CN107732775A - 一种高压输电线巡检系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压输电线巡检系统，它包括机体，还包括与控制器相连接的行走机构、检测系统、供电系统和除冰系统；机体通过前后行走机构支撑而设置在输电线上；所述检测系统包括匹配电路、与匹配电路连接的形变感应装置、障碍传感器、存储器，用于检测输电线路上的覆冰厚度和障碍；所述供电系统用于对控制器、行走机构、检测系统和除冰系统进行供电；所述除冰系统所述除冰系统包括柱状刀架和除冰支架。该系统能够越过输电线上的障碍，检测输电线覆冰并进行除冰，提高巡检效率，越障简单，得到更好的除冰清洁和巡检效果。

Description

一种高压输电线巡检系统

技术领域

本发明涉及输电线巡检领域，尤其涉及一种高压输电线巡检系统。

背景技术

为了保障电力线路的正常运行，需要对输电线路进行定期维护有利于了解线路的运行状况，也能及时发现线路及设备的缺陷和周边环境情况的变化，为线路维修维护提供资料。目前输电线巡检主要是采用人工检测的方式进行，但我国输电线路里程长、覆盖范围广，有些线路还跨越山区、大河、草地及原始森林等，这就使巡检工作劳动强度大且难以保证巡检到位，并且影响巡检质量。

另一方面，随着电力运输技术的发展和需求的增长，挂网运行的超高压输电线越来越多，如果还是采用人工检测的方式，不仅受到各类地形、气候的限制，而且巡检人员的安全也存在较大隐患。现有技术中还出现了无人机巡航的检测方式，无人机高空作业在精度和效率上得到提高，但是检测费用较高，且存在续航和稳定性不高等问题，同时不能有效用于超高压输电线清理。

而现有输电线上不仅设置有间隔棒，还会出现结冰、鸟粪粘结等情况，这些可能出现的情况导致在输电线巡检过程需要克服行走障碍以及输电线清理等,同时对于远距离的巡检过程中还需要克服电力、检测等问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，为了解决上述问题，本发明提供一种直接在超高压输电线上行走的系统，对超高压输电线路进行巡检，同时能实现越障、检测、清理等功能，提高巡检效率和输电线使用寿命。

本发明采用的技术方案如下：

一种高压输电线巡检系统，其特征在于，包括机体和与机体连接的控制器，还包括与控制器相连接的行走机构、检测系统、供电系统和除冰系统；

所述行走机构包括前行走轮和后行走轮；所述前行走轮和后行走轮通过转轴安装在机体上；所述前行走轮和后行走轮通过带传动或链传动的方式与机体内的前行走轮驱动电机和后行走轮驱动电机相连，所述前行走轮驱动电机和后行走轮驱动电机设置在机体底部；

所述检测系统包括匹配电路、与匹配电路连接的形变感应装置、障碍检测传感器、存储器，用于检测输电线路上的覆冰厚度和障碍；

所述供电系统用于对控制器、行走机构、检测系统和除冰系统进行供电，包括电能接收端、蓄电容器、电能发射端和电能拾取装置；

所述除冰系统所述除冰系统包括柱状刀架和除冰支架，柱状刀架通过除冰支架设置在机体内，所述柱状刀架套设在输电线上；所述柱状刀架在除冰支架上转动，其转动轴线与输电线重合。

每个行走机构包括支撑臂和行走轮，所述支撑臂上端与机体活动连接，下端设置有行走轮，所述行走轮设置在输电线上带动机体沿输电线移动；所述支撑臂下端沿输电线延伸方向前或向后摆动，使行走轮抬起而脱离输电线；所述支撑臂上端通过摆动轴转动连接在机体顶部，摆动轴与摆动电机相连，所述摆动电机设置在机体顶部带动支撑臂向前或向后摆动。

所述形变感应装置连接有活动片，所述活动片为用于与架空线路或架空线路上的覆冰接触以发生弹性形变的弹性机构，所述形变感应装置感应所述活动片的形变量，将所述形变量发送给匹配电路；

所述存储器存储有所述活动片的形变量与覆冰厚度对应关系的数据；所述匹配电路用于接收所述形变感应装置发送的所述活动片的形变量，根据所述形变量在所述存储器中匹配出所述形变量对应的覆冰厚度，并将覆冰厚度传输至控制器。

