CN108110677B - 一种用于高压线缆的智能巡检系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于高压线缆的智能巡检系统，包括固定设置在高压线塔上，用于支撑柔性导轨（2）的导轨支架（1），两端分别固定在相邻两个导轨支架（1）上，用于为智能巡检机器人（3）提供支撑与导向的柔性导轨（2），设置在柔性导轨（2）上，用于对高压电缆进行实时监测，当出现安全隐患时生成预警信息或报警信息并将预警信息或报警信息传送至中央控制系统（4）的智能巡检机器人（3）和用于将预警信息转换为预警信号、将报警信息转换为报警信号并反馈至管理人员的中央控制系统（4）。本发明提供的一种用于高压线缆的智能巡检系统，能够及时发现高压电缆存在的安全隐患，提高高压线路的安全性和稳定性，降低了巡检成本。

Description

一种用于高压线缆的智能巡检系统

技术领域

本发明涉及电力传输线路检测领域，具体涉及一种用于高压线缆的智能巡检系统。

背景技术

高压线通常指的是输送10KV（含10KV）以上电压的输电线路，在野外常采用铁塔承载的架空线方式传输。现阶段户外高压线缆的巡检一般采取以下两种方式：1）人工沿线逐塔巡视；2）直升机巡检。第一种方式巡检的劳动强度大、费用高且具有较高的危险性；第二种方式直升机收到气象因素的制约较大，无法长时间定点停留且成本较高。

申请号为201120413583.2公开了一种高压线路巡检机器人，包括行走装置、功能模块和检测模块。行走装置由双臂结构，包括前机械臂、后机械臂和基壁组成，前机械臂和后机械臂包括旋转关节和滚轮。供能模块和检测装置设置与基壁上，其中供能模块包括非接触式高压电取电模块、电池和检测电路；检测装置包括红外检测模块、视频检测模块、无线传输模块和控制模块。本发明仅能够在线路和绝缘子的出现质量问题进行报警，无法提前判断线路存在的安全隐患。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中高压线缆在巡检过程中人工巡检费时费力、直升机巡检稳定性不好的技术问题，提供一种用于高压线缆的智能巡检系统，能够及时发现高压电缆存在的安全隐患，提高高压线路的安全性和稳定性，降低了巡检成本。

本发明提供一种用于高压线缆的智能巡检系统，包括：

导轨支架：固定设置在高压线塔上，用于支撑柔性导轨；

柔性导轨：两端分别固定在相邻两个导轨支架上，用于为智能巡检机器人提供支撑与导向，柔性导轨由若干短导轨拼接而成，短导轨包括导轨本体，设置在导轨本体上的导向装置，设置在短导轨两端的连接装置和设置在短导轨一端的缓冲装置；导轨本体包括弹性材料层；柔性导轨由多个长度在1~3m的短导轨拼接而成，降低了其生产和安装的难度，导向装置能够保证智能巡检机器人运行过程中的方向稳定性，提高其检测的稳定性。缓冲装置能够使智能巡检机器人进行定点检测，同时能够为智能巡检机器人的减速提供缓冲作用。

智能巡检机器人：设置在柔性导轨上，用于对高压电缆进行实时监测，当出现安全隐患时生成预警信息或报警信息并将预警信息或报警信息传送至中央控制系统；

中央控制系统：用于接收智能巡检机器人传送的预警信息或报警信息，并将预警信息转换为预警信号、将报警信息转换为报警信号反馈至管理人员，用于向智能巡检机器人发送运动指令。

智能巡检机器人在柔性导轨上沿柔性导轨的延伸方向在两个临近的高压线塔之间运动，能够实时采集高压电缆的实时状态数据并将其与标准数据进行比较，当实时状态数据与标准数据的区别超过预警阈值时，生成预警信息传送至中央控制系统，当实时状态数据与标准数据的区别超过报警阈值时，生成报警信息传送至中央控制系统，中央控制系统将预警信号和报警信号及时反馈至管理人员，使其能够及时发现并排除存在安全隐患，提高了高压输电线路的安全性和稳定性。

