CN108094392A - 输变电设备故障波形快速浏览系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输变电设备故障波形快速浏览系统，包括车体、设置在车体上的电源和设置在车体上的行走机构，所述车体前设有喷雾喷头，所述车体上设有药液储存箱，所述药液储存箱设置喷雾水泵，所述行走机构连接有电机驱动模块，所述电机驱动模块连接有单片机。所述电源采用大容量锂电池，能够在不停电的情况下对围栏内的杂草进行处理。

Description

输变电设备故障波形快速浏览系统

技术领域

本发明涉及变电站除草设备技术领域，具体为一种输变电设备故障波形快速浏览系统。

背景技术

绝缘故障是电力设备在运行中最主要的可能故障之一，电力设备发生绝缘故障前，一般都会有一个逐渐发展的放电过程，最终导致绝缘击穿。如果在这个过程能够对运行设备进行放电监测和诊断，及时发现放电信号，提前对缺陷进行处理，就能有效避免绝缘击穿故障的发生。对放电位置的定位也有助于制定更有针对性的检修处理方案，减少停电时间，提高检修效率。缺陷放电可通过超声波、电气参数常量和特高频电磁波等多种方法检测，这些方法都可用来定位。特高频电磁波法是放电检测的一种新方法，该方法通过特高频全向传感器接收电力设备内发生放电时辐射的电磁波中的特高频段信号来检测放电。特高频电磁波检测的优点为：检测频段较高，可以有效地避开常规放电测量中的电晕、开关操作等多种电气干扰；检测频带宽，所以其检测灵敏度很高，且电磁波在空气中的传播速度近似光速，可以用来计算放电源在变电站中的平面位置，从而确定可能存在缺陷的设备。国内外现有的对电力设备的绝缘缺陷进行监测及定位的方法基本都是针对单个变电站设备(GIS、变压器、容性设备等)的放电进行检测，并依据采集到的声信号和电信号进行定位。这种监测方法存在以下缺陷：变电站中的任何高压电力设备均可能会产生放电故障，要想对全站的一次电气设备实施监测，就需要在每一个设备上都安装放电监测装置，这需要耗费大量的时间、财力进行设备采购和安装；测试时需携带多套不同类型仪器，操作不便；众多监测装置的维护和管理需耗费大量的时间和人力。因此，目前这种监测形式难以适应今后智能变电站远程管理及少人值守的要求。

变电站内电缆众多，连接处众多，常规的电缆连接依靠人工校对，人工校对容易造成视觉疲劳，电缆连接一旦接错，后果不堪设想。同时为防止运维人员在巡视中误入场内造成人身伤害或者小动物误入造成短路跳闸事故，因此一般变电站在周围均设置有围栏。而由于风或者鸟类活动的影响，在围栏内经常有杂草生长，若不及时清除，将会对对变电系统的安全稳定运行造成不利影响。常规人工除草方法需要将待除草间隔转为检修状态，在操作过程中存在误操作的安全风险，并且人工除草费时费力。因此需要一种在不停电状态下可进入围栏的除草装置。

发明内容

针对现有技术中存在的问题和不足，本发明提供了一种输变电设备故障波形快速浏览系统，能够实现远方控制变电站内的小车设备，能够快速检测变电站电力设备缺陷，浏览存储在小车存储器内的设备信息，且能够在不停电的情况下对围栏内的杂草进行处理。

一种输变电设备故障波形快速浏览系统，包括车体、设置在车体上的电源和设置在车体上的行走机构，所述车体前设有喷雾喷头，所述车体上设有药液储存箱，所述药液储存箱设置喷雾水泵，所述行走机构连接有电机驱动模块，所述电机驱动模块连接有单片机，所述履带与车体间设有避震机构，所述避震机构包括设置在车体下套装在转轴上的扭杆弹簧和设置在扭杆弹簧两个扭杆上的滚轮，所述两个扭杆间设有弹簧，所述防雾行驶机构包括设置在车体上的驱动电机、设置在电机转轴上的竖向电动伸缩杆和设置在竖向电动伸缩杆上的筒体，所述筒体内设有与之滑动连接滑杆，所述筒体上通过支撑杆设有用于驱动滑杆滑动的电动伸缩杆，所述滑杆端部设有摄像头，所述筒体一端下侧设有筒体密封控制机构，所述车体上设有特高频全向传感器接收放大模块、超高速数据采样单元及与数据处理单元，所述特高频全向传感器接收放大模块为四个全向宽带天线及其前置宽带放大器的集成体，所述特高频全向传感器接收待测变电站电力设备缺陷放电所产生的电磁波，经所述前置宽带放大器放大和滤波处理后由所述超高速数据采集单元同步采集；所述数据处理单元对四路信号进行数据处理单元，计算四路信号的时延，从而计算出放电源在变电站的平面位置，所述数据处理单元连接有无线通讯模块。

