CN107727889A - 一种配网架空线超声波缺陷辅助指示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种配网架空线超声波缺陷辅助指示装置，所述装置包括超声波检测模块、第一陀螺仪模块、控制器与激光指示模块；所述超声波检测模块用于采集配网架空线缺陷位置产生的超声波信号，将采集到的所述超声波信号发送至所述控制器；所述第一陀螺仪模块用于确定所述超声波检测模块的第一方位信息，将所述第一方位信息发送至所述控制器；所述控制器与所述超声波检测模块、所述第一陀螺仪模块及所述激光指示模块电连接，根据所述超声波信号的强度及所述第一方位信息向所述激光指示模块发送控制信号；所述激光指示模块用于发射激光与采集现实图像，根据所述控制信号调整激光发射方向。

Description

一种配网架空线超声波缺陷辅助指示装置

技术领域

本发明涉及配网架空线检测领域，尤指一种配网架空线超声波缺陷辅助指示装置。

背景技术

电力配电网是连接输电网络和用户之间的桥梁纽带，其运行的健康状态对供电的安全性、可靠性和经济性有着直接影响。配电系统具有分布范围广、环境复杂且所带线路长等特点，导致了配电系统的日常运行与维护存在诸多困难。

目前，我国对电力配电系统的检修主要分为人工巡检和定期预防性试验。人工巡检存在着工作量大、效率低，且检验的结果受巡检人员实践经验、理论知识等多方面因素的影响，结论的准确性低、失误多，无法对配电系统的健康状况作出准确判断；定期预防性试验是定期对电力线路定期进行预防性试验，以期保证设备及线路安全、可靠运行，最大限度地预防事故发生。其本质上是一种离线检测的方法，在实际应用中暴露了诸多问题，其主要表现在：1)预防性试验，需对电力线路停电，这与保证线路供电可持续性矛盾；2)停电与运行两种状态始终存在着差异，其试验结果的准确性难以保证；3)预防性试验中包括耐压等多种破坏性试验，会对线路设备绝缘造成损害。因此，对于电力配网的巡检，已经从过去的被动型即在线路故障后对线路进行检查，转变为主动型的对电力配网线路局部放电的带电检测、状态评估以及趋势发展的分析诊断。

近年来，随着电网的迅速发展，电力设备的数量剧增，对其进行日常维护与定期检修的人员也出现了日益紧缺的现象。对于以往配电设备进行定期检修的方法就表现出了以下缺点：

(1)缺乏科学性。对配电设备的要求是:到期必修，修必修好，这可能导致设备失修或过渡检修，在实践上存在盲目性。

(2)影响供电的可靠性。一是定期检修停电时间较长、次数较多，对供电质量产生影响。二是由于频繁的定期检修，增加了发生设备事故与人身伤亡的概率，影响了供电的可靠性，这与电力行业“优质、安全”的服务宗旨不符。

(3)检测技术手段落后。目前，巡检人员在巡检过程中大部分并没有专业的检测工具，通常情况下是依靠以往的经验进行判断，具有局限性且不科学。

(4)缺乏对检测数据的深入的研究功能。当前在巡检过程中，所使用的检测手段与方法并不能对多次检测数据进行处理，大批检测数据也不能被有效利用，对设备状态跟剩余寿命的预测产生了限制。

配网架空线路上出现故障时，由于局部放电而在空间产生发散的超声波，因此，目前常见的配网架空线路故障检测的装置多应用超声波检测。但现有的超声波检测装置定位精度很低，由此会给配网架空线的故障检测带来检测效率低、检测成本高及检测安全性差的问题。

综上所述，目前的配网架空线的检测存在明显的不足，为了提高检测效率、节省成本及提高安全性，提高对线路故障的定位精度显得尤为重要。因此，检测设备精准的定位能力对保障电网安全稳定运行无疑将起到重要的推动作用。

发明内容

为解决目前配网架空线检测的效率低、成本高及安全性差的问题，本发明实施例提供了一种配网架空线超声波缺陷辅助指示装置，所述装置包括超声波检测模块、第一陀螺仪模块、控制器与激光指示模块；

所述超声波检测模块用于采集配网架空线缺陷位置产生的超声波信号，将采集到的所述超声波信号发送至所述控制器；

所述第一陀螺仪模块用于确定所述超声波检测模块的第一方位信息，将所述第一方位信息发送至所述控制器；

所述控制器与所述超声波检测模块、所述第一陀螺仪模块及所述激光指示模块电连接，根据所述超声波信号的强度及所述第一方位信息向所述激光指示模块发送控制信号；

所述激光指示模块用于发射激光与采集现实图像，根据所述控制信号调整激光发射方向。

本发明在超声波检测配网架空线故障的基础上，结合激光指示辅助自动定位，从而提高了配网架空线故障检测的定位精度，由此实现配网架空线故障检测的效率高、成本低及安全性高的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一种配网架空线超声波缺陷辅助指示装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一种配网架空线超声波缺陷辅助指示装置的具体结构图；