所述形变感应装置和其连接的活动片为一对，分别设置在所述架空线路截面的纵向两面，沿架空线路走廊方向设置；或者所述形变感应装置和其连接的活动片为两对，分别设置在所述架空线路截面的横、纵向四面，沿架空线路走廊方向设置。

所述供电系统安装在机体上；所述电能接收端包括共振线圈、接收线圈、高频整流电路和充电电路，所述高频整流电路包括整流电路和低通滤波电路，所述电能接收端用于接收无线电能，为蓄电容器充电；所述蓄电容器用于储存电量；所述电能发射端包括功率变换器、阻抗匹配电路、发射线圈和共振线圈，用于将电能转换为传输能量，进行无线传输；所述电能拾取装置，用于从输电线上获取电能；所述电能拾取装置包括电流互感器，所述电流互感器包括磁芯，磁芯上分别缠绕有线圈，线圈连接整流滤波电路，整流滤波电路连接冲击保护电路，所述冲击保护电路包括气体放电管、双向的瞬态抑制二极管和压敏电阻。

所述除冰系统设置在前行走轮和后行走轮之间；所述刀架的轴线上开设使输电线穿过的通孔，通孔内壁上设置有若干刀排；所述刀排与通孔轴线平行；所述刀排绕通孔轴线等间隔设置；所述刀架两端设置在除冰支架上，所述刀架通过除冰支架设置在机体内；所述刀架能够在除冰支架上转动，所述刀架上设置有传动轮，所述传动轮通过带传动或链传动的方式与机体内的刀架驱动电机相连。

所述刀排包括刀排板，刀排板上沿刀排板长度方向等间隔的设置有若干刀具。

所述刀架壁上开设有多列刀具安装孔，每列刀具安装孔与刀架轴线平行，每列刀具安装孔均与刀架内的通孔连通；所述所述刀排上的刀具能够全部插入刀具安装孔内，所述刀具安装孔的直径，与刀具的直径相匹配。所述刀具的直径可以一致或不一致。

所述刀架外套设有刀排调节机构，所述刀排调节机构用于调节刀具插入刀具安装孔的深度；所述刀排调节机构包括套设在刀架外的刀排调节架，所述刀排调节架通过支架的支撑套设在刀架外；所述刀排板匹配套设在一调节螺杆5上，所述调节螺杆转动安装在刀排调节架上，当调节螺杆转动时，刀排板沿调节螺杆上下移动，使刀排上的刀具插入或退出刀具安装孔。

基于前述任一输电线巡检系统的越障方法，其特征在于，具体方法步骤如下：

控制器控制驱动电机转动，带动机体在输电线上向前移动，当前端障碍检测传感器检测到前方有障碍时，控制器控制前摆动电机转动，带动前支撑臂向前或向后摆动角度，使前行走轮抬起，机体继续向前移动，使前行走轮越过障碍；当后端障碍检测传感器检测到障碍后，控制器控制中摆动电机转动，带动中支撑臂向前或向后摆动角度，使中行走轮复位，同时控制器控制后摆动电机转动，带动后支撑臂向前或向后摆动角度a，使后行走轮抬起，机体继续向前移动，使后行走轮越过障碍；直到前端障碍检测传感器检测到前方有障碍时，控制器控制后行走轮复位，然后重复上述过程。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)本发明的巡检系统能结合对障碍的检测和相应控制实现越障，越障简单，越障过程中，不用停机，提高了越障效率,并且在越障过程中，系统动作简单，不会在输电线上产生较大的震动，避免掉落和晃动脱落。

（2）本发明的巡检系统可对高压架设线进行检测覆冰厚度并进行自适应除冰控制，在低温冰冻环境下通过高效的除冰刀具结构完成对高压架设线的清理，有利于延长架设线寿命。

（3）本发明的巡检系统可拾取母线的电能并提供给巡检系统，在拾能中通过电流互感充电，不需要其他的能源，有效的利用输电线产生的交变磁场，并能及时为巡检系统提供稳定和大量电能。