所述前置宽带放大器的带宽为 1GHz，增益为 40dB。

所述超高速数据采样单元为 >3Gsps 的数据采集卡。

所述数据处理单元为工业控制计算机。

所述电源采用大容量锂电池。

所述行走机构包括设置在车体两侧的履带和设置在车体上驱动履带转动的电机。

所述两个扭杆的夹为130度。

所述滑杆上方设有定滑轮。

所述筒体密封控制机构包括设置在筒体一端下部的滑筒，所述滑筒内设有滑片，所述滑筒底部设有用于将筒体密封的顶紧弹簧，所述滑筒下设有供拉绳穿过的通孔，所述拉绳一端与滑片连接，另一端通过线轮与滑杆连接。

所述滑杆与筒体之间通过润滑套滑连接。

所述润滑套由以下质量分的材料组成，天然橡胶36-39份,石墨2-3份，精制植物油油酸酰胺5-9份，环烷油3-5份，超高分子量聚乙烯10-12份，石蜡2-4份，二硫化钼0.3-0.5份、碳纳米管3-5份、氧化锌1-2份、硬脂酸1-3份。

无线通讯模块采用gprs无线通讯模块或wifi通讯模块，通过手机wife控制器发送信号，装置通过单片机实现装置远程遥控，当接受到移动指令时，则将单一指令进行混合控制，并将移动信号传送至电机驱动模块，电机驱动模块按照信号中的占空比输出对应的功率至电机实现装置的移动，当需要转向时遥控控制器则会发出差动信号，使对应电机驱动模块接收到方向不同的信号，从而实现转向；当遇到不平整地面时履带会使装置始终保持足够的抓地力而通过弹簧来降低装置本体受到的震动，以此保证移动中的平稳。当移动至目标地点后，控制器发出指令，相应的喷雾水泵则开始从药液储存箱中抽取除草药剂并通过喷雾喷头喷洒至目标点，以实现除草的目的。

本发明在使用时，遥控控控制器控制电动伸缩杆工作将摄像头推出筒体，同时滑杆拉动拉绳，拉绳克服弹簧弹力拉动滑片向下移动，摄像头伸出筒体，视频信息通过车体上的无线通信模块传输到要控制控制器的显示屏，电力人员无需进入变电站高压区，只需通过遥控控制器发送信号，通过摄像头观察履带车周围的情况，控制小车转向或执行；当需要喷雾时，遥控控制器控制电动伸缩杆收缩，拉绳松开在弹簧的作用力下，滑片将筒体密封；遥控控制器发送信号控制水泵工作，喷雾喷头对杂草进行喷雾。滑片采用玻璃材料制成，片刻后，当喷雾落在杂草上后，遥控控制器控制电动伸缩杆工作将摄像头推出筒体，同时滑杆拉动拉绳，拉绳克服弹簧弹力拉动滑片向下移动，摄像头伸出筒体，通过遥控器控制小车移动到未喷药的地方，此时重复上述方法，将摄像头收缩在筒体内，筒体密封，喷药，直至杂草喷涂完毕。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是本发明的俯视结构示意图；

图3是本发明的防雾行驶机构结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-3和实施例对本发明做进一步说明。