图3为本发明实施例一种配网架空线超声波缺陷辅助指示装置的使用示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种配网架空线超声波缺陷辅助指示装置。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示为本发明实施例一种配网架空线超声波缺陷辅助指示装置的结构示意图，图中装置具体包括超声波检测模块10、第一陀螺仪模块20、控制器30与激光指示模块40；

所述超声波检测模块10用于采集配网架空线缺陷位置产生的超声波信号，将采集到的所述超声波信号发送至所述控制器30；

所述第一陀螺仪模块20用于确定所述超声波检测模块10的第一方位信息，将所述第一方位信息发送至所述控制器30；

所述控制器30与所述超声波检测模块10、所述第一陀螺仪模块20及所述激光指示模块40电连接，根据所述超声波信号的强度及所述第一方位信息向所述激光指示模块40发送控制信号；

所述激光指示模块40用于发射激光与采集现实图像，根据所述控制信号调整激光发射方向。

在本实施例中，配网架空线上的故障位置会产生超声波，超声波检测模块10用于采集该超声波信号，其中，在检测时，超声波检测模块10朝向某方位时检测到超声波信号，采集该超声波信号并将该超声波信号发送至控制器30；第一陀螺仪模块20用于确定超声波检测模块10的第一方位信息，该第一陀螺仪模块20与超声波检测模块10相固定，即，第一陀螺仪模块20可以确定超声波检测模块10在检测到超声波信号时的朝向。

其中，在控制器30接收到超声波信号及第一方位信息后，根据超声波信号的强度及第一方位信息，生成一控制信号，并将该控制信号发送至激光指示模块40；激光指示模块40根据该控制信号调整激光发射的方向，激光指示模块40还可以用于采集现实图像，即，可以采集激光发射方向的图像。

通过上述本发明实施例中的装置，在配网架空线检测的过程中，通过超声波检测确定故障位置的大致方向后，根据超声波信号的强度自动控制激光的发射方向，辅助指示线路上的故障位置，由此提高了配网架空线故障检测的定位精度，实现配网架空线故障检测的效率高、成本低及安全性高的效果。

如图2所示为本发明实施例一种配网架空线超声波缺陷辅助指示装置的具体结构图，图中具体包括超声波检测模块10、第一陀螺仪模块20、控制器30、激光指示模块40、显示模块50与电源模块60，其中激光指示模块40还包括第二陀螺仪模块41、步进电机驱动子模块42、步进电机43、激光发射器44与图像采集子模块45。

作为本发明的一个实施例，所述装置还包括显示模块50，与所述控制器30及所述激光指示模块40电连接，用于显示所述超声波信号的强度与所述现实图像。

其中，显示模块50上可以显示超声波信号的强度，作业人员可通过显示模块50判断线路故障的方位，当作业人员通过读取超声波信号强度或控制器30经计算判断超声波信号强度超过预设阈值时，由此确定线路故障的大致方位；此外，显示模块50还可以显示现实图像，即，当激光指示模块40指向目标位置时，作业人员可以通过显示模块50清晰得知线路的故障位置。

作为本发明的一个实施例，所述装置还包括电源模块60，用于向所述超声波检测模块10、第一陀螺仪模块20、控制器30、激光指示模块40与显示模块供电60。

作为本发明的一个实施例，所述激光指示模块40包括第二陀螺仪模块41、步进电机驱动子模块42、步进电机43、激光发射器44与图像采集子模块45。

在本实施例中，所述第二陀螺仪模块41用于确定所述激光指示模块40的第二方位信息，将所述第二方位信息发送至所述控制器30。该第二陀螺仪模块41与激光发射器44相固定，该第二方位信息表示激光指示模块40当前的朝向，即，当前激光发射器44发射激光的方向。

在本实施例中，所述控制器30根据所述第一方位信息、第二方位信息及所述超声波信号的强度向所述步进电机驱动子模块42发送所述控制信号，所述步进电机驱动子模块42根据所述控制信号调整所述激光发射器44的发射方向。

在本实施例中，所述控制器30根据所述第一方位信息、第二方位信息及所述超声波信号的强度向所述步进电机驱动子模块42发送所述控制信号包括，

所述控制器30根据所述超声波信号的强度大小，通过第一方位信息确定强度最大的超声波信号的方位信息；

所述超声波检测模块10与所述激光指示模块40的相对位置信息存储于所述控制器内；

所述控制器30根据所述相对位置信息，确定强度最大的超声波信号与所述的激光指示模块40的相对方位信息；

所述第二陀螺仪模块41将所述第二方位信息发送至所述控制器30后，所述控制器30根据所述第二方位信息与所述相对方位信息生成所述控制信号，将所述控制信号发送至所述步进电机驱动子模块42。

其中，控制器30在接收到超声波信号及第一方位信息后，由于超声波信号的强弱不一致，结合第一方位信息判断出接收到的强度最大的超声波信号的方位信息；由于激光指示模块40与超声波检测模块10之前的相对位置关系，强度最大的超声波信号相对于超声波检测模块10的位置与相对于激光指示模块40的位置不同，激光指示模块40与超声波检测模块10之间相互固定，即，两者之间的相对位置关系固定，该相对位置信息存储于控制器30内。