本发明所述的一种用于高压线缆的智能巡检系统，作为优选方式，导轨本体包括从内向外依次设置的支撑层、弹性材料层和耐磨层。金属材料制成的支撑层能够为柔性电缆提供强度，保证在其上运行的智能巡检机器人的安全性；弹性材料层能够为柔性电缆提供柔性，使设置在高压线塔之间的柔性轨道与高压电缆具有相似的弧度，提高智能巡检机器人实时监测的准确性；耐磨层能够提高柔性导轨的耐磨性，提高柔性导轨的使用寿命。

本发明所述的一种用于高压线缆的智能巡检系统，作为优选方式，导轨本体的横截面为圆形。

本发明所述的一种用于高压线缆的智能巡检系统，作为优选方式，导向装置设置在导轨本体的下方，长度等于导轨本体的长度。导向装置能够使智能巡检机器人在沿柔性导轨延伸方向运行是保持稳定，防止智能巡检机器人在柔性导轨上出现摆动。

本发明所述的一种用于高压线缆的智能巡检系统，作为优选方式，导轨本体还包括设置在弹性材料层内侧的导电层。

本发明所述的一种用于高压线缆的智能巡检系统，作为优选方式，柔性导轨还包括设置在导轨本体外侧的集电装置，集电装置通过导线与导电层相连，集电装置的长度等于导轨本体的长度。

智能巡检机器人上的电源模块通过集电装置与导电层相连，能够从中获取电能，为智能巡检机器人在柔性导轨上的运行提供动力。

本发明所述的一种用于高压线缆的智能巡检系统，作为优选方式，智能巡检机器人包括：

机器人车体：用于运载数据采集模块、运动控制模块、数据处理模块、主控制模块、存储器模块和电源模块；

数据采集模块：固定安装在机器人车体上，用于采集高压电缆的实时状态数据，包括影像数据、温度数据、声音数据等，用于将实时状态数据传送至数据处理模块；

运动控制模块：固定安装在机器人车体上，用于接收主控制模块发送的运动指令，用于根据运动指令调节机器人车体的运动状态；

数据处理模块：固定安装在机器人车体上，用于接收数据采集模块传送的实时状态数据，用于将实时状态数据与存储器模块中标准数据进行对比并生成对比结果，用于将对比结果传送至主控制模块；

主控制模块：固定安装在机器人车体上，用于接收数据处理模块传送的对比结果并根据对比结果生成预警信息或报警信息，用于接收中央控制系统发送的运动指令，用于向运动控制模块发送运动指令，用于向中央控制系统发送预警信息和报警信息；

存储器模块：固定安装在机器人车体上，用于存储标准数据，用于向数据处理模块发送标准数据，用于接收中央控制系统发送的标准数据更新信息；

电源模块：固定安装在机器人车体上，用于为机器人车体的运动提供动力。电源模块上设有蓄电池，当柔性导轨能够提供电能时蓄电池处于充电状态，由柔性导轨为智能巡检机器人的运行提供动力，当柔性导轨无法提供电能时蓄电池处于放电状态，为智能巡检机器人的运行提供动力。

本发明所述的一种用于高压线缆的智能巡检系统，作为优选方式，机器人车体前端设有清障装置。清障装置能够清除柔性导轨上的薄冰、积雪等异物，保证智能巡检机器人的正常运行。

