一种智能化电缆故障巡检机器车及方法技术

本发明专利技术公开了一种智能化电缆故障巡检机器车及方法，机器车包括驱动系统和测试系统；驱动系统保证巡检机器车能够在黑暗狭小、环境复杂的电缆隧道或是电缆沟中自如移动，驱动系统包括：车体、驱动模块、避障模块和控制模块；测试系统在巡检机器车行驶过程中，对故障电缆发出的高压脉冲信号进行实时测试，根据磁声同步信号判断出故障点准确位置，并将准确位置返回给用户端，测试系统包括超声探头、高频电磁线圈和GPS收发模块。解决了现有巡检技术巡检步骤多，导致巡检效率低，现有机器车需要预设轨道的问题，本发明专利技术具有巡检效率高、保障了人员的安全问题，无需预设巡检轨道、成本低、可适用性强、定位精度更高的优点。定位精度更高的优点。定位精度更高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种智能化电缆故障巡检机器车及方法


[0001]本专利技术涉及电缆巡检
，具体涉及一种智能化电缆故障巡检机器车及方法。

技术介绍

[0002]随着我国城市化进程步伐的加快以及城市美化亮化工程的大力推进,电缆线路在城市电力输送中得到广泛运用。电缆线路因电缆埋入地下,导致电缆故障的因素较多,对故障类型和故障点的准确定位难度较大。目前完成一次电力电缆故障查找一般需要故障性质诊断、故障粗测、电缆路径探寻、故障定点四个步骤。
[0003]故障性质诊断过程，就是对电缆的故障情况作初步了解和分析的过程，然后根据故障绝缘电阻的大小判断电缆故障的性质。故障粗测则是根据不同的故障性质选用不同的测距方式，测试电缆故障点距电缆首端的电气距离。对于直埋电缆或电缆沟中的电缆，作业人员不了解电缆的走向，在指导故障点电气距离后，仍无法直接寻找到电缆故障位置，需要在地面上使用仪器进行电缆路径探寻，沿途寻找电缆的实际走向。沿着电缆路径移动到电缆粗测位置附近后，需要使用仪器在附近区域寻找故障点的精确位置，故障定点的常用方法为磁声同步法，即对故障电缆施加高压脉冲使故障点放电，当向故障电缆中施加高压脉冲信号时，在电缆的周围就会产生一个脉冲磁场信号，同时因故障点放电又会产生一个放电的声音信号，由于磁场信号传播速度比声音信号快，用仪器的探头在地面上接收到的这两个信号将会有一个时间差，通过在地面上移动探头的位置，找到时间差最小的地方，该时间差最小的地方即为故障点的位置。
[0004]其中电缆路径探寻和故障定点需要人工携带仪器沿着电缆敷设方向搜寻故障，搜寻速度较慢，如遇到电缆线路较长搜寻难度较大，将会延长故障修复时间，进而可能会影响测试信心而放弃故障查找。
[0005]当前有一些用于电缆故障定位的专利设计，如专利技术CN201810454452.5公开了一种新式的电缆故障定点仪，其采用单体结构的声磁传感器组件能够可靠简洁的采集同一位置的声磁信号，使得整个故障点检测过程高效便捷，有助于供电公司、用电单位快速恢复供电。专利CN201911384445.3提供了一种配电网故障定点仪及检测方法根据过零点时间差计算相位角、计算阻性电流的方式，确定故障区段的接地点，从而克服现有技术中检测效率低、数据准确性差等缺陷，提高了检测效率以及数据的准确性。
[0006]另一方面，也有一些用于线路巡检的专利技术专利，专利CN201822 158102.2公开一种智能轨道巡检机器车，包括车体和设置于该车体上的检测系统。该智能轨道巡检机器车实现了轻量化搬运，可在无人值守的情况下对轨道及隧道内壁面的进行在线测量，并在发现异常后，精确记录故障点所处位置。
[0007]现有专利中没有将电缆故障探寻的装置和自动巡线机器车装置结合的案例，同时也存在以下几个问题：
[0008](1)使用目前的电缆故障探寻装置需要依次完成故障性质诊断、故障测距、电缆路
径探寻、故障精确定点四个步骤。整个操作工序较繁琐，完成故障排查任务时间较长。
[0009](2)巡检机器车需要预设轨道的方式才能在电缆沟中移动，机器车的使用环境受到较大的限制，设备的实用性还不够高。
[0010](3)对于电缆沟或是排管直埋电缆，需要人在相应地面上沿着电缆走向进行故障探寻，遇到地面上障碍物时，测试难度将会大大增加。