根据激光指示模块40与超声波检测模块10之间的相对位置信息，控制器30可计算得出强度最大的超声波信号相对于激光指示模块40的相对方位信息，该方位信息即为目标方位，也就是激光发射器44需要指示的方位。

控制器30计算出目标方位后，由第二陀螺仪模块41确定当前激光发射器44的朝向，并将其发送至控制器30，控制器30根据目标方位及激光发射器44的朝向，生成一控制信号，并将该控制信号发送至异步电机驱动子模块42，由异步电机驱动子模块42驱动异步电机43转动，带动激光发射器44转动到目标方位。

在本实施例中，所述图像采集子模块45用于采集现实图像，采集现实图像的方向与所述激光发射器44的发射方向一致。在激光发射器44转向目标方位发射激光时，图像采集子模块45与激光发射器同步转动，保证采集到线路故障的位置图像，并将此图像信息发送至显示模块50显示。

此外，本发明实施例中的装置还可以包括超声波转换装置，用于将超声波转换为人耳可听见的声音，通过耳机或喇叭播放出来，超声波信号强度越大，所能收听到的声音越大，由此配合显示模块50显示的超声波信号强度值，供作业人员判断故障方位。

通过上述本发明实施例中的装置，在配网架空线检测的过程中，通过超声波检测确定故障位置的大致方向后，根据超声波信号的强度自动控制激光的发射方向，辅助指示线路上的故障位置，由此提高了配网架空线故障检测的定位精度，实现配网架空线故障检测的效率高、成本低及安全性高的效果。

如图3所示为本发明实施例一种配网架空线超声波缺陷辅助指示装置的使用示意图，如图中所示为本发明装置的作业场景。图中所示具体包括超声波检测模块10、第一陀螺仪模块20、控制器30与激光指示模块40。其中，所述装置设有一外壳，壳体内设置有第一陀螺仪模块20、控制器30、显示模块50及电源模块60，壳体前端设置有超声波检测模块10及激光指示模块40。其中，超声波检测模块10及激光指示模块40相固定，激光指示模块40内的激光发射器可以自由转动。

在本实施例中，如图3中所示的目标为故障线路，作业人员可以手持或采用支架固定本发明的装置，通过超声波检测模块10确定故障的大体方位，控制器30根据超声波信号强度、各模块的位置及方位信息向激光指示模块40发送控制信号，激光指示模块40根据控制信号调整激光发射器的朝向，最终激光发射方向指向故障位置，作业人员可通过显示模块50显示的图像得知线路的故障位置。

通过上述本发明实施例中的装置，在配网架空线检测的过程中，通过超声波检测确定故障位置的大致方向后，根据超声波信号的强度自动控制激光的发射方向，辅助指示线路上的故障位置，由此提高了配网架空线故障检测的定位精度，实现配网架空线故障检测的效率高、成本低及安全性高的效果。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种配网架空线超声波缺陷辅助指示装置，其特征在于，所述装置包括超声波检测模块、第一陀螺仪模块、控制器与激光指示模块；

所述超声波检测模块用于采集配网架空线缺陷位置产生的超声波信号，将采集到的所述超声波信号发送至所述控制器；

所述第一陀螺仪模块用于确定所述超声波检测模块的第一方位信息，将所述第一方位信息发送至所述控制器；

所述控制器与所述超声波检测模块、所述第一陀螺仪模块及所述激光指示模块电连接，根据所述超声波信号的强度及所述第一方位信息向所述激光指示模块发送控制信号；

所述激光指示模块用于发射激光与采集现实图像，根据所述控制信号调整激光发射方向。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括显示模块，与所述控制器及所述激光指示模块电连接，用于显示所述超声波信号的强度与所述现实图像。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括电源模块，用于向所述超声波检测模块、第一陀螺仪模块、控制器、激光指示模块与显示模块供电。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述激光指示模块包括第二陀螺仪模块、步进电机驱动子模块、步进电机、激光发射器与图像采集子模块。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二陀螺仪模块用于确定所述激光指示模块的第二方位信息，将所述第二方位信息发送至所述控制器。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制器根据所述第一方位信息、第二方位信息及所述超声波信号的强度向所述步进电机驱动子模块发送所述控制信号，所述步进电机驱动子模块根据所述控制信号调整所述激光发射器的发射方向。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制器根据所述第一方位信息、第二方位信息及所述超声波信号的强度向所述步进电机驱动子模块发送所述控制信号包括，

所述控制器根据所述超声波信号的强度大小，通过第一方位信息确定强度最大的超声波信号的方位信息；

所述超声波检测模块与所述激光指示模块的相对位置信息存储于所述控制器内；

所述控制器根据所述相对位置信息，确定强度最大的超声波信号与所述的激光指示模块的相对方位信息；

所述第二陀螺仪模块将所述第二方位信息发送至所述控制器后，所述控制器根据所述第二方位信息与所述相对方位信息生成所述控制信号，将所述控制信号发送至所述步进电机驱动子模块。

8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述图像采集子模块用于采集现实图像，采集现实图像的方向与所述激光发射器的发射方向一致。