实施例一：一种输变电设备故障波形快速浏览系统，包括车体9、设置在车体上的电源和设置在车体上的行走机构，所述车体前设有喷雾喷头1，所述车体上设有药液储存箱2，所述药液储存箱设置喷雾水泵10，所述行走机构连接有电机驱动模块6，所述电机驱动模块连接有单片机8，所述履带与车体间设有避震机构，所述避震机构包括设置在车体下套装在转轴24上的扭杆弹簧25和设置在扭杆弹簧两个扭杆上的滚轮26，所述两个扭杆间设有弹簧。扭杆的端部设有转轴，转轴上套装滚轮，所述防雾行驶机构包括设置在车体上的驱动电机23、设置在电机转轴上的竖向电动伸缩杆22和设置在竖向电动伸缩杆22上的筒体11，所述筒体内设有与之滑动连接滑杆15，所述筒体上通过支撑杆14设有用于驱动滑杆15滑动的电动伸缩杆16，所述滑杆端部设有摄像头12，所述筒体一端下侧设有筒体密封控制机构，所述车体上设有特高频全向传感器接收放大模块、超高速数据采样单元及数据处理单元，所述特高频全向传感器接收放大模块3为四个全向宽带天线及其前置宽带放大器的集成体，所述特高频全向传感器27接收待测变电站电力设备缺陷放电所产生的电磁波，经所述前置宽带放大器放大和滤波处理后由所述超高速数据采集单元29同步采集；所述数据处理单元对四路信号进行数据处理单元，计算四路信号的时延，从而计算出放电源在变电站的平面位置，所述数据处理单元28连接有无线通讯模块30。

所述前置宽带放大器的带宽为 1GHz，增益为 40dB。

所述超高速数据采样单元为 >3Gsps 的数据采集卡。

所述数据处理单元为工业控制计算机。所述数据处理方法采用CN201420442491.0专利公开的方法。后台工作人员可以远程快速浏览数据处理单元存储的信息，了解变电站的情况。本发明将CN201420442491.0的装置安装在小车上，通过远程控制小车移动，来检测变电站的故障。

所述行走机构包括设置在车体两侧的履带4和设置在车体上驱动履带转动的电机5。

所述筒体密封控制机构包括设置在筒体一端下部的滑筒18，所述滑筒内设有滑片，所述滑筒底部设有用于将筒体密封的顶紧弹簧20，所述滑筒下设有供拉绳19穿过的通孔21，所述拉绳一端与滑片连接，另一端通过线轮与滑杆连接。

控制器发送信号，装置通过单片机实现装置远程遥控，当接受到移动指令时，则将单一指令进行混合控制，并将移动信号传送至电机驱动模块，电机驱动模块按照信号中的占空比输出对应的功率至电机实现装置的移动，当需要转向时遥控控制器则会发出差动信号，使对应电机驱动模块接收到方向不同的信号，从而实现转向；当遇到不平整地面时履带会使装置始终保持足够的抓地力而通过弹簧来降低装置本体受到的震动，以此保证移动中的平稳。当移动至目标地点后，控制器（单片机控制器内置存储模块）发出指令，相应的喷雾水泵则开始从药液储存箱中抽取除草药剂并通过喷雾喷头1喷洒至目标点，以实现除草的目的。

实施例二：一种输变电设备故障波形快速浏览系统，包括车体9、设置在车体上的电源和设置在车体上的行走机构，所述车体前设有喷雾喷头1，所述车体上设有药液储存箱2，所述药液储存箱设置喷雾水泵10，所述行走机构连接有电机驱动模块6，所述电机驱动模块连接有单片机8，所述履带与车体间设有避震机构，所述避震机构包括设置在车体下套装在转轴上的扭杆弹簧和设置在扭杆弹簧两个扭杆上的滚轮，所述两个扭杆间设有弹簧，所述防雾行驶机构包括设置在车体上的驱动电机23、设置在电机转轴上的竖向电动伸缩杆22和设置在竖向电动伸缩杆22上的筒体11，所述筒体内设有与之滑动连接滑杆15，所述筒体上通过支撑杆14设有用于驱动滑杆15滑动的电动伸缩杆16，所述滑杆端部设有摄像头12，所述筒体一端下侧设有筒体密封控制机构，所述车体上设有特高频全向传感器接收放大模块、超高速数据采样单元及数据处理单元，所述特高频全向传感器接收放大模块3为四个全向宽带天线及其前置宽带放大器的集成体，所述特高频全向传感器27接收待测变电站电力设备缺陷放电所产生的电磁波，经所述前置宽带放大器放大和滤波处理后由所述超高速数据采集单元29同步采集；所述数据处理单元对四路信号进行数据处理单元，计算四路信号的时延，从而计算出放电源在变电站的平面位置，所述数据处理单元28连接有无线通讯模块30。

