CN109013419B - 一种基于ct取能的输电线路清灰装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于CT取能的输电线路清灰装置，包括清灰基座，设置在所述清灰基座上的悬浮机构，设置在所述清灰基座上的移动机构，设置在所述清灰基座上的辅助支撑机构，设置在所述清灰基座上的清灰机构，以及设置在所述清灰基座上用于对悬浮机构、移动机构、辅助支撑机构和清灰机构进行协调控制的控制机构；本发明可以对输电线路进行大范围清灰作业，且无需工作人员上下攀爬，安全性高，通过对线路取电实现清灰作业，其装置轻便、续航时间长、造价以及使用费用低，效果很好。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路清灰设备技术领域，具体涉及一种基于CT取能的输电线路清灰装置。
背景技术
输电线路覆冰灾害，是影响输电线路在冬季运行安全的主要因素之一，其主要原因是其表面的灰尘使得大量的冰块附着，从而导致输电线路质量增大，当承载质量超过一定程度时，则会发生塔杆倒塌，从而造成输电线路瘫痪的现象，其解决方案有两种一种是增强输电线路的设计强度，一种是及时进行清灰，而现有的清灰装置，分为手持式、悬挂式或无人机的方式，手持式最为原始，会增加操作者的操作难度，而悬挂式其会增加输电线路的质量，采用无人机的方式会增加能源的消耗。且现有的清灰机构都需要电能驱动，清灰装置为了保持浮空重量不能太大，若消耗电能较多，则蓄电池体积会很大，影响装置的工作时间以及增加装置的能耗。此外，还有提前对输电线路表面做好清灰作业，使得线路表面灰尘附着量降低，从而减轻输电线路的覆冰现象，但是由于线路架空且距离地面很高，清灰的难度较大。
在授权公告号为CN103414136A中公开了一种架空输电线路带电清灰装置，包括绝缘型清灰棒，所述清灰棒通过载体架设置在输电线路的一侧，载体架上设置有驱动机构；所述载体架包括平行设置的两根竖杆，两根竖杆之间通过平行设置的至少两根横杆定位；所述每根竖杆的顶端分别通过悬挂机构悬挂在输电导线上；所述清灰棒垂直设置在第一横杆伸出竖杆的端部，清灰棒的高度与竖杆的顶端高度相应；所述驱动机构包括驱动轮以及缠绕在驱动轮上绝缘传动绳。该发明并未采取提前清灰的方式降低覆冰的等级。
公开号为101949807A的发明公开了一种高压输电线路外绝缘自然积污测试方法,该方法先在Google Earth可视化地理信息平台上,对污秽测试区域进行网格划分,将整个区域划分成若干个1km～5km的网格;然后将污秽测试区域内的输电线路杆塔坐标导入Google Earth可视化地理信息平台;将污秽测试区域内的现有污秽等级分布图、地形、地貌分布图导入Google Earth可视化地理信息平台,再确定多边形综合属性区域,进而确定高压输电线路自然积污试验点,计算得到全表面等值盐密和全表面等值灰密。该发明仅仅是对污秽进行监测，如何清理并未公开。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于CT取能的输电线路清灰装置，可以对输电线路进行大范围清灰作业，且无需工作人员上下攀爬，安全性高，通过对线路取电实现清灰作业，其装置轻便、续航时间长、造价以及使用费用低，效果很好。
为解决上述问题，本发明提供一种基于CT取能的输电线路清灰装置，包括清灰基座，设置在所述清灰基座上的悬浮机构，设置在所述清灰基座上的移动机构，设置在所述清灰基座上的辅助支撑机构，设置在所述清灰基座上的清灰机构，以及设置在所述清灰基座上用于对悬浮机构、移动机构、辅助支撑机构和清灰机构进行协调控制的控制机构；
所述清灰机构包括设置在所述清灰基座上的第三两轴云台，设置在所述第三两轴云台上的第三辅助支撑伸缩杆，设置在所述第三辅助支撑伸缩杆端部的第四两轴云台，设置在所述第四两轴云台上的第四辅助支撑伸缩杆，设置在所述第四辅助支撑伸缩杆端部的横臂，所述横臂前端设置两个相配合的立板，所述立板的内侧面设置若干个刷毛，所述横臂上设置