CN103513151B - 一种输电导线断股检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电导线断股检测装置，包括底座、中空导向管、圆锥形探尖、弹簧、圆柱形探头、传感器和控制器；本发明安装在巡线机器人行走臂上，通过探尖来接触导线并感知导线表面波纹，并将圆锥形探尖的位移通过传感器转化为电压信号，通过电压-时间图像加以分析，通过观测图像的频率和幅度是否一致来判断导线是否产生断股的装置。本发明相对于现有技术，具有如下优点：避免了人工巡检以及巡线机器人可见光摄像头巡检的疏忽；克服了可见光摄像头必须停止机器人扫描导线细节的缺陷；本发明简单可靠，成本低廉，检测精确，作为巡线机器人的附加装置，不会干扰巡线机器人的正常运行。

Description

一种输电导线断股检测装置

技术领域

本发明属于电路设备领域，涉及到一种检测装置，尤其涉及到一种输电导线断股检测装置。

背景技术

电力行业的安全运行与否关系到我国国民经济的命脉，也与民生息息相关。保证输电线路的稳定可靠运行更是各个电力行业部门一直以来的追求。我国输电线路通常为绞线结构，线路由于暴露在室外，风吹日晒，雨打雷击，狂风悬冰以及一些其他的因素，使得表层覆盖的导线容易产生断股现象。线路产生断股现象之后，由于截面变小，将导致剩余线股载流温升增大，温升增大将使得线股进一步软化，温升达到一定程度的时候，将导致其他线股的断裂，在疲劳磨损以及温升的作用下，导线将会发生持续断股现象，这将会在传输过程中消耗更多电能，并且给输电线路正常运行带来很大的危险。

如今一般检测导线是否产生断股的方法主要为人工巡线及直升机巡线，其工作量大，工人于野外作业，比较辛苦，且存在盲区。直升机巡线费用较高，并且存在安全隐患，而且由于其检测速度较快，容易忽略导线细微破损。此外，专利号为CN201732077U的实用新型高压输电线路导线断股和损伤自动检测装置，提出了一种巡线机器人上搭载可见光云台摄像机的方法，可以获得破损的图像信息，但是由于巡线机器人巡检时云台摄像机的图像刷新速度不够快，无法在机器人运行时还能得到清晰的导线图像，必须停止巡检后通过云台摄像机变焦，对焦，捕捉图像之后才能获得导线是否存在断股。此种方法严重影响了巡线机器人的巡线效率。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种安装在巡线机器人行走臂上，通过探尖来接触导线并感知导线表面波纹，并将探尖的位移通过传感器转化为电压信号，通过电压-时间图像加以分析，通过观测图像的频率和幅度是否一致来判断导线是否产生断股的装置。

本发明所采用的技术方案是：一种输电导线断股检测装置，其特征在于：包括底座、中空导向管、圆锥形探尖、弹簧、圆柱形探头、传感器和控制器；所述的中空导向管一端固定安装在所述的底座侧面上，所述的圆锥形探尖安装在所述的圆柱形探头一端，所述的圆柱形探头另一端内设置有中空孔径，所述的弹簧一端置于所述的圆柱形探头的中空孔径内，弹簧另一端置于所述的中空导向管内，所述的圆柱形探头通过所述的弹簧可伸缩地安装在所述的中空导向管另一端内，所述的传感器安装在所述的圆柱形探头内腔中；所述的传感器通过无线网络与所述的控制器进行连接通信；所述的底座固定安装在巡线机器人的行走臂上，所述的圆锥形探尖与需检查的输电导线接触，所述的巡线机器人通过设置在巡线机器人行走臂上的V行轮可滑动地挂设在所述的输电导线上。

作为优选，所述的底座通过螺栓固定安装在所述的巡线机器人的行走臂上。

作为优选，所述的圆柱形探头一端设置有螺纹，所述的圆柱形探头通过所述的螺纹与所述的圆锥形探尖可拆卸地安装在一起。

作为优选，所述的圆柱形探头外圆柱面与所述的中空导向管内圆柱面贴合并可以在所述的中空导向管内沿所述的中空导向管轴线方向作往复运动。

作为优选，所述的圆锥形探尖的尖端与所述的输电导线的中心轴对齐，并沿所述的输电导线轴向运动。

本发明相对于现有技术，具有如下优点：

1.可以通过对回传的信号图像的分析找出导线的每一部分的断股情况，避免了人工巡检以及巡线机器人可见光摄像头的疏忽；

2.巡线机器人可以以高速巡检，仍然可以得到导线断股的细节情况，克服了可见光摄像头必须停止机器人扫描导线细节的缺陷；

3.装置简单可靠，成本低廉，检测精确，作为巡线机器人的附加装置，不会干扰巡线机器人的正常运行。

附图说明

图1：为本发明的立体结构示意图。

图2：为本发明的剖视结构示意图。

图3：为本发明的实施例安装于巡线机器人上巡检示意图。

图4：为本发明的实施例安装于巡线机器人上巡检俯视示意图。

图5：为本发明实施例的圆锥形探尖与导线接触示意图。

图6：为本发明实施例的导线绞线中的一根发生断股后的示意图。

图7：为本发明实施例的装置在检测导线断股时的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实例，并结合附图，对本发明技术方案作进一步具体说明。

