CN105486459B - 变电站气体泄漏检测移动平台及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于流体密封性测试技术领域，涉及一种变电站气体泄漏检测移动平台，包括小车，小车上通过云台安装气体泄漏检测组件，车体内部设置控制装置和工控机，车体底部设置驱动电机、导航组件和定点检测组件，驱动电机驱动轮毂转动，变电站对应导航组件设置感应轨道，所述感应轨道上对应定点检测组件设置标记点，导航精度高，保证变电站设备的安全可靠运行，本发明还提供一种变电站气体泄漏检测移动平台的检测方法，确定好粗检标记点和细检标记点后，小车首先到达粗检定位点对设备进行粗检，如未发现泄漏，继续下一粗检定位点的检测，如发现泄漏嫌疑，控制小车到达对应细检定位点进行细检，检测精度高，结果安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种变电站气体泄漏检测移动平台及检测方法，属于流体密封性测试技术领域。
背景技术
SF6气体有着良好的绝缘性和灭弧性能，已经在变电站的高压电气开关设备领域得到了充分的应用。但是，由于高压电气开关设备的制造和安装有着一定的差异，以及使用时间过久后会出现产品材料老化的现象，从而导致SF6高压电气开关设备在生产运行中存在着气体泄漏现象。
SF6泄漏主要存在三个方面的危害：(1)严重的SF6气体泄漏会造成SF6断路器闭锁不能操作，GIS发生内部绝缘击穿，导致重大事故发生；(2)影响设备的可靠性和人员安全；(3)SF6气体属于一种温室气体，它的暖化系数约为CO2的24000倍，发生SF6气体泄漏会污染和破坏大气环境，增加温室效应。
因此，为了保证变电站设备的安全可靠运行，需要研发出高性能智能巡检机器人，提高复杂环境下变电站设备状态巡检的智能化水平，提高巡检质量，对促进变电站安全稳定运行，提高供电可靠性具有重要意义。目前，虽然有GPS导航或者视觉导航的机器人，但是GPS导航的精确度较低，其误差在2-5米以内，不能适应变电站安全的要求；视觉导航精确度比GPS稍高一点，但同样不能满足变电站安全性的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种变电站气体泄漏检测移动平台，导航精度高，保证变电站设备的安全可靠运行；还提供一种变电站气体泄漏检测移动平台的检测方法，通过二级检测，精确确定泄漏位置，检测精度高，结果安全可靠。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
所述变电站气体泄漏检测移动平台，包括小车，所述小车包括车体和轮毂，所述车体上安装云台，云台上安装气体泄漏检测组件，所述车体前后两端均设置避撞组件，车体内部设置控制装置和工控机，车体底部设置驱动电机、导航组件和定点检测组件，驱动电机驱动轮毂转动，变电站对应导航组件设置感应轨道，所述感应轨道上对应定点检测组件设置标记点，所述避撞组件、驱动电机、导航组件和定点检测组件与控制装置相连，云台、气体泄漏检测组件和控制装置均与工控机相连。
开始巡检时，导航组件对感应轨道进行实时检测，并将检测信号发送给控制装置，控制装置发送指令给驱动电机，为精确控制驱动电机，可为驱动电机设置电机驱动器，控制装置通过电机驱动器驱动驱动电机旋转，从而带动轮毂转动，各轮毂沿着事先铺设好的感应轨道前行，行进过程中避撞组件用于检测前方是否有障碍物，如果检测到障碍，避撞组件为控制装置发送障碍信号，然后由控制装置停止驱动电机工作，小车停止，待在原地，为及时引起工作人员注意，可在小车上设置声光报警器，在小车遇障碍急停后发出报警信号，通知工作人员及时处理；若没有障碍物阻拦，小车底部定点检测组件检测到感应轨道上事先设置的标记点，定点监测组件向控制装置发送到位信号，控制装置控制驱动电机停转，小车待在原地，控制装置给工控机发送监测信号，开始检测。检测时，工控机通过预先设定的旋转及俯仰角度对车体上的云台进行调整，调整完毕之后，气体泄漏检测组件开始进行扫描检测，并将检测结果存储至工控机，完成一个标记点的检测后继续下一个标记点的检测，直至所有标记点检测完毕。