本发明所述的一种用于高压线缆的智能巡检系统，作为优选方式，中央控制系统包括：

数据接收模块：用于接收智能巡检机器人传送的预警信息或报警信息，用于将预警信息传送至预警模块，用于将报警信息传送至报警模块；

预警模块：用于接收数据接收模块传送的预警信息，用于根据预警信息生成预警信号，用于将预警信号传送至显示模块，用于将预警信号传送至数据库模块；

报警模块：用于接收数据接收模块传送的报警信息，用于根据报警信息生成报警信号，用于将报警信号传送至显示模块，用于将报警信号传送至数据库模块；

数据库模块：用于存储标准数据，用于对标准数据进行更新，用于将更新后的标准数据传送至存储器模块，用于接收预警模块传送的预警信号，用于接收报警模块传送的报警信号；

显示模块：用于接收预警模块传送的所述预警信号，用于接收报警模块传送的所述报警信号，用于将预警信号和报警信号反馈至管理人员。

本发明在使用过程中，电源模块为智能巡检机器人提供动力使其在柔性导轨上沿着柔性导轨延伸方向运行，数据采集模块实时采集高压电缆的实时状态数据并传送至数据处理模块与标准数据进行对比并生成对比结果，当对比结果超过预警阈值时，生成预警信息传送至主控制模块，当对比结果超过报警阈值时，生成报警信息传送至主控制模块，主控制模块将预警信息和报警信息传送至中央控制系统，中央控制系统根据预警信息通过预警模块生成预警信号，通过报警模块生成报警信号，并将预警信号和报警信号通过显示系统反馈至管理人员，使其及时发现高压线路出现的安全隐患；当智能巡检机器人需要对安全隐患进行进一步确认时，中央控制系统向智能巡检机器人发送运动指令，运动控制模块根据运动指令调节智能巡检机器人的运行速度，使其快速达到检测位置并停在两相邻短轨道之间的缓冲装置处，对安全隐患进一步确认，当确认完毕后中央控制系统向智能巡检机器人发送运动指令，运动控制模块根据运动指令调节智能巡检机器人的运行速度，使其进行正常的巡检。

本发明由于在高压线塔之间设有柔性导轨，智能巡检机器人沿柔性导轨对高压电缆进行实时检测，能够及时发现高压电缆上的安全隐患并通过预警信号或报警信号反馈至管理人员，提高了高压线路的安全性。

本发明进一步在柔性导轨上设有弹性材料层，使柔性导轨与高压电缆具有相似的弧度，提高了智能巡检机器人的检测精度。

本发明进一步在柔性导轨上设有导向装置，保证智能巡检机器人运行过程中的方向稳定性，提高其检测的稳定性。

本发明进一步在柔性导轨上设有缓冲装置，能够使智能巡检机器人进行定点检测，同时能够为智能巡检机器人的减速提供缓冲作用，提高了智能巡检机器人的检测精度，进一步保证了高压线缆的安全性。

附图说明

图1为一种用于高压线缆的智能巡检系统组成图；

图2为一种用于高压线缆的智能巡检系统柔性导轨主视图；

图3为一种用于高压线缆的智能巡检系统导轨本体剖视图；

图4为一种用于高压线缆的智能巡检系统智能巡检机器人组成图；

图5为一种用于高压线缆的智能巡检系统中央控制系统组成图；

图6为实施例1流程图；

图7为实施例2流程图；

图8为实施例3导轨本体剖视图；

图9为实施例4导轨本体剖视图。

附图标记：

1、导轨支架； 2、柔性导轨； 21、导轨本体； 211、支撑层； 212、弹性材料层； 213、耐磨层； 214、导电层； 22、导向装置； 23、连接装置； 24、缓冲装置； 25、集电装置； 26、导线； 3、智能巡检机器人； 31、机器人车体； 311、清障装置； 32、数据采集模块； 33、运动控制模块； 34、数据处理模块； 35、主控制模块； 36、存储器模块； 37、电源模块； 4、站台控制系统； 41、数据接收模块； 42、预警模块； 43、报警模块； 44、数据库模块； 45、显示模块。

