CN106932694B - 绝缘子劣化检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种绝缘子劣化检测设备，其是包括无人机、拍摄装置、火花叉、遥控装置和数据接收装置，无人机包括飞行器、控制装置和通信装置，遥控装置发送遥控信号至通信装置，通信装置将遥控信号转发至控制装置，控制装置根据遥控信号控制飞行器的运行状态以及拍摄装置的运行状态，拍摄装置和火花叉安装在飞行器上，拍摄装置可以拍摄到火花叉，拍摄画面可以经控制装置和通信装置传送到数据接收装置，检测人员只需要通过遥控设备和数据接收装置对无人机进行控制，就可以逐片检测绝缘子，无需登上杆塔，检测的效率更高，而且避免了高空作业的危险。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统检测技术领域，特别是涉及一种绝缘子劣化检测设备。
背景技术
电力输电线路中的瓷质绝缘子的零值检测是保证输电线路运行安全稳定的重要工作之一。高压输电线路绝缘子是一种将带电导线与地电位杆塔隔离开的重要设备，随着电压等级的升高，其使用个数也随之增加，成为绝缘子串。然而随着运行时间的增长，绝缘子会逐步地发生劣化现象。绝缘子串中如果存在劣化绝缘子，一旦有过电压出现，就会造成绝缘子内部击穿，瓷质完全丧失绝缘能力，从而产生低零值绝缘子。雷击和污闪产生的瞬时短路电流严重时可能会引起低零值绝缘子的过热爆炸，从而产生掉串事故，对输电线路安全运行构成极大威胁。所以制定计划，对绝缘子进行周期检测，以便及时找出劣化绝缘子十分重要。尤其目前仍在使用的位于重要交叉跨越段、大跨越等杆塔的瓷质绝缘子，投运时间长、受外界影响程度大，所承担作用重大，其劣化检测更为关键。
目前常用的劣化检测设备为火花叉等，火花叉以其简单实用的特点得到了广泛采用。但是，在使用火花叉时需要检测操作人员登高爬上杆塔，手持火花叉逐个检测杆塔上所有的绝缘子，不仅耗费时间，效率低，而且检测过程的危险性较高。
发明内容
基于此，有必要针对现有的火花叉检测绝缘子劣化的检测方式效率低、危险性高的问题，提供一种绝缘子劣化检测设备。
绝缘子劣化检测设备，包括无人机、拍摄装置、火花叉、遥控装置和数据接收装置；
无人机包括飞行器、控制装置和通信装置，控制装置和通信装置设置于飞行器内部，拍摄装置和火花叉安装在飞行器上；
遥控装置发送遥控信号至通信装置，通信装置将遥控信号转发至控制装置，遥控信号包括第一遥控信号和/或第二遥控信号；
控制装置根据第一遥控信号控制飞行器的运行状态，根据第二遥控信号控制拍摄装置的运行状态，在拍摄装置处于拍摄状态时，拍摄装置将拍摄画面经控制装置和通信装置实时传输至数据接收装置；
遥控装置根据数据接收装置当前接收到的拍摄画面动态调整第一遥控信号，直至飞行器飞行至目标位置，其中，目标位置是火花叉与绝缘子接触时飞行器所处的位置；
在飞行器飞行至目标位置后，拍摄装置将拍摄焦点聚集在火花叉上，拍摄火花叉对绝缘子的检测画面，将检测画面数据经控制装置和通信装置传输至数据接收装置。
根据上述绝缘子劣化检测设备，其是包括无人机、拍摄装置、火花叉、遥控装置和数据接收装置，无人机包括飞行器、控制装置和通信装置；遥控装置发送遥控信号至通信装置，通信装置将遥控信号转发至控制装置，控制装置根据遥控信号控制飞行器的运行状态以及拍摄装置的运行状态，拍摄装置和火花叉安装在飞行器上，拍摄装置可以拍摄到火花叉，拍摄画面可以经控制装置和通信装置传送到数据接收装置，当控制飞行器飞行至火花叉与绝缘子良好接触的位置使，火花叉对绝缘子进行劣化检测，拍摄装置还可以记录检测过程，实时将拍摄记录的数据通过控制装置和通信装置传送至数据接收装置，便于对绝缘子劣化检测进行监控。检测人员只需要通过遥控设备和数据接收装置对无人机进行控制，就可以逐片检测绝缘子，无需登上杆塔，检测的效率更高，而且避免了高空作业的危险。
附图说明
图1为其中一个实施例的绝缘子劣化检测设备的结构示意图；
图2为其中一个实施例的绝缘子劣化检测设备的部分结构示意图；