附图说明

图1是本发明提供的系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、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详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种高压输电线巡检系统，包括机体和与机体连接的控制器，还包括分别与控制器相连接的行走机构、检测系统、供电系统和除冰系统；

进一步的，所述控制器位于机体内，所述机体通过设置在其两侧的行走机构设置在输电线上, 每侧的行走机构均设置在同一根输电线上。

所述行走机构包括安装在输电线上的前行走轮和后行走轮；所述前行走轮和后行走轮通过转轴安装在机体上；所述前行走轮和后行走轮通过带传动或链传动的方式与机体内的前行走轮驱动电机和后行走轮驱动电机相连，所述前行走轮驱动电机和后行走轮驱动电机设置在机体底部。

进一步的，其中每个行走机构均包括支撑臂和行走轮，所述支撑臂上端与机体活动连接，下端设置有行走轮，所述行走轮设置在输电线上带动机体沿输电线移动；所述支撑臂下端能够沿输电线延伸方向前或向后摆动，使行走轮抬起而脱离输电线；所述支撑臂上端均通过摆动轴转动连接在机体顶部，摆动轴与摆动电机相连，所述摆动电机设置在机体顶部带动支撑臂向前或向后摆动；

所述检测系统包括匹配电路、与匹配电路连接的形变感应装置、障碍传感器、存储器，用于检测输电线路上的覆冰厚度和障碍；

进一步的，所述形变感应装置连接有活动片，所述活动片为弹性机构，用于与架空线路或架空线路上的覆冰接触以发生弹性形变，所述形变感应装置用于感应所述活动片的形变量，将所述形变量发送给匹配电路；

进一步的，所述存储器存储有所述活动片的形变量与覆冰厚度对应关系的数据；所述匹配电路用于接收所述形变感应装置发送的所述活动片的形变量，根据所述形变量在所述存储器中匹配出所述形变量对应的覆冰厚度，并将覆冰厚度传输至控制器；当覆冰厚度大于预定的阈值时，所述控制器控制除冰系统进行除冰工作。

进一步的，所述形变感应装置和其连接的活动片为一对，分别设置在所述架空线路截面的纵向两面，沿架空线路走廊方向设置；或者所述形变感应装置和其连接的活动片为两对，分别设置在所述架空线路截面的横、纵向四面，沿架空线路走廊方向设置。

进一步的，所述形变感应装置为扭矩传感器。

进一步的，障碍检测传感器设置在机体顶部，并分别设置在前后行走机构前方。

所述供电系统用于对控制器、行走机构、检测系统和除冰系统进行供电，包括电能接收端、蓄电容器、电能发射端和电能拾取装置；所述供电系统安装在机体上；所述电能接收端包括共振线圈、接收线圈、高频整流电路和充电电路，所述高频整流电路包括整流电路和低通滤波电路，所述电能接收端用于接收无线电能，为蓄电容器充电；所述蓄电容器用于储存电量；所述电能发射端包括功率变换器、阻抗匹配电路、发射线圈和共振线圈，用于将电能转换为传输能量，进行无线传输；所述电能拾取装置，用于从输电线上获取电能；所述电能拾取装置包括电流互感器，所述电流互感器包括磁芯，磁芯上分别缠绕有线圈，线圈连接整流滤波电路，整流滤波电路连接冲击保护电路，所述冲击保护电路包括气体放电管、双向的瞬态抑制二极管和压敏电阻。

所述除冰系统包括柱状刀架和除冰支架，柱状刀架通过除冰支架设置在机体内，所述柱状刀架套设在输电线上，本实施例中，刀架为圆柱状；所述柱状刀架能够在除冰机构支架上转动，其转动轴线与输电线重合。

所述除冰系统设置在前行走轮和后行走轮之间；所述刀架的轴线上开设能够使输电线穿过的通孔，通孔内壁上设置有若干刀排；本实施例中，刀架14上设置有4个刀排；所述刀排与通孔轴线平行；所述刀排绕通孔轴线等间隔设置；所述刀架两端设置在除冰支架上，所述刀架通过除冰支架设置在机体内；所述刀架能够在除冰支架上转动，所述刀架上设置有传动轮，所述传动轮通过带传动或链传动的方式与机体内的刀架驱动电机相连。