工作过程中，小车各部件工作所需的能量来源由电源提供，电源固定在车体上，包括蓄电池、电源管理模块以及自动充电装置，一圈检测完毕之后，小车回到充电坞充电，控制装置和工控机之间可通过通讯模块进行数据交互，通讯模块可以是有线模块也可以是无线模块，气体泄漏检测组件可采用傅里叶红外光谱仪。
其中，优选方案为：
所述避撞组件包括保险杠和红外探测器，红外探测器连接控制装置，红外探测器可以检测当前小车前进方向有无障碍物，如果有，及时停车，若存在红外探测器探测不到的情况，小车与外界物体发生碰撞时保险杠可防止车体受到外力撞击，为降低车体重心，增加车体移动过程中的稳定度，可以将车体设置为金属材质，例如，不锈钢。
所述导航组件包括磁导航传感器，变电站对应磁导航传感器设置磁条轨道，定标记点检测组件采用RFID读取器，磁条轨道对应RFID读取器设置RFID标记点，所述标记点分为粗检标记点和细检标记点，每个粗检标记点对应设置一个细检标记点；磁导航传感器实时检测磁条轨道位置，使小车沿着磁条轨道运行，到达粗检标记点后，停车检测，检测过程中，云台将气体泄漏检测组件调整至检测位，然后气体泄漏检测组件开始进行扫描检测，并将检测结果存储至工控机，工控机根据检测结果决定是否要进行细检，若发生泄漏，需要进行细检，工控机发送命令给控制装置，使小车向前或向后行走到相应的细检标记点，到位后通过云台带动气体泄漏检测组件对设备进行全方位的检测，确定泄漏气体的具体位置，并将检测结果保存到工控机，细检完之后接着行进到下一个粗检标记点进行检测，重复上述步骤，直至所有标记点检测完毕。
所述车体还设有触摸显示屏，所述触摸显示屏连接控制装置，触摸显示屏可实现人机交互，为操作方便，还可以在车体上设置几个常用的操作按钮，例如，开关按钮、前进按钮、后退按钮和急停按钮。
本发明还提供一种变电站气体泄漏检测移动平台的检测方法，包括以下步骤：
第一步，在感应轨道上设置N个粗检标记点，记为标记点i，i＝1,2，…,N，其中，N取大于2的正整数，对应N个粗检标记点设置N个细检标记点，记为标记点i-1，i＝1,2，…,N；
第二步，小车在导航组件的作用下，移动至粗检标记点i后停车，定点检测组件给工控机发送到位信号，工控机控制云台俯仰，通过气体泄漏检测组件对设备进行粗检；
第三步，若未检测到泄漏，工控机向控制装置发送信号，使小车移动至下一个粗检标记点，若检测到泄漏，控制装置记录第二步中粗检标记点i，工控机控制小车移动至该粗检标记点对应的细检标记点i-1进行细检，确定泄漏的精确位置，细检完之后，工控机给控制装置发信号，小车行走至下一粗检标记点；
第四步，重复上述二至三步，直至检测结束。
其中，优选方案为：
若i为奇数，细检标记点i-1设于粗检标记点i后方，若i为偶数，细检标记点i-1设于粗检标记点i前方，第三步中若检测到泄漏，控制装置记录第二步中粗检标记点i，并判断i是奇数还是偶数，若i为奇数，则小车后退至细检标记点i-1停车，然后给工控机发送到位信号，工控机控制云台带动气体泄漏检测组件对设备进行细检，确定泄漏的精确位置；若i为偶数，则小车前进至细检标记点i-1，执行同样的细检过程。
上述步骤执行过程中由避撞组件实时检测车辆前进方向有无障碍，并在发现障碍后为控制装置发送障碍信号，及时停车；避撞组件包括保险杠和红外探测器，红外探测器与控制装置相连，红外探测器检测到车体前进方向的障碍后，给控制装置发送障碍信号，控制装置控制驱动电机停转，及时停车，为方便进行人机交互，在车体上还可设置触摸显示屏。