图3为其中一个实施例的绝缘子劣化检测设备的部分结构示意图；
图4为其中一个实施例的绝缘子劣化检测设备的部分结构示意图；
图5为其中一个实施例的火花叉的结构示意图；
图6为其中一个实施例的绝缘子劣化检测设备的部分结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
参见图1所示，为本发明实施例的绝缘子劣化检测设备的结构示意图。该实施例中的绝缘子劣化检测设备，包括无人机100、拍摄装置200、火花叉300、遥控装置400和数据接收装置500；
无人机100包括飞行器110、控制装置120和通信装置130，控制装置120和通信装置130设置于飞行器110内部，拍摄装置200和火花叉300安装在飞行器110上；
遥控装置400发送遥控信号至通信装置130，通信装置130将遥控信号转发至控制装置120，遥控信号包括第一遥控信号和/或第二遥控信号；
控制装置120根据第一遥控信号调整飞行器110的运行状态，根据第二遥控信号控制拍摄装置200的运行状态；在拍摄装置200处于拍摄状态时，拍摄装置200将拍摄画面经控制装置120和通信装置130实时传输至数据接收装置500；
遥控装置400根据数据接收装置500当前接收到的拍摄画面动态调整第一遥控信号，直至飞行器110飞行至目标位置，其中，目标位置是火花叉300与绝缘子接触时飞行器110所处的位置；
在飞行器飞行至目标位置后，拍摄装置将拍摄焦点聚集在火花叉300上，拍摄火花叉300对绝缘子的检测画面，将检测画面数据经控制装置120和通信装置130传输至数据接收装置500。
在本实施例中，绝缘子劣化检测设备包括无人机100、拍摄装置200、火花叉300、遥控装置400和数据接收装置500，无人机100包括飞行器110、控制装置120和通信装置130；遥控装置400发送遥控信号至通信装置130，通信装置130将遥控信号转发至控制装置120，控制装置120根据遥控信号控制飞行器110的运行状态以及拍摄装置200的运行状态，拍摄装置200和火花叉300安装在飞行器110上，拍摄装置200可以拍摄到火花叉300，拍摄画面可以经控制装置120和通信装置130传送到数据接收装置500，当控制飞行器110飞行至火花叉300与绝缘子良好接触的位置，对绝缘子进行劣化检测，拍摄装置200还可以记录检测过程，实时将拍摄记录的数据通过控制装置120和通信装置130传送至数据接收装置500，便于对绝缘子劣化检测进行监控。检测人员只需要通过遥控设备400和数据接收装置500对无人机100进行控制，就可以逐片检测绝缘子，无需登上杆塔，检测的效率更高，而且避免了高空作业的危险。
可选的，在飞行器110起飞时就可以通过遥控装置400开启拍摄装置200，根据数据接收装置500接收的画面确定飞行器110的具体位置，便于遥控飞行器110飞行至火花叉300与绝缘子接触的位置。在遥控改变飞行器110的位置时，拍摄装置200的拍摄焦点可以聚集在飞行器110所处的环境。
可选的，在火花叉300检测完一个绝缘子以后，遥控装置400可以调整第一遥控信号，使飞行器110飞至下一个目标位置，检测下一个绝缘子。
可选的，遥控装置400发送遥控信号时，可以单独发送第一遥控信号或第二遥控信号，也可以同时发送第一遥控信号和第二遥控信号。
在其中一个实施例中，如图2所示，绝缘子劣化检测设备还包括连接在火花叉300和控制装置120之间的火花叉放电检测装置600；
火花叉放电检测装置600用于在火花叉300与绝缘子接触时检测火花叉300上产生的电流，并将电流数据经控制装置120和通信装置130传输至数据接收装置500。
在本实施例中，在火花叉300和控制装置120之间还连接有一个火花叉放电检测装置600，火花叉对绝缘子进行劣化检测时，主要是通过火花叉放电时的声音和火花来判断绝缘子性能是否良好，但是拍摄装置拍摄的画面和声音由于受到光线、噪音的影响，有可能会对绝缘子劣化检测判断造成误差，火花叉放电检测装置600可以对火花叉检测时产生的放电火花电流进行检测，并将电流数据经控制装置120和通信装置130传送到数据接收装置500，可以根据电流数据更加准确地判断绝缘子的劣化程度。
