扫单元用于对待清扫支柱绝缘子进行清扫。2.根据权利要求1所述的支柱绝缘子带电清扫系统，其特征在于，所述清扫单元包括多个呈层状排列于智能外壳内表面的清扫子单元；每个清扫子单元包括多个清扫臂，每个清扫臂上安装有一组压力传感器和电动毛刷，电动毛刷的末端通过转动轴承固定在压力传感器上，压力传感器与清扫臂的一端固定连接，清扫臂另一端固定在智能外壳上。3.根据权利要求1所述的支柱绝缘子带电清扫系统，其特征在于，所述地面系统还包括安装于载体小车上的吸尘模块；所述吸尘模块与地面控制模块电性连接；所述吸尘模块用于在清扫模块对待清扫支柱绝缘子进行清扫后，对智能外壳内腔进行吸尘。4.根据权利要求1所述的支柱绝缘子带电清扫系统，其特征在于，所述智能外壳上与传动模块的上端连接处开有小孔供吸尘模块的吸尘管道接入，吸尘模块的吸尘管道沿传动模块的手臂接入小孔。5.根据权利要求1所述的支柱绝缘子带电清扫系统，其特征在于，所述清扫模块还包括供电单元，供电单元为清扫模块的各个单元供电；所述地面系统还包括安装在载体小车上的供电模块，供电模块为传动模块、地面控制模块、通信模块和吸尘模块供电。6.一种支柱绝缘子带电清扫方法，其特征在于，采用权利要求1～5中任一项所述的支柱绝缘子带电清扫系统，清...

【专利技术属性】
技术研发人员：巢亚锋，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43