所述导航组件包括磁导航传感器，变电站对应磁导航传感器设置磁条轨道，定标记点检测组件采用RFID读取器，磁条轨道对应RFID读取器设置RFID标记点，RFID标记点可以是带有标记点信息的电子标签，车体前进过程中，磁导航传感器对磁条轨道进行实时检测，并将检测信号发送给控制装置，控制装置发送指令给驱动电机，驱动轮毂转动，各轮毂沿着事先铺设好的磁条轨道，以同样的速度沿着同样的方向向前行走，到达粗检标记点i后停止，进行后序动作。
本发明的有益效果是：
本发明采用磁导航与RFID标记点定位的方式使小车的行走、定位控制更加可靠，增加小车巡检的过程中的安全性和稳定性，检测过程中，控制小车先控制车体达到粗检标记点进行粗检，如果没有检测到六氟化硫泄漏，则直接前进至下一个粗检标记点进行检测，如果检测到有六氟化硫泄漏，控制装置控制车体到达与存在泄漏嫌疑的粗检标记点对应的细检标记点进行二次检测，精确判断泄漏位置，检测精度高，结果安全可靠。
附图说明
图1是云台和气体泄漏组件安装示意图。
图2是本发明结构示意图。
图3是小车定点巡检工位示意图。
图4是泄漏检测控制流程图。
图5是泄漏细检流程图。
图中：1、车体；2、轮毂；3、云台；4、气体泄漏检测组件；5、工控机；6、保险杠；7、红外探测器；8、触摸显示屏；9、操作按钮；10、感应轨道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述：
实施例1：
如图1-图2所示，本发明所述变电站气体泄漏检测移动平台，包括小车，所述小车包括车体1和轮毂2，所述车体1上安装云台3，云台3上安装气体泄漏检测组件4，所述车体1前后两端均设置避撞组件，车体1内部设置控制装置和工控机5，车体1底部设置驱动电机、导航组件和定点检测组件，驱动电机驱动轮毂2转动，变电站对应导航组件设置感应轨道10，所述感应轨道10上对应定点检测组件设置标记点，所述避撞组件、驱动电机、导航组件和定点检测组件与控制装置相连，云台3、气体泄漏检测组件4和控制装置均与工控机5相连。
其中，避撞组件包括保险杠6和红外探测器7，红外探测器7连接控制装置，红外探测器7可以检测当前小车前进方向有无障碍物，如果有，及时停车，若存在红外探测器7探测不到的情况，小车与外界物体发生碰撞时保险杠6可防止车体1受到外力撞击，为降低车体1重心，增加车体1移动过程中的稳定度，可以为车体1设置金属外壳，例如，不锈钢；所述车体1还设有触摸显示屏8，所述触摸显示屏8连接控制装置，触摸显示屏8可实现人机交互，为操作方便，还可以在车体1上设置几个常用的操作按钮9，例如，开关按钮、前进按钮、后退按钮和急停按钮。
开始巡检时，导航组件对感应轨道10进行实时检测，并将检测信号发送给控制装置，控制装置发送指令给驱动电机，为精确控制驱动电机，可为驱动电机设置电机驱动器，控制装置通过电机驱动器驱动驱动电机旋转，从而带动轮毂2转动，各轮毂2沿着事先铺设好的感应轨道10前行，行进过程中避撞组件用于检测前方是否有障碍物，如果检测到障碍，避撞组件为控制装置发送障碍信号，然后由控制装置停止驱动电机工作，小车停止，待在原地，为及时引起工作人员注意，可在小车上设置声光报警器，在小车遇障碍急停后发出报警信号，通知工作人员及时处理；若没有障碍物阻拦，小车底部定点检测组件检测到感应轨道10上事先设置的标记点，到位后，定点监测组件向控制装置发送到位信号，控制装置控制驱动电机停转，小车待在原地，控制装置给工控机5发送监测信号，开始检测。检测时，工控机5通过预先设定的旋转及俯仰角度对车体1上的云台3进行调整，调整完毕之后，气体泄漏检测组件4开始进行扫描检测，并将检测结果存储至工控机5，完成一个标记点的检测后继续下一个标记点的检测，直至所有标记点检测完毕。