可选的，火花叉放电检测装置600可以设置在飞行器110内部。
可选的，火花叉放电检测装置600检测到的数据可以实时通过控制装置120和通信装置130传输至数据接收装置500。
在其中一个实施例中，如图3所示，无人机100还包括云台140，云台140设置于飞行器110的腹部，控制装置120控制云台140旋转，火花叉300安装在云台140上。
在本实施例中，在飞行器110的腹部安装有云台140，控制装置120可以根据遥控信号控制云台140在各个方向上进行旋转，安装在云台140上的火花叉300可以随云台140的旋转而变换位置，以适应检测杆塔上不同安装位置的绝缘子的劣化检测。
可选的，云台140的旋转也是由遥控装置400间接控制的，遥控装置可以发送第三遥控信号至通信装置130，通信装置130将其转发至控制装置120，控制装置120根据第三遥控信号控制云台140的旋转。
优选的，云台140的最大旋转角度为180度。一般在杆塔上的绝缘子有垂直安装和水平安装两种形式，云台140的最大旋转角度为180度就足以调整其上的火花叉来检测这两种不同形式的绝缘子。
在其中一个实施例中，如图4所示，拍摄装置200安装在云台140上。
在本实施例中，由于火花叉300安装在云台140上，而且云台140可以在各个方向上进行旋转，拍摄装置200也安装在云台140上，便于拍摄装置200可以实时拍摄到同时安装在云台140上的火花叉300，消除云台140旋转时拍摄装置200对火花叉300的拍摄死角。
在其中一个实施例中，拍摄装置200为拍摄角度可调的摄像机。
在本实施例中，拍摄装置200为拍摄角度可调的摄像机，通过改变摄像机的拍摄角度，可以多角度地观察火花叉300与绝缘子的接触状态，从而进一步确保火花叉300与绝缘子能接触良好。
在其中一个实施例中，飞行器110为旋翼无人机。
在本实施例中，旋翼无人机可以很好地完成高空飞行，具备精确悬停的功能，能够在空中续航一定的时间，能保证完成绝缘子的劣化检测任务。
在其中一个实施例中，如图5所示，火花叉300包括固定板310、两块金属片320和两条金属接触丝330；
固定板310固定在云台140上，相隔预设距离的两块金属片320固定在固定板310上，两条金属接触丝330的一端分别固定在两块金属片320和固定板310之间，两条金属接触丝330的另一端之间的距离与绝缘子上下铁帽之间的距离相同。
在本实施例中，火花叉300包括固定板310、两块金属片320和两条金属接触丝330，火花叉300通过固定板310固定在云台上，两条金属接触丝330用于与绝缘子上下铁帽接触，在接触良好时，若绝缘子性能良好，绝缘子两端的电压会通过金属接触丝加载在金属片上，进而产生放电火花，通过拍摄装置观察检测时是否产生放电火花就可以对绝缘子的劣化程度进行判断，以此完成对绝缘子的劣化检测。
在其中一个实施例中，数据接收装置500集成在遥控装置400中
在本实施例中，数据接收装置500可以集成在遥控装置400中，如此在利用遥控装置400遥控飞行器110时就可以利用该遥控装置直接接收无人机返回的数据，包括飞行器110的飞行数据、拍摄装置200的拍摄画面数据，在实遥控操作时可以准确操控无人机。
在其中一个实施例中，如图6所示，绝缘子劣化检测设备还包括数据存储装置700，数据存储装置700分别与拍摄装置200、火花叉放电检测装置600、控制装置120连接，数据存储装置700用于存储拍摄装置200的拍摄画面数据和火花叉放电检测装置600的检测数据。
在本实施例中，绝缘子劣化检测设备还包括数据存储装置700，控制装置120可以控制拍摄装置200将其拍摄数据保存在数据存储装置中，也可以控制火花叉放电检测装置600将其检测数据保存在数据存储装置中，即使通信装置130出现故障，无法实时传输拍摄数据和火花叉放电测量数据，也可以先将数据保存在数据存储装置700中，便于在将飞行器回收以后得到保存的数据进行进一步的处理。