所述前置宽带放大器的带宽为 1GHz，增益为 40dB。

所述超高速数据采样单元为 >3Gsps 的数据采集卡。

所述数据处理单元为工业控制计算机。所述数据处理方法采用CN201420442491.0专利公开的方法。后台工作人员可以远程快速浏览数据处理单元存储的信息，了解变电站的情况。本发明将CN201420442491.0的装置安装在小车上，通过远程控制小车移动，来检测变电站的故障。

所述两个扭杆的夹为130度。

所述电源采用大容量锂电池7。

所述行走机构包括设置在车体两侧的履带4和设置在车体上驱动履带转动的电机5。

所述滑杆上方设有定滑轮17。

所述筒体密封控制机构包括设置在筒体一端下部的滑筒18，所述滑筒内设有滑片，所述滑筒底部设有用于将筒体密封的顶紧弹簧20，所述滑筒下设有供拉绳19穿过的通孔21，所述拉绳一端与滑片连接，另一端通过线轮与滑杆连接。

控制器发送信号，装置通过单片机实现装置远程遥控，当接受到移动指令时，则将单一指令进行混合控制，并将移动信号传送至电机驱动模块，电机驱动模块按照信号中的占空比输出对应的功率至电机实现装置的移动，当需要转向时遥控控制器则会发出差动信号，使对应电机驱动模块接收到方向不同的信号，从而实现转向；当遇到不平整地面时履带会使装置始终保持足够的抓地力而通过弹簧来降低装置本体受到的震动，以此保证移动中的平稳。当移动至目标地点后，控制器发出指令，相应的喷雾水泵则开始从药液储存箱中抽取除草药剂并通过喷雾喷头1喷洒至目标点，以实现除草的目的。

实施例三：一种输变电设备故障波形快速浏览系统，包括车体9、设置在车体上的电源和设置在车体上的行走机构，所述车体前设有喷雾喷头1，所述车体上设有药液储存箱2，所述药液储存箱设置喷雾水泵10，所述行走机构连接有电机驱动模块6，所述电机驱动模块连接有单片机8，所述履带与车体间设有避震机构，所述避震机构包括设置在车体下套装在转轴上的扭杆弹簧和设置在扭杆弹簧两个扭杆上的滚轮，所述两个扭杆间设有弹簧，所述防雾行驶机构包括设置在车体上的驱动电机23、设置在电机转轴上的竖向电动伸缩杆22和设置在竖向电动伸缩杆22上的筒体11，所述筒体内设有与之滑动连接滑杆15，所述筒体上通过支撑杆14设有用于驱动滑杆15滑动的电动伸缩杆16，所述滑杆端部设有摄像头12，所述筒体一端下侧设有筒体密封控制机构，所述车体上设有特高频全向传感器接收放大模块、超高速数据采样单元及数据处理单元，所述特高频全向传感器接收放大模块3为四个全向宽带天线及其前置宽带放大器的集成体，所述特高频全向传感器27接收待测变电站电力设备缺陷放电所产生的电磁波，经所述前置宽带放大器放大和滤波处理后由所述超高速数据采集单元29同步采集；所述数据处理单元对四路信号进行数据处理单元，计算四路信号的时延，从而计算出放电源在变电站的平面位置，所述数据处理单元28连接有无线通讯模块30。

所述前置宽带放大器的带宽为 1GHz，增益为 40dB。

所述超高速数据采样单元为 >3Gsps 的数据采集卡。

所述数据处理单元为工业控制计算机。所述数据处理方法采用CN201420442491.0专利公开的方法。后台工作人员可以远程快速浏览数据处理单元存储的信息，了解变电站的情况。本发明将CN201420442491.0的装置安装在小车上，通过远程控制小车移动，来检测变电站的故障。