所述导航组件包括磁导航传感器，变电站对应磁导航传感器设置磁条轨道，定标记点检测组件采用RFID读取器，磁条轨道对应RFID读取器设置RFID标记点，所述标记点分为粗检标记点和细检标记点，每个粗检标记点对应设置一个细检标记点；磁导航传感器实时检测磁条轨道位置，使小车沿着磁条轨道运行，到达粗检标记点后，停车检测，检测过程中，云台3将气体泄漏检测组件4调整至检测位，然后气体泄漏检测组件4开始进行扫描检测，并将检测结果存储至工控机5，工控机5根据检测结果决定是否要进行细检，若发生泄漏，需要进行细检，工控机5发送命令给控制装置，使小车向前或向后行走到相应的细检标记点，到位后通过云台3带动气体泄漏检测组件4对设备进行全方位的检测，确定泄漏气体的具体位置，并将检测结果保存到工控机5，细检完之后接着行进到下一个粗检标记点进行检测，重复上述步骤，直至所有标记点检测完毕。
工作过程中，小车各部件工作所需的能量来源由电源提供，电源固定在车体1上，包括蓄电池、电源管理模块以及自动充电装置，一圈检测完毕之后，小车回到充电坞充电，控制装置和工控机5之间可通过通讯模块进行数据交互，通讯模块可以是有线模块也可以是无线模块，气体泄漏检测组件4可采用傅里叶红外光谱仪。
实施例2：
如图4所示，本实施例提供一种变电站气体泄漏检测移动平台的检测方法，包括以下步骤：
第一步，在感应轨道10上设置N个粗检标记点，记为标记点i，i＝1,2，…,N，其中，N取大于1的正整数，对应N个粗检标记点设置N个细检标记点，记为标记点i-1，i＝1,2，…,N；
第二步，小车在导航组件的作用下，移动至粗检标记点i后停车，定点检测组件给工控机5发送到位信号，工控机5控制云台3俯仰，通过气体泄漏检测组件4对设备进行粗检；
第三步，若未检测到泄漏，工控机5向控制装置发送信号，使小车移动至下一个粗检标记点，若检测到泄漏，控制装置记录第二步中粗检标记点i，工控机5控制小车移动至该粗检标记点对应的细检标记点i-1进行细检，确定泄漏的精确位置，细检完成后，工控机5给控制装置发信号，小车行走至下一粗检标记点；
第四步，重复上述二至三步，直至检测结束。
上述步骤中，正整数N可以根据设备尺寸及安装环境选择合适的大小，例如，5,10,18，20,30等等；如图3和图5所示，若i为奇数，细检标记点i-1设于粗检标记点i后方，若i为偶数，细检标记点i-1设于粗检标记点i前方，第三步中若检测到泄漏，控制装置记录第二步中粗检标记点i，并判断i是奇数还是偶数，若i为奇数，则小车后退至细检标记点i-1停车，然后给工控机5发送到位信号，工控机5控制云台3带动气体泄漏检测组件4对设备进行细检，确定泄漏的精确位置；若i为偶数，则小车前进至细检标记点i-1，执行同样的细检过程。
上述步骤执行过程中由避撞组件实时检测车辆前进方向有无障碍，并在发现障碍后为控制装置发送障碍信号，及时停车；避撞组件包括保险杠6和红外探测器7，红外探测器7与控制装置相连，红外探测器7检测到车体1前进方向的障碍后，给控制装置发送障碍信号，控制装置控制驱动电机停转，及时停车，为方便进行人机交互，在车体1上还可设置触摸显示屏8；导航组件包括磁导航传感器，变电站对应磁导航传感器设置磁条轨道，定标记点检测组件采用RFID读取器，磁条轨道对应RFID读取器设置RFID标记点，RFID标记点可以是带有标记点信息的电子标签，车体1前进过程中，磁导航传感器对磁条轨道进行实时检测，并将检测信号发送给控制装置，控制装置发送指令给驱动电机，驱动轮毂2转动，各轮毂2沿着事先铺设好的磁条轨道，以同样的速度沿着同样的方向向前行走，到达粗检标记点i后停止，进行后序动作。
Claims (7)