可选的，数据存储装置700可以设置在飞行器110内部。
在一个具体的实施例中，绝缘子劣化检测设备包括无人机100、拍摄装置200、火花叉300、遥控装置400、数据接收装置500和火花叉放电检测装置600；无人机100包括飞行器110、控制装置120、通信装置130和云台140；
控制装置120和通信装置130设置于飞行器110内部，控制装置120与通信装置130相互连接；云台140设置于飞行器110的腹部，并与控制装置120连接；拍摄装置200与控制装置120连接；
无人机100可以为旋翼无人机等，可以很好地完成高空飞行，具备精确悬停的功能，能够在空中续航一定的时间，能保证完成绝缘子的劣化检测任务；
遥控装置400可以发送遥控信号至飞行器110中的通信装置130，通信装置130将遥控信号转发至控制装置120，控制装置120根据遥控信号控制飞行器110的运行状态(如飞行器110的起降、飞行、悬停等)、云台140在各个方向上的旋转以及拍摄装置200的运行状态；云台140的最大旋转角度可以是180度；
拍摄装置200和火花叉300均安装在云台140上，在云台140旋转时，火花叉300可以随云台140旋转，拍摄装置200也安装在云台140上，便于拍摄装置200可以实时拍摄到同时安装在云台140上的火花叉300，消除云台140旋转时拍摄装置200对火花叉300的拍摄死角；同时，拍摄装置200可以是拍摄角度可调的摄像机，通过改变摄像机的拍摄角度，可以多角度地观察火花叉300与绝缘子的接触状态，从而进一步确保火花叉300与绝缘子能接触良好；
拍摄装置200可以拍摄到火花叉300，拍摄画面可以经控制装置120和通信装置130传送到数据接收装置500，当遥控装置400控制飞行器110飞行至杆塔绝缘子附近时，可通过数据接收装置500接收到的拍摄画面，利用遥控装置400调整飞行器110的位置以及云台140上的火花叉300与绝缘子的相对位置，使火花叉300与绝缘子良好接触，对绝缘子进行劣化检测，拍摄装置200还可以记录检测过程，实时将拍摄记录的数据通过控制装置120和通信装置130传送至数据接收装置500，便于对绝缘子劣化检测进行监控。
在进行绝缘子劣化检测时，连接在火花叉300和控制装置120之间的火花叉放电检测装置600可以对火花叉检测时产生的放电火花电流进行检测并记录，并将电流数据经控制装置120和通信装置130传送到数据接收装置500，可以根据电流数据更加准确地判断绝缘子的劣化程度。
遥控装置400可以发送相应的遥控信号，经通信装置130转发至控制装置120，控制装置120根据该遥控信号控制火花叉放电检测装置600的启闭。
另外，拍摄装置200和火花叉放电检测装置600这两者本身可以具备数据存储功能，若没有数据存储功能，可以在飞行器110中设置一个分别与拍摄装置200、火花叉放电检测装置600、控制装置120连接数据存储装置700，控制装置120可以控制拍摄装置200将其拍摄数据保存在数据存储装置中，也可以控制火花叉放电检测装置600将其检测数据保存在数据存储装置中，即使通信装置130出现故障，无法实时传输拍摄数据和火花叉放电测量数据，也可以先将数据保存在数据存储装置中，便于在将飞行器回收以后得到保存的数据进行进一步的处理。
检测人员遥控无人机飞行到待测绝缘子位置，然后依靠无人机上的拍摄装置，辅助检测人员将火花叉的金属接触丝接触到绝缘子的上下铁帽上，地面操作人员通过摄像机可以直接观测放电情况，也可分析由通信装置传输返回的数据，进一步判断绝缘子的优劣，本发明实现了远程测量，不仅消除了人工登塔的高空作业风险，在地面上就可检测绝缘子优劣，并能够远程得到测量数据，为进一步分析提供支撑，提高了检测效率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种绝缘子劣化检测设备，其特征在于，包括无人机(100)、拍摄装置(200)、火花叉(300)、遥控装置(400)和数据接收装置(500)；
