一种架空线激光清障系统及方法技术方案

本公开公开了一种架空线激光清障系统及方法，所述系统包括：电源、控制台、控制云台、转台和激光器，其中：所述电源用于为所述控制台、控制云台、转台以及激光器供电，其与需要供电的设备电连接；所述控制云台与所述激光器连接，用于对于清障对象进行瞄准，发射所述激光器产生的激光，并形成警报区域；所述控制云台固定在转台上，以借助转台的旋转而转动方向；所述控制台与所述激光器、转台和控制云台连接，用于对于所述激光器、转台及控制云台的操作进行控制。

An Overhead Line Laser Obstacle Cleaning System and Method

The present disclosure discloses an overhead line laser barrier removal system and method, which includes power supply, console, control platform, turntable and laser. The power supply is used to supply power for the console, control platform, turntable and laser, and is electrically connected with the equipment requiring power supply. The control cloud platform and the laser are connected for the obstacle removal object. Aiming, the laser generated by the laser is emitted and an alarm area is formed; the control platform is fixed on the turntable to rotate in the direction of rotation by means of the turntable rotation; the control platform is connected with the laser, the turntable and the control platform for controlling the operation of the laser, the turntable and the control platform.

【技术实现步骤摘要】
一种架空线激光清障系统及方法
本专利技术涉及电力设备检修维护领域，特别是一种架空线激光清障系统及方法。
技术介绍
架空线路是电网的重要组成部分，对架空线路的定期巡检是有效保证输电线路及其设备安全运行的一项基础性工作。而近年来随着经济发展，地区建设等原因，输电线路通道走廊内变化频繁，通道问题造成线路跳闸已经成为输电线路故障的主要原因。特别是塑料布、塑料袋、风筝、风筝线、广告条幅、钓鱼线、孔明灯、遮阳网、气球、防尘布、遮阳布等异物吹落到架空线上出现异物褡裢已经成为其中主要成因。甚至种植在输电线路下方的植物，由于树梢的向上生长，也对输电线路形成威胁，如果其树梢生长直接接触到输电线路，也将造成金属导线相间短路或者单相接地等故障。这将对人畜存在重大的安全隐患，降低了电网供电的可靠性，导致电力系统不能安全地运行，进而对电力系统造成巨大的经济损失。因此，及时清理输电线路上的异物对于电力系统具有十分重要的意义。采用激光远程清除架空输电线路异物是一种新的清除方法，这种方法通过在地面发射一束一定范围内的高功率激光到架空线路飘挂物上，通过光热作用将其熔断并脱离输电线路，从而实现远距离定点清除异物而不损伤输电线路，是一种安全、方便、快捷的清除方式，克服了现有技术中架空线路清障所遇到的作业成本高、效率低、作业风险高等问题。然而，由于异物都是在风较大的情况下被吹落到架空线上，因此，清障工作大都是在风较大的环境下进行，激光清障作业过程中，异物会随风摆动，动态的异物目标很难持续跟踪瞄准，这给激光清障工作带来了极大的挑战。现有技术中，激光清障设备的瞄准装置仅能实现静态漂挂物的瞄准。比如专利CN107552949A公开了一种用于远距离激光清障系统的瞄准装置及使用方法，其所采用的结构如图1所示。图中所示各部分分别为：异物101，激光发射光路光轴线102，半反半透镜103，准直镜104，激光发射头105，光纤106，激光器107，瞄准具108，控制云台109，控制器110。在该已知技术中，存在以下三个方面的不足：一，系统未对紧急状况(例如开激光清障作业过程中有人畜闯入光路)设置相应的安全措施；二，电力总公司不能实时掌握目前的检修情况，不能够对于检修人员进行灵活调度；三，仅能够瞄准静态飘挂物，如果飘挂物随风持续摆动，激光清障工作无法进行。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本公开提供了一种架空线激光清障系统及方法。根据本专利技术的一方面，提出一种架空线激光清障系统，所述系统包括：电源、控制台、控制云台、转台和激光器，其中：所述电源用于为所述控制台、控制云台、转台以及激光器供电，其与需要供电的设备电连接；所述控制云台与所述激光器连接，用于对于清障对象进行瞄准，发射所述激光器产生的激光，并形成警报区域；所述控制云台固定在转台上，以借助转台的旋转而转动方向；所述控制台与所述激光器、转台和控制云台连接，用于对于所述激光器、转台及控制云台的操作进行控制。可选地，所述控制云台包括第一红外安全探测器，激光发射部，瞄准具和第二红外安全探测器，其中：所述激光发射部与激光器通过光纤连接，用于发射所述激光器产生的激光；所述瞄准具与激光发射部置于控制云台的中间，用于对于清障对象进行瞄准；所述第一红外安全探测器和第二红外安全探测器分别置于控制云台的左右两侧，用于形成警报区域。可选地，所述激光发射部包括依次连接的激光发射头、光束整形装置和合束镜，所述激光器发射的激光经光纤耦合由激光发射头发出后，再由光束整形装置对光束进行整形，最后由合束镜将可见光与整形后的激光合束成同轴同向的一束光发出。可选地，所述瞄准具内部光路光轴与激光发射部内部光路光轴成某一角度且同向。可选地，所述系统还包括壳体，用于容纳转台和激光器。