1.一种变电站气体泄漏检测移动平台，其特征在于，包括小车，所述小车包括车体(1)和轮毂(2)，所述车体(1)上安装云台(3)，云台(3)上安装气体泄漏检测组件(4)，所述车体(1)前后两端均设置避撞组件，车体(1)内部设置控制装置和工控机(5)，车体(1)底部设置驱动电机、导航组件和定点检测组件，驱动电机驱动轮毂(2)转动，变电站对应导航组件设置感应轨道(10)，所述感应轨道(10)上对应定点检测组件设置标记点，所述避撞组件、驱动电机、导航组件和定点检测组件与控制装置相连，云台(3)、气体泄漏检测组件(4)和控制装置均与工控机(5)相连；
所述变电站气体泄漏检测移动平台的检测方法，包括以下步骤：
第一步，在感应轨道(10)上设置N个粗检标记点，记为标记点i，i＝1,2，…,N，其中，N取大于2的正整数，对应N个粗检标记点设置N个细检标记点，记为标记点i-1，i＝1,2，…,N；
第二步，小车在导航组件的作用下，移动至粗检标记点i后停车，定点检测组件给工控机(5)发送到位信号，工控机(5)控制云台(3)俯仰，通过气体泄漏检测组件(4)对设备进行粗检；
第三步，若未检测到泄漏，工控机(5)向控制装置发送信号，使小车移动至下一个粗检标记点，若检测到泄漏，控制装置记录第二步中粗检标记点i，工控机(5)控制小车移动至该粗检标记点对应的细检标记点i-1进行细检，确定泄漏的精确位置，细检完之后，工控机(5)给控制装置发信号，小车行走至下一粗检标记点；
第四步，重复上述第二步至第三步，直至检测结束；
若i为奇数，细检标记点i-1设于粗检标记点i后方，若i为偶数，细检标记点i-1设于粗检标记点i前方，第三步中若检测到泄漏，控制装置记录第二步中粗检标记点i，并判断i是奇数还是偶数，若i为奇数，则小车后退至细检标记点i-1停车，然后给工控机(5)发送到位信号，工控机(5)控制云台(3)带动气体泄漏检测组件(4)对设备进行细检，确定泄漏的精确位置；若i为偶数，则小车前进至细检标记点i-1，执行同样的细检过程。
2.根据权利要求1所述的变电站气体泄漏检测移动平台，其特征在于，所述避撞组件包括保险杠(6)和红外探测器(7)，红外探测器(7)连接控制装置。
3.根据权利要求1所述的变电站气体泄漏检测移动平台，其特征在于，所述导航组件包括磁导航传感器，变电站对应磁导航传感器设置磁条轨道，定点检测组件采用RFID读取器，磁条轨道对应RFID读取器设置RFID标记点。
4.根据权利要求1所述的变电站气体泄漏检测移动平台，其特征在于，所述车体(1)还设有触摸显示屏(8)和操作按钮(9)，所述触摸显示屏(8)和操作按钮(9)连接控制装置。
5.根据权利要求1所述的变电站气体泄漏检测移动平台，其特征在于，上述步骤执行过程中由避撞组件实时检测车辆前进方向有无障碍，并在发现障碍后为控制装置发送障碍信号，及时停车。
6.根据权利要求1所述的变电站气体泄漏检测移动平台，其特征在于，所述避撞组件包括保险杠(6)和红外探测器(7)，红外探测器(7)与控制装置相连，红外探测器(7)检测到车体(1)前进方向的障碍后，给控制装置发送障碍信号，控制装置控制驱动电机停转，及时停车。
7.根据权利要求1所述的变电站气体泄漏检测移动平台，其特征在于，所述导航组件包括磁导航传感器，变电站对应磁导航传感器设置磁条轨道，定标记点检测组件采用RFID读取器，磁条轨道对应RFID读取器设置RFID标记点，车体(1)前进过程中，磁导航传感器对磁条轨道进行实时检测，并将检测信号发送给控制装置，控制装置发送指令给驱动电机，驱动轮毂(2)转动，各轮毂(2)沿着事先铺设好的磁条轨道，以同样的速度沿着同样的方向向前行走，到达粗检标记点i后停止，进行后序动作。
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