所述刀排包括刀排板，刀排板上沿刀排板长度方向等间隔的设置有若干刀具。

所述刀架壁上开设有多列刀具安装孔，本实施例中，开设有4列，每列刀具安装孔与刀架轴线平行，每列刀具安装孔均与刀架内的通孔连通；所述所述刀排上的刀具能够全部插入刀具安装孔内，所述刀具安装孔的直径，与刀具的直径相匹配。所述刀具的直径可以一致或不一致，本实施例中，从机体前端至末端，刀具直径依次变细；较粗的刀具用于粗切冰层，较细的刀具用精切冰层，提高切削效果。因为粗切阻力大，刀具易磨损，精切阻力小，不易磨损，因此改变刀具直径能够节省材料。

所述刀架外套设有刀排调节机构，所述刀排调节机构用于调节刀具插入刀具安装孔的深度；所述刀排调节机构包括套设在刀架外的刀排调节架，所述刀排调节架通过支架的支撑套设在刀架外；所述刀排板匹配套设在一调节螺杆5上，所述调节螺杆转动安装在刀排调节架上，当调节螺杆转动时，刀排板沿调节螺杆上下移动，使刀排上的刀具插入或退出刀具安装孔。调节螺杆与刀排调节架为转动连接，不是螺纹连接，调节螺杆转动时，调节螺杆不会移动，只有刀排板会移动。

所述调节螺杆上设置有调节把手；或所述调节螺杆与调节电机相连。

所述刀具包括刀柄和刀头，所述刀柄上设置有外螺纹；所述刀柄通过螺纹连接的方式安装在刀排板上。

所述系统的越障方法如下：

控制器控制驱动电机转动，带动机体在输电线上向前移动，当前端障碍检测传感器检测到前方有障碍时，控制器控制前摆动电机转动，带动前支撑臂向前或向后摆动角度，使前行走轮抬起，机体继续向前移动，使前行走轮越过障碍；当后端障碍检测传感器检测到障碍后，控制器控制中摆动电机转动，带动中支撑臂向前或向后摆动角度，使中行走轮复位，同时控制器控制后摆动电机转动，带动后支撑臂向前或向后摆动角度a，使后行走轮抬起，机体继续向前移动，使后行走轮越过障碍；直到前端障碍检测传感器检测到前方有障碍时，控制器控制后行走轮复位，然后重复上述过程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高压输电线巡检系统，其特征在于，包括机体和与机体连接的控制器，还包括与控制器相连接的行走机构、检测系统、供电系统和除冰系统；

所述行走机构包括前行走轮和后行走轮；所述前行走轮和后行走轮通过转轴安装在机体上；所述前行走轮和后行走轮通过带传动或链传动的方式与机体内的前行走轮驱动电机和后行走轮驱动电机相连，所述前行走轮驱动电机和后行走轮驱动电机设置在机体底部；

所述检测系统包括匹配电路、与匹配电路连接的形变感应装置、障碍传感器、存储器，用于检测输电线路上的覆冰厚度和障碍；

所述供电系统用于对控制器、行走机构、检测系统和除冰系统进行供电，包括电能接收端、蓄电容器、电能发射端和电能拾取装置；

所述除冰系统所述除冰系统包括柱状刀架和除冰支架，柱状刀架通过除冰支架设置在机体内，所述柱状刀架套设在输电线上；所述柱状刀架在除冰支架上转动，其转动轴线与输电线重合。

2.如权利要求1所述的一种高压输电线巡检系统，其特征在于，每个行走机构包括支撑臂和行走轮，所述支撑臂上端与机体活动连接，下端设置有行走轮，所述行走轮设置在输电线上带动机体沿输电线移动；所述支撑臂下端沿输电线延伸方向前或向后摆动，使行走轮抬起而脱离输电线；所述支撑臂上端通过摆动轴转动连接在机体顶部，摆动轴与摆动电机相连，所述摆动电机设置在机体顶部带动支撑臂向前或向后摆动。