具体实施方式

本发明提供一种用于高压线缆的智能巡检系统，如图1所示，包括：导轨支架1：固定设置在高压线塔上，用于支撑柔性导轨2；

柔性导轨2：如图2所示，两端分别固定在相邻两个导轨支架1上，用于为智能巡检机器人3提供支撑与导向，柔性导轨2由若干长度为1m的短导轨拼接而成，短导轨包括导轨本体21，设置在导轨本体21上的导向装置22，设置在短导轨两端的连接装置23和设置在短导轨一端的缓冲装置24；如图3所示，导轨本体21的横截面为圆形，包括从内向外依次设置的支撑层211、弹性材料层212和耐磨层213；

智能巡检机器人3：设置在柔性导轨2上，用于对高压电缆进行实时监测，当出现安全隐患时生成预警信息或报警信息并将预警信息或报警信息传送至中央控制系统4；如图4所示，智能巡检机器人3包括：

机器人车体31：用于运载数据采集模块32、运动控制模块33、数据处理模块34、主控制模块35、存储器模块36和电源模块37；

数据采集模块32：固定安装在机器人车体31上，用于采集高压电缆的实时状态数据，包括影像数据、温度数据、声音数据等，用于将实时状态数据传送至数据处理模块34；

运动控制模块33：固定安装在机器人车体31上，用于接收主控制模块35发送的运动指令，用于根据运动指令调节机器人车体31的运动状态；

数据处理模块34：固定安装在机器人车体31上，用于接收数据采集模块32传送的实时状态数据，用于将实时状态数据与存储器模块36中标准数据进行对比并生成对比结果，用于将对比结果传送至主控制模块35；

主控制模块35：固定安装在机器人车体31上，用于接收数据处理模块34传送的对比结果并根据对比结果生成预警信息或报警信息，用于接收中央控制系统4发送的运动指令，用于向运动控制模块33发送运动指令，用于向中央控制系统4发送预警信息和报警信息；

存储器模块36：固定安装在机器人车体31上，用于存储标准数据，用于向数据处理模块34发送标准数据，用于接收中央控制系统4发送的标准数据更新信息；

电源模块37：固定安装在机器人车体31上，用于为机器人车体31的运动提供动力；

中央控制系统4：用于接收智能巡检机器人3传送的预警信息或报警信息，并将预警信息转换为预警信号、将报警信息转换为报警信号反馈至管理人员，用于向智能巡检机器人3发送运动指令；如图5所示，中央控制系统4包括：

数据接收模块41：用于接收智能巡检机器人3传送的预警信息或报警信息，用于将预警信息传送至预警模块42，用于将报警信息传送至报警模块43；

预警模块42：用于接收数据接收模块41传送的预警信息，用于根据预警信息生成预警信号，用于将预警信号传送至显示模块，用于将预警信号传送至数据库模块44；

报警模块43：用于接收数据接收模块41传送的报警信息，用于根据报警信息生成报警信号，用于将报警信号传送至显示模块，用于将报警信号传送至数据库模块44；

数据库模块44：用于存储标准数据，用于对标准数据进行更新，用于将更新后的标准数据传送至存储器模块36，用于接收预警模块42传送的预警信号，用于接收报警模块43传送的报警信号；

显示模块45：用于接收预警模块42传送的所述预警信号，用于接收报警模块43传送的所述报警信号，用于将预警信号和报警信号反馈至管理人员。

实施例1，当高压电缆上出现裂纹时，如图6所示，执行以下步骤：

S11、数据采集：设置在智能巡检机器人3上的数据采集模块32实时采集高压电缆的实时状态数据，并将实时状态数据传送至数据处理模块34；

S12、数据处理：数据处理模块34将实时状态数据与存储器模块36传送的标准数据进行比较，并生成比较结果传送至主控制模块35；

S13、预警判断：主控制模块35对比较结果进行预警处理，当裂纹的大小和形状超过预警阈值时，生成预警信息进入步骤S14，当裂纹的大小和形状未超过预警阈值时，进入步骤S17；