所述电源采用大容量锂电池7。

所述行走机构包括设置在车体两侧的履带4和设置在车体上驱动履带转动的电机5。

采用5个避震机构。

所述筒体密封控制机构包括设置在筒体一端下部的滑筒18，所述滑筒内设有滑片，所述滑筒底部设有用于将筒体密封的顶紧弹簧20，所述滑筒下设有供拉绳19穿过的通孔21，所述拉绳一端与滑片连接，另一端通过线轮与滑杆连接。

设置了超声波测距模块，利用超声波传感器作为核心，可以在车体接近障碍物时报警，防止小车撞击。

实施例四：一种输变电设备故障波形快速浏览系统，包括车体9、设置在车体上的电源和设置在车体上的行走机构，所述车体前设有喷雾喷头1，所述车体上设有药液储存箱2，所述药液储存箱设置喷雾水泵10，所述行走机构连接有电机驱动模块6，所述电机驱动模块连接有单片机8，所述履带与车体间设有避震机构，所述避震机构包括设置在车体下套装在转轴上的扭杆弹簧和设置在扭杆弹簧两个扭杆上的滚轮，所述两个扭杆间设有弹簧，所述防雾行驶机构包括设置在车体上的驱动电机23、设置在电机转轴上的竖向电动伸缩杆22和设置在竖向电动伸缩杆22上的筒体11，所述筒体内设有与之滑动连接滑杆15，所述筒体上通过支撑杆14设有用于驱动滑杆15滑动的电动伸缩杆16，所述滑杆端部设有摄像头12，所述筒体一端下侧设有筒体密封控制机构，所述车体上设有特高频全向传感器接收放大模块、超高速数据采样单元及数据处理单元，所述特高频全向传感器接收放大模块3为四个全向宽带天线及其前置宽带放大器的集成体，所述特高频全向传感器27接收待测变电站电力设备缺陷放电所产生的电磁波，经所述前置宽带放大器放大和滤波处理后由所述超高速数据采集单元29同步采集；所述数据处理单元对四路信号进行数据处理单元，计算四路信号的时延，从而计算出放电源在变电站的平面位置，所述数据处理单元28连接有无线通讯模块30。

所述前置宽带放大器的带宽为 1GHz，增益为 40dB。

所述超高速数据采样单元为 >3Gsps 的数据采集卡。

所述数据处理单元为工业控制计算机。所述数据处理方法采用CN201420442491.0专利公开的方法。后台工作人员可以远程快速浏览数据处理单元存储的信息，了解变电站的情况。本发明将CN201420442491.0的装置安装在小车上，通过远程控制小车移动，来检测变电站的故障。

所述电源采用大容量锂电池7。

所述行走机构包括设置在车体两侧的履带4和设置在车体上驱动履带转动的电机5。

采用5个避震机构。

所述滑杆上方设有定滑轮17。

所述筒体密封控制机构包括设置在筒体一端下部的滑筒18，所述滑筒内设有滑片，所述滑筒底部设有用于将筒体密封的顶紧弹簧20，所述滑筒下设有供拉绳19穿过的通孔21，所述拉绳一端与滑片连接，另一端通过线轮与滑杆连接。

所述滑杆与筒体之间通过润滑套13滑连接。

控制器发送信号，装置通过单片机实现装置远程遥控，当接受到移动指令时，则将单一指令进行混合控制，并将移动信号传送至电机驱动模块，电机驱动模块按照信号中的占空比输出对应的功率至电机实现装置的移动，当需要转向时遥控控制器则会发出差动信号，使对应电机驱动模块接收到方向不同的信号，从而实现转向；当遇到不平整地面时履带会使装置始终保持足够的抓地力而通过弹簧来降低装置本体受到的震动，以此保证移动中的平稳。当移动至目标地点后，控制器发出指令，相应的喷雾水泵则开始从药液储存箱中抽取除草药剂并通过喷雾喷头1喷洒至目标点，以实现除草的目的。