3.如权利要求1所述的一种高压输电线巡检系统，其特征在于，所述形变感应装置连接有活动片，所述活动片为用于与架空线路或架空线路上的覆冰接触以发生弹性形变的弹性机构，所述形变感应装置感应所述活动片的形变量，将所述形变量发送给匹配电路；

所述存储器存储有所述活动片的形变量与覆冰厚度对应关系的数据；所述匹配电路用于接收所述形变感应装置发送的所述活动片的形变量，根据所述形变量在所述存储器中匹配出所述形变量对应的覆冰厚度，并将覆冰厚度传输至控制器。

4.如权利要求3所述的一种高压输电线巡检系统，其特征在于，所述形变感应装置和其连接的活动片为一对，分别设置在所述架空线路截面的纵向两面，沿架空线路走廊方向设置；或者所述形变感应装置和其连接的活动片为两对，分别设置在所述架空线路截面的横、纵向四面，沿架空线路走廊方向设置。

5.如权利要求1所述的一种高压输电线巡检系统，其特征在于，所述供电系统安装在机体上；所述电能接收端包括共振线圈、接收线圈、高频整流电路和充电电路，所述高频整流电路包括整流电路和低通滤波电路，所述电能接收端用于接收无线电能，为蓄电容器充电；所述蓄电容器用于储存电量；所述电能发射端包括功率变换器、阻抗匹配电路、发射线圈和共振线圈，用于将电能转换为传输能量，进行无线传输；所述电能拾取装置，用于从输电线上获取电能；所述电能拾取装置包括电流互感器，所述电流互感器包括磁芯，磁芯上分别缠绕有线圈，线圈连接整流滤波电路，整流滤波电路连接冲击保护电路，所述冲击保护电路包括气体放电管、双向的瞬态抑制二极管和压敏电阻。

6.如权利要求1所述的一种高压输电线巡检系统，其特征在于，所述除冰系统设置在前行走轮和后行走轮之间；所述刀架的轴线上开设使输电线穿过的通孔，通孔内壁上设置有若干刀排；所述刀排与通孔轴线平行；所述刀排绕通孔轴线等间隔设置；所述刀架两端设置在除冰支架上，所述刀架通过除冰支架设置在机体内；所述刀架能够在除冰支架上转动，所述刀架上设置有传动轮，所述传动轮通过带传动或链传动的方式与机体内的刀架驱动电机相连。

7.如权利要求1所述的一种高压输电线巡检系统，其特征在于，所述刀排包括刀排板，刀排板上沿刀排板长度方向等间隔的设置有若干刀具。

8.如权利要求1所述的一种高压输电线巡检系统，其特征在于，所述刀架壁上开设有多列刀具安装孔，每列刀具安装孔与刀架轴线平行，每列刀具安装孔均与刀架内的通孔连通；所述刀排上的刀具能够全部插入刀具安装孔内，所述刀具安装孔的直径，与刀具的直径相匹配。

9.如权利要求1所述的一种高压输电线巡检系统，其特征在于，所述刀架外套设有刀排调节机构，所述刀排调节机构用于调节刀具插入刀具安装孔的深度；所述刀排调节机构包括套设在刀架外的刀排调节架，所述刀排调节架通过支架的支撑套设在刀架外；所述刀排板匹配套设在一调节螺杆5上，所述调节螺杆转动安装在刀排调节架上，当调节螺杆转动时，刀排板沿调节螺杆上下移动，使刀排上的刀具插入或退出刀具安装孔。

10.基于权利要求1-9任一输电线巡检系统的越障方法，其特征在于，具体方法步骤如下：

控制器控制驱动电机转动，带动机体在输电线上向前移动，当前端障碍检测传感器检测到前方有障碍时，控制器控制前摆动电机转动，带动前支撑臂向前或向后摆动角度，使前行走轮抬起，机体继续向前移动，使前行走轮越过障碍；当后端障碍检测传感器检测到障碍后，控制器控制中摆动电机转动，带动中支撑臂向前或向后摆动角度，使中行走轮复位，同时控制器控制后摆动电机转动，带动后支撑臂向前或向后摆动角度a，使后行走轮抬起，机体继续向前移动，使后行走轮越过障碍；直到前端障碍检测传感器检测到前方有障碍时，控制器控制后行走轮复位，然后重复上述过程。