S14、报警判断：主控制模块35对比较结果进行报警处理，当裂纹的大小和形状超过报警阈值时，生成报警信息进入步骤S15，当裂纹的大小和形状未超过报警阈值时，进入步骤S16；

S15、报警：主控制模块35生成报警信息传送至站台控制系统5，报警模块54根据报警信息生成报警信号并通过显示模块56反馈至管理人员；

S16、预警：主控制模块35生成预警信息传送至站台控制系统5，预警模块53根据预警信息生成预警信号并通过显示模块56反馈至管理人员；

S17、智能巡检机器人3正常运行。

实施例2，当高压电缆表面温度异常过高时，如图7所示，执行以下步骤：

S21、数据采集：设置在智能巡检机器人3上的数据采集模块32实时采集高压电缆表面温度数据并将传送数据处理模块34；

S22、数据处理：数据处理模块34将高压电缆表面温度数据与存储器模块36传送的标准温度进行比较，并生成比较结果传送至主控制模块35；

S23、预警判断：主控制模块35对比较结果进行预警处理，当高压电缆表面温度超过预警阈值时，生成预警信息进入步骤S24，当高压电缆表面温度未超过预警阈值时，进入步骤S27；

S24、报警判断：主控制模块35对比较结果进行报警处理，当高压电缆表面温度超过报警阈值时，生成报警信息进入步骤S25，当高压电缆表面温度未超过报警阈值时，进入步骤S26；

S25、报警：主控制模块35生成报警信息传送至站台控制系统5，报警模块54根据报警信息生成报警信号并通过显示模块56反馈至管理人员；

S26、预警：主控制模块35生成预警信息传送至站台控制系统5，预警模块53根据预警信息生成预警信号并通过显示模块56反馈至管理人员；

S27、智能巡检机器人正常运行。

实施例3，本实施例与实施例1相比具有不同的导轨结构，如图8所示，导轨本体21的横截面为圆形，包括从内向外依次设置的支撑层211、弹性材料层212和耐磨层213，导向装置22为设置在导轨本体21下端且与导轨本体21长度相同导向槽。

向内凹的导向槽能够有效的避免积雪覆盖导向装置22，使智能巡检机器人3能够更好的在柔性导轨2上沿导向装置22的延伸方向运行，提高智能巡检系统的稳定性。

实施例4，本实施例与实施例1相比具有不同的导轨结构，如图9所示，导轨本体21的横截面为圆形，包括从内向外依次设置的支撑层211、弹性材料层212和耐磨层213，在弹性材料层212内侧设有导电层214；在导轨本体21外侧设有与导轨本体长度相同的集电装置25，集电装置25通过导线26与导电层214相连。

智能巡检机器人3的电源模块37上设有蓄电池，蓄电池通过集电装置25与导电层214相连，当柔性导轨2能够提供电能时蓄电池处于充电状态，由柔性导轨2为智能巡检机器人3的运行提供动力，当柔性导轨2无法提供电能时蓄电池处于放电状态，为智能巡检机器人3的运行提供动力。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出的任何修改、变化或等效，都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于高压线缆的智能巡检系统，其特征在于：包括：

导轨支架（1）：固定设置在高压线塔上，用于支撑柔性导轨（2）；

柔性导轨（2）：两端分别固定在相邻两个所述导轨支架（1）上，用于为智能巡检机器人（3）提供支撑与导向，所述柔性导轨（2）由若干短导轨拼接而成，所述短导轨包括导轨本体（21），设置在所述导轨本体（21）上的导向装置（22），设置在所述短导轨两端的连接装置（23）和设置在所述短导轨一端的缓冲装置（24）；所述导轨本体（21）包括弹性材料层（212）；

智能巡检机器人（3）：设置在所述柔性导轨（2）上，用于对高压电缆进行实时监测，当出现安全隐患时生成预警信息或报警信息并将所述预警信息或所述报警信息传送至中央控制系统（4）；