实施例五与实施例四的区别为，所述润滑套由天然橡胶36份,石墨2份，精制植物油油酸酰胺5份，环烷油3份，超高分子量聚乙烯10份，石蜡2份，二硫化钼0.3份、碳纳米管3份、氧化锌1份、硬脂酸1份。

实施例六与实施例四的区别为，所述润滑套由天然橡胶39份,石墨3份，精制植物油油酸酰胺9份，环烷油5份，超高分子量聚乙烯12份，石蜡4份，二硫化钼0.5份、碳纳米管5份、氧化锌2份、硬脂酸3份。

实施例七与实施例四的区别为，所述润滑套由天然橡胶37份,石墨2.5份，精制植物油油酸酰胺7份，环烷油4份，超高分子量聚乙烯11份，石蜡3份，二硫化钼0.4份、碳纳米管4份、氧化锌1.5份、硬脂酸2份。

使用本发明的润滑套在两年的使用中，在使用过程中材料会伸出硅油，滑杆移动自如，无更换，滑筒内未进水也未进雾；而同样的装置，使用现有技术的润滑套如CN201510575435.3公开的润滑材料，同样使用两年，滑筒内进水5次，且滑杆卡着3次，更换电动伸缩杆2次。

本发明在使用时，遥控控控制器控制电动伸缩杆工作将摄像头推出筒体，同时滑杆拉动拉绳，拉绳克服弹簧弹力拉动滑片向下移动，摄像头伸出筒体，视频信息通过车体上的无线通信模块传输到要控制控制器的显示屏，电力人员无需进入变电站高压区，只需通过遥控控制器发送信号，通过摄像头观察履带车周围的情况，控制小车转向或执行；当需要喷雾时，遥控控制器控制电动伸缩杆收缩，拉绳松开在弹簧的作用力下，滑片将筒体密封；遥控控制器发送信号控制水泵工作，喷雾喷头对杂草进行喷雾。滑片采用玻璃材料制成，片刻后，当喷雾落在杂草上后，遥控控制器控制电动伸缩杆工作将摄像头推出筒体，同时滑杆拉动拉绳，拉绳克服弹簧弹力拉动滑片向下移动，摄像头伸出筒体，通过遥控器控制小车移动到未喷药的地方，此时重复上述方法，将摄像头收缩在筒体内，筒体密封，喷雾喷头与水泵通过软管连接，水泵放置在药箱内，喷药，直至杂草喷涂完毕。

Claims (3)

1.一种输变电设备故障波形快速浏览系统，其特征在于：包括车体、设置在车体上的电源和设置在车体上的行走机构，所述车体前设有喷雾喷头，所述车体上设有药液储存箱，所述药液储存箱设置喷雾水泵，所述行走机构连接有电机驱动模块，所述电机驱动模块连接有单片机，所述防雾行驶机构包括设置在车体上的驱动电机、设置在电机转轴上的竖向电动伸缩杆和设置在竖向电动伸缩杆上的筒体，所述筒体内设有与之滑动连接滑杆，所述筒体上通过支撑杆设有用于驱动滑杆滑动的电动伸缩杆，所述滑杆端部设有摄像头，所述筒体一端下侧设有筒体密封控制机构所述单片机连接路由器，所述的车体四周均设有与单片机连接的超声波测距传感器，所述车体上设有特高频全向传感器接收放大模块、超高速数据采样单元及与数据处理单元，所述特高频全向传感器接收放大模块为四个全向宽带天线及其前置宽带放大器的集成体，所述特高频全向传感器接收待测变电站电力设备缺陷放电所产生的电磁波，经所述前置宽带放大器放大和滤波处理后由所述超高速数据采集单元同步采集；所述数据处理单元对四路信号进行数据处理单元，计算四路信号的时延，从而计算出放电源在变电站的平面位置，所述数据处理单元连接有无线通讯模块。

2.如权利要求1所述的输变电设备故障波形快速浏览系统，其特征在于：所述电源采用大容量锂电池。

3.如权利要求2所述的输变电设备故障波形快速浏览系统，其特征在于：所述行走机构包括设置在车体两侧的履带和设置在车体上驱动履带转动的电机。