请见图1、图2和图3，本发明所采用的技术方案是：一种输电导线断股检测装置，包括底座3、中空导向管4、圆锥形探尖5、弹簧6、圆柱形探头7、传感器8和控制器；中空导向管4一端固定安装在底座3侧面上，圆柱形探头7一端设置有螺纹，圆柱形探头7通过螺纹与圆锥形探尖5可拆卸地安装在一起，圆柱形探头7另一端内设置有中空孔径，弹簧6一端置于圆柱形探头7的中空孔径内，弹簧另一端置于中空导向管4内，圆柱形探头7通过弹簧6可伸缩地安装在中空导向管4另一端内，圆柱形探头7外圆柱面与中空导向管4内圆柱面贴合并可以在中空导向管4内沿中空导向管4轴线方向作往复运动，传感器8安装在圆柱形探头内腔内；传感器8通过无线网络与控制器进行连接通信；底座3通过螺栓固定安装在巡线机器人1的行走臂上，圆锥形探尖5与需检查的输电导线2接触，与输电导线2的中心轴对齐，并沿输电导线2轴向运动；巡线机器人1通过设置在巡线机器人1行走臂上的V行轮可滑动地挂设在输电导线2上。

请见图4、图5、图6和图7，本发明在准备工作时，首先将输电导线断股检测装置正确的安装在巡线机器人1的行走臂的正确位置，确保圆锥形探尖5在弹簧6的弹性作用下与导线2表面始终保持接触，同时保证圆锥形探尖5正对导线2的轴线；

然后检查圆柱形探头7能否在中空导向管4内沿中空导向管4轴线方向作往复运动；检查弹簧6传给圆柱形探头7的推力大小，以保证圆锥形探尖5能够始终与输电导线2表面贴合；检查传感器8能否正确工作，圆柱形探头7在中空导向管4内往复运动时观测控制器的接收信号有无变化，能否准确记录圆锥形探尖5相对中空导向管4的位移与频率；

最后，将巡线机器人1挂在输电导线2上，控制器控制巡线机器人1沿输电导线2以固定速度开始巡检，此时由于输电导线2为绞线结构，输电导线2表面沿输电导线2轴线方向即有导线表面波谷9以及导线表面波峰10；由于圆锥形探尖5轴线垂直于输电导线2轴线并沿输电导线2轴线方向进行巡检，又因为在弹簧6推力作用下圆锥形探尖5始终与输电导线2表面紧贴，所以圆锥形探尖5将会往复的与导线表面波谷9与导线表面波峰10相接触，又由于圆柱形探头7可以沿中空导向管4轴线方向作往复运动，所以传感器8将会产生沿中空导向管4轴线方向的往复运动，传感器8末端与其所要检测的表面，即中空导向管4底部平面的位移将会产生周期性变化，传感器8将会把每个时刻的位移信息相对应的电压值传给控制器，控制器即可得到一个电压-时间图像。

正常的输电导线2表面外径在各段保持一致，并且绞线的螺距也保持一致，如果巡线机器人1按照固定速度巡检的话，所得到的图像幅值，周期将会保持一致；如果输电导线2产生断股，断掉的铝线将会在拉力和绞线之间的内应力的联合作用下脱离输电导线2一段距离，那么输电导线2表面将会产生形变，当圆锥形探尖5扫过因断裂而突出的绞线断股11时，圆锥形探尖5将会向内收缩，从而传感器8末端将与中空导向管4底部的检测面的距离相对于检测导线表面波峰10时的距离更近。在电压-时间图像的表现上就会产生较大的波峰或者波谷，因此图像将会与检测正常输电导线2时的周期与幅值表现出明显的不一致。以此来判断输电导线2在该处是否产生断股现象。

尽管本文较多地使用了巡线机器人1、输电导线2、底座3、中空导向管4、圆锥形探尖5、弹簧6、圆柱形探头7、传感器8、导线表面波谷9、导线表面波峰10、绞线断股11、控制器等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (5)

1.一种输电导线断股检测装置，其特征在于：包括底座（3）、中空导向管（4）、圆锥形探尖（5）、弹簧（6）、圆柱形探头（7）、传感器（8）和控制器；所述的中空导向管（4）一端固定安装在所述的底座（3）侧面上，所述的圆锥形探尖（5）安装在所述的圆柱形探头（7）一端，所述的圆柱形探头（7）另一端内设置有中空孔径，所述的弹簧（6）一端置于所述的圆柱形探头（7）的中空孔径内，弹簧另一端置于所述的中空导向管（4）内，所述的圆柱形探头（7）通过所述的弹簧（6）可伸缩地安装在所述的中空导向管（4）另一端内，所述的传感器（8）安装在所述的圆柱形探头（7）内腔内；所述的传感器（8）通过无线网络与所述的控制器进行连接通信；

所述的底座（3）固定安装在巡线机器人（1）的行走臂上，所述的圆锥形探尖（5）与需检查的输电导线（2）接触，所述的巡线机器人（1）通过设置在巡线机器人（1）行走臂上的V行轮可滑动地挂设在所述的输电导线（2）上。

2.根据权利要求1所述的输电导线断股检测装置，其特征在于：所述的底座（3）通过螺栓固定安装在所述的巡线机器人（1）的行走臂上。

3.根据权利要求1所述的输电导线断股检测装置，其特征在于：所述的圆柱形探头（7）一端设置有螺纹，所述的圆柱形探头（7）通过所述的螺纹与所述的圆锥形探尖（5）可拆卸地安装在一起。

4.根据权利要求1所述的输电导线断股检测装置，其特征在于：所述的圆柱形探头（7）外圆柱面与所述的中空导向管（4）内圆柱面贴合并可以在所述的中空导向管（4）内沿所述的中空导向管（4）轴线方向作往复运动。

5.根据权利要求1所述的输电导线断股检测装置，其特征在于：所述的圆锥形探尖（5）的尖端与所述的输电导线（2）的中心轴对齐，并沿所述的输电导线（2）轴向运动。