中央控制系统（4）：用于接收所述智能巡检机器人（3）传送的所述预警信息或所述报警信息，并将所述预警信息转换为预警信号、将所述报警信息转换为报警信号反馈至管理人员，用于向所述智能巡检机器人（3）发送运动指令；

所述导轨本体（21）包括从内向外依次设置的支撑层（211）、弹性材料层（212）和耐磨层（213）；

所述导轨本体（21）的横截面为圆形；

所述导向装置（22）设置在所述导轨本体（21）的下方，长度等于所述导轨本体（21）的长度；

所述导轨本体（21）还包括设置在所述弹性材料层（212）内侧的导电层（214）；

所述柔性导轨（2）还包括设置在所述导轨本体（21）外侧的集电装置（25），所述集电装置（25）通过导线（26）与所述导电层（214）相连，所述集电装置（25）的长度等于所述导轨本体（21）的长度。

2.根据权利要求1所述的一种用于高压线缆的智能巡检系统，其特征在于：所述智能巡检机器人（3）包括：

机器人车体（31）：用于运载数据采集模块（32）、运动控制模块（33）、数据处理模块（34）、主控制模块（35）、存储器模块（36）和电源模块（37）；

数据采集模块（32）：固定安装在所述机器人车体（31）上，用于采集高压电缆的实时状态数据，用于将所述实时状态数据传送至所述数据处理模块（34）；

运动控制模块（33）：固定安装在所述机器人车体（31）上，用于接收所述主控制模块（35）发送的运动指令，用于根据所述运动指令调节所述机器人车体（31）的运动状态；

数据处理模块（34）：固定安装在所述机器人车体（31）上，用于接收所述数据采集模块（32）传送的所述实时状态数据，用于将所述实时状态数据与存储器模块（36）中标准数据进行对比并生成对比结果，用于将所述对比结果传送至主控制模块（35）；

主控制模块（35）：固定安装在所述机器人车体（31）上，用于接收所述数据处理模块（34）传送的所述对比结果并根据所述对比结果生成所述预警信息或所述报警信息，用于接收中央控制系统（4）发送的所述运动指令，用于向所述运动控制模块（33）发送所述运动指令，用于向中央控制系统（4）发送所述预警信息和所述报警信息；

存储器模块（36）：固定安装在所述机器人车体（31）上，用于存储所述标准数据，用于向所述数据处理模块（34）发送所述标准数据，用于接收中央控制系统（4）发送的标准数据更新信息；

电源模块（37）：固定安装在所述机器人车体（31）上，用于为所述机器人车体的运动提供动力。

3.根据权利要求2所述的一种用于高压线缆的智能巡检系统，其特征在于：在所述机器人车体（31）前端设有清障装置（311）。

4.根据权利要求2所述的一种用于高压线缆的智能巡检系统，其特征在于：所述中央控制系统（4）包括：

数据接收模块（41）：用于接收所述智能巡检机器人（3）传送的所述预警信息或所述报警信息，用于将所述预警信息传送至预警模块（42），用于将所述报警信息传送至报警模块（43）；

预警模块（42）：用于接收所述数据接收模块（41）传送的预警信息，用于根据所述预警信息生成预警信号，用于将所述预警信号传送至显示模块（45），用于将所述预警信号传送至数据库模块（44）；

报警模块（43）：用于接收所述数据接收模块（41）传送的报警信息，用于根据所述报警信息生成报警信号，用于将所述报警信号传送至显示模块（45），用于将所述报警信号传送至所述数据库模块（44）；

数据库模块（44）：用于存储所述标准数据，用于对所述标准数据进行更新，用于将更新后的所述标准数据传送至所述存储器模块（36），用于接收所述预警模块（42）传送的所述预警信号，用于接收所述报警模块（43）传送的所述报警信号；

显示模块（45）：用于接收所述预警模块（42）传送的所述预警信号，用于接收所述报警模块（43）传送的所述报警信号，用于将所述预警信号和所述报警信号反馈至管理人员。