技术实现思路

[0011]本专利技术所要解决的技术问题是：一方面，现有通过人工巡检故障电缆的方式，存在人身安全隐患的问题，电缆故障探寻时间长、工作效率低，且需要依次完成故障性质诊断、故障测距、电缆路径探寻、故障精确定点四个步骤。整个操作工序较繁琐，完成故障排查任务时间较长；另一方面，现有通过巡检机器车巡检故障电缆的方式，需要预设机器车的运行轨道，受环境限制较高、成本高、且实用性不强，本专利技术提供了解决上述问题的一种智能化电缆故障巡检机器车及方法。
[0012]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0013]智能化电缆故障巡检机器车，包括驱动系统和测试系统；
[0014]所述驱动系统包括：车体、驱动模块、避障模块和控制模块；
[0015]所述避障模块安装在所述车体上，用于实时获取所述车体与前方障碍物的距离信息，并将所述距离信息发送给所述控制模块；
[0016]所述控制模块根据所述距离信息，通过控制所述驱动模块的移动模式，使机器车避开障碍，并沿电缆隧道或电缆沟向前移动；
[0017]所述测试系统包括：超声探头、高频电磁线圈和GPS收发模块；
[0018]所述超声探头用于接收电缆故障点反馈出的超声波信号，并将所述超声波信号发送给所述控制模块；
[0019]所述高频电磁线圈用于接收电缆故障点反馈出的高频电磁波信号，并将所述高频电磁波信号发送给所述控制模块；
[0020]所述控制模块用于计算接收到所述超声波信号与所述高频电磁波信号之间的时间差；当所述时间差最小时，表示所述机器车到达电缆故障点；
[0021]当所述机器车到达电缆故障点后，所述控制模块控制所述GPS收发模块获取电缆故障点的GPS位置信息，并将所述GPS位置信息发送给用户端。
[0022]所述驱动系统能够保证所述机器车在狭小空间保持较高的移动和探测速度，改变传统人工搜寻故障的模式，解决了电缆故障探寻时间长、工作效率低的技术问题；高压脉冲发生器向电力电缆的缆芯注入高压脉冲；所述高压脉冲经电缆故障点流向电力电缆表面的金属屏蔽层上，电缆故障点向周围空间散发所述高频电磁波信号和所述超声波信号；所述测试系统在所述机器车行驶过程中，对故障电缆反馈出的高频电磁波信号和超声波信号进行实时测试，根据磁声同步信号判断出故障点的准确位置，并将位置返回给用户端，克服了传统技术需要故障测距、电缆路径探寻、故障精确定点这三个步骤，效率低的问题，解决了电缆故障探寻工序复杂的问题；所述机器车可以代替人进入电缆隧道和电缆沟，解决了电缆故障探寻存在人身安全隐患的问题，且无需安设专用移动轨道，可直接在电缆隧道和电缆沟中穿行，并不受环境明暗度的影响。
[0023]具体的，所述车体包括小车底盘和车轮。
[0024]优选的，所述驱动模块安装在所述小车底盘后侧，所述驱动模块与所述车轮连接。
[0025]优选的，所述避障模块分别安装在所述小车底盘的左、前、右三个方向上。
[0026]优选的，所述超声探头与所述高频电磁线圈并排安装在所述小车底盘的中间部位。
[0027]一种智能化电缆故障巡检方法，包括以下步骤：
[0028]将高压脉冲发生器接入电力电缆首端的缆芯上，保持电力电缆末端的缆芯悬空；
[0029]所述高压脉冲发生器向电力电缆的缆芯注入高压脉冲；
[0030]所述高压脉冲经电缆故障点流向电力电缆表面的金属屏蔽层上，电缆故障点向周围空间散发所述高频电磁波信号和所述超声波信号；
[0031]将所述机器车从电缆沟首端放入，所述机器车在所述避障模块的作用下沿电缆沟向前行驶；
[0032]所述机器车行驶至电缆故障点附近时，接收到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.智能化电缆故障巡检机器车，其特征在于，包括驱动系统和测试系统；所述驱动系统包括：车体、驱动模块(3)、避障模块(4)和控制模块(5)；所述避障模块(4)安装在所述车体上，用于实时获取所述车体与前方障碍物的距离信息，并将所述距离信息发送给所述控制模块(5)；所述控制模块(5)根据所述距离信息，通过控制所述驱动模块(3)的移动模式，使机器车避开障碍，并沿电缆隧道或电缆沟向前移动；所述测试系统包括：超声探头(6)、高频电磁线圈(7)和GPS收发模块(8)；所述超声探头(6)用于接收电缆故障点反馈出的超声波信号，并将所述超声波信号发送给所述控制模块(5)；所述高频电磁线圈(7)用于接收电缆故障点反馈出的高频电磁波信号，并将所述高频电磁波信号发送给所述控制模块(5)；所述控制模块(5)用于计算接收到所述超声波信号与所述高频电磁波信号之间的时间差；当所述时间差最小时，表示所述机器车到达电缆故障点；当所述机器车到达电缆故障点后，所述控制模块(5)控制所述GPS收发模块(8)获取电缆故障点的GPS位置信息，并将所述GPS位置信息发送给用户端。2.根据权利要求1所述的智能化电缆故障巡检机器车，其特征在于，所述车体包括小车底盘(1)和车轮(2)。3.根据权利要求2所述的智能化电缆故障巡检机器车，其特征在于，所述驱动模块(3)安装在所述小车底盘(1)后侧，所述驱动模块(3)与所述车轮(2)连接。4.根据权利要求2所述的智能化电缆故障巡检机器车，其特征在于，所述避障模块分别安装在所述小车底盘(1)的左、前、右三个方向上。5.根据权利要求2所述的智能化电缆故障巡检机器车，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵世林，隆茂，税月，李明志，温选尧，郑和平，覃浩，陈楠，黄永禄，毛源，刘瑞花，卢国栋，
申请(专利权)人：四川电力职业技术学院，
类型：发明
国别省市：