可选地，所述壳体的内部容纳空间分为上下两个空间，上下两空间中间设置有连接板，连接板下方的空间放置激光器，连接板上方的空间放置转台，所述转台与连接板通过活动连接件连接。可选地，所述控制台包括第一操作杆，第一按钮，图像采集设备，输出设备，第二按钮，第二操作杆，第三按钮，第四按钮、急停按钮、定位装置、自适应控制装置和处理器，其中：所述图像采集设备用于采集系统作业人员的生物特征图像，以将其发送给处理器进行身份识别；所述输出设备用于输出所述清障对象的影像以及清障过程的监控影像；所述定位装置内嵌在所述控制台的内部，用于对于所述系统进行定位；所述第一操作杆可多方向摆动，用于调节转台和控制云台的转动方向；所述第四按钮和第三按钮用于调节转台的转动速度；所述第二操作杆可多方向摆动，用于调节激光器的发射激光功率以及清障对象影像的大小；所述第一按钮和第二按钮可控制激光的发射或停止；所述急停按钮用于控制激光的紧急停止；所述自适应控制装置与所述图像采集设备和转台连接，用于根据所述清障对象的状态生成转台控制指令，以调节所述控制云台的位置，使得对于所述清障对象进行持续瞄准。根据本专利技术的另一方面，提出一种利用所述架空线激光清障系统进行架空线激光清障的方法，所述方法包括以下步骤：步骤S1，对于清障对象进行瞄准；步骤S2，设置待发射激光功率并发射激光。可选地，所述步骤S1包括以下步骤：通过第一操作杆和第二操作杆来控制转台的水平及俯仰转动，通过第四按钮和第三按钮调节转台水平及俯仰转动的速度，使得激光发射部粗略对准清障对象，其中，所述清障对象经瞄准具在显示屏上成像；自适应控制装置根据清障对象的状态，向转台发送指令，转台根据指令自动调节自身及控制云台的水平或俯仰位置，使得所述清障对象在输出设备上所成影像与所述输出设备的瞄准点重合，实现精确瞄准。可选地，所述步骤S2包括以下步骤：根据清障对象的种类，通过控制第二操作杆的左右摆动，选择待发射激光功率的大小；控制第一按钮和第二按钮发射激光，对于清障对象进行清除。本专利技术提出了一种架空线激光清障系统及方法，该系统可在地面发射一束一定范围内的高功率激光到架空线路飘挂物上，通过光热作用，将异物熔断并脱离输电线路，从而实现远距离定点清除异物而不损伤输电线路，具有非接触、可带电作业、高效清除架空线飘挂异物的优点。而且，本专利技术采用模块化设计，设备质量轻且便携，使用上不受地域限制，可广泛应用于清除湿洼地，农田或湖泊上空架空线路上的异物。特别地，由于只有在有风的天气，异物才可能会被吹落到架空线上，因此清障工作大都是在风较大的环境下进行，此时飘挂物会随风摆动，本系统安设有自适应控制系统，可有效解决激光清障系统无法瞄准动态异物目标的问题。此外，本系统还安装有定位系统，总公司能够实时定位设备的位置，有利于电网总公司对设备的管理和调度，减小了公司对设备的管理难度和设备被非法使用的风险。附图说明图1是现有技术中一种用于远距离激光清障系统的瞄准装置的结构示意图；图2是根据本专利技术一实施例的一种架空线激光清障系统的结构示意图；图3是根据本专利技术一实施例的控制台8的后视图；图4是根据本专利技术一实施例的控制台8的右视图。具体实施方式下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施方式无关的部分。在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种架空线激光清障系统，其特征在于，所述系统包括：电源、控制台、控制云台、转台和激光器，其中：所述电源用于为所述控制台、控制云台、转台以及激光器供电，其与需要供电的设备电连接；所述控制云台与所述激光器连接，用于对于清障对象进行瞄准，发射所述激光器产生的激光，并形成警报区域；所述控制云台固定在转台上，以借助转台的旋转而转动方向；所述控制台与所述激光器、转台和控制云台连接，用于对于所述激光器、转台及控制云台的操作进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种架空线激光清障系统，其特征在于，所述系统包括：电源、控制台、控制云台、转台和激光器，其中：所述电源用于为所述控制台、控制云台、转台以及激光器供电，其与需要供电的设备电连接；所述控制云台与所述激光器连接，用于对于清障对象进行瞄准，发射所述激光器产生的激光，并形成警报区域；所述控制云台固定在转台上，以借助转台的旋转而转动方向；所述控制台与所述激光器、转台和控制云台连接，用于对于所述激光器、转台及控制云台的操作进行控制。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制云台包括第一红外安全探测器，激光发射部，瞄准具和第二红外安全探测器，其中：所述激光发射部与激光器通过光纤连接，用于发射所述激光器产生的激光；所述瞄准具与激光发射部置于控制云台的中间，用于对于清障对象进行瞄准；所述第一红外安全探测器和第二红外安全探测器分别置于控制云台的左右两侧，用于形成警报区域。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述激光发射部包括依次连接的激光发射头、光束整形装置和合束镜，所述激光器发射的激光经光纤耦合由激光发射头发出后，再由光束整形装置对光束进行整形，最后由合束镜将可见光与整形后的激光合束成同轴同向的一束光发出。4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述瞄准具内部光路光轴与激光发射部内部光路光轴成某一角度且同向。5.根据权利要求1-4任一所述的系统，其特征在于，所述系统还包括壳体，用于容纳转台和激光器。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述壳体的内部容纳空间分为上下两个空间，上下两空间中间设置有连接板，连接板下方的空间放置激光器，连接板上方的空间放置转台，所述转台与连接板通过活动连接件连接。7.根据权利要求1-6任一所述的系统，其特征在于，所述控制台包括第一操作杆，第一按钮，图像采集设备，输出设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：金光勇，王頔，董渊，孙晶东，于永吉，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22