所述无人机(100)包括飞行器(110)、控制装置(120)和通信装置(130)，所述控制装置(120)和所述通信装置(130)设置于所述飞行器(110)内部，所述拍摄装置(200)和所述火花叉(300)安装在所述飞行器(110)上；
所述遥控装置(400)发送遥控信号至所述通信装置(130)，所述通信装置(130)将所述遥控信号转发至所述控制装置(120)，所述遥控信号包括第一遥控信号和/或第二遥控信号；
所述控制装置(120)根据所述第一遥控信号控制所述飞行器(110)的运行状态，根据所述第二遥控信号控制所述拍摄装置(200)的运行状态，在所述拍摄装置(200)处于拍摄状态时，所述拍摄装置(200)将拍摄画面经所述控制装置(120)和所述通信装置(130)实时传输至所述数据接收装置(500)；
所述遥控装置(400)根据所述数据接收装置(500)当前接收到的拍摄画面动态调整所述第一遥控信号，直至所述飞行器(110)飞行至目标位置，其中，所述目标位置是所述火花叉(300)与绝缘子接触时所述飞行器(110)所处的位置；
在遥控改变所述飞行器(110)的位置时，所述拍摄装置(200)的拍摄焦点聚集在所述飞行器(110)所处的环境；
在所述飞行器飞行至所述目标位置后，所述拍摄装置将拍摄焦点聚集在所述火花叉(300)上，拍摄所述火花叉(300)对绝缘子的检测画面，将检测画面数据经所述控制装置(120)和所述通信装置(130)传输至所述数据接收装置(500)。
2.根据权利要求1所述的绝缘子劣化检测设备，其特征在于，还包括连接在所述火花叉(300)和所述控制装置(120)之间的火花叉放电检测装置(600)；
所述火花叉放电检测装置(600)用于在所述火花叉(300)与所述绝缘子接触时检测所述火花叉(300)上产生的电流，并将电流数据经所述控制装置(120)和所述通信装置(130)传输至所述数据接收装置(500)。
3.根据权利要求1所述的绝缘子劣化检测设备，其特征在于，所述无人机(100)还包括云台(140)，所述云台(140)设置于所述飞行器(110)的腹部，控制装置(120)控制云台(140)旋转，所述火花叉(300)安装在所述云台(140)上。
4.根据权利要求3所述的绝缘子劣化检测设备，其特征在于，所述云台(140)的最大旋转角度为180度。
5.根据权利要求3所述的绝缘子劣化检测设备，其特征在于，所述拍摄装置(200)安装在所述云台(140)上。
6.根据权利要求1所述的绝缘子劣化检测设备，其特征在于，所述拍摄装置(200)为拍摄角度可调的摄像机。
7.根据权利要求1所述的绝缘子劣化检测设备，其特征在于，所述无人机(100)为旋翼无人机。
8.根据权利要求3所述的绝缘子劣化检测设备，其特征在于，所述火花叉(300)包括固定板(310)、两块金属片(320)和两条金属接触丝(330)；
所述固定板(310)固定在所述云台(140)上，相隔预设距离的两块金属片(320)固定在所述固定板(310)上，两条金属接触丝(330)的一端分别固定在两块金属片(320)和所述固定板(310)之间，两条金属接触丝(330)的另一端之间的距离与绝缘子上下铁帽之间的距离相同，两条金属接触丝(330)的另一端用于与所述绝缘子上下铁帽接触。
9.根据权利要求1所述的绝缘子劣化检测设备，其特征在于，所述数据接收装置(500)集成在所述遥控装置(400)中。
10.根据权利要求2所述的绝缘子劣化检测设备，其特征在于，还包括数据存储装置(700)，所述数据存储装置(700)分别与所述拍摄装置(200)、所述火花叉放电检测装置(600)、所述控制装置(120)连接，所述数据存储装置(700)用于存储所述拍摄装置(200)的拍摄画面数据和所述火花叉放电检测装置(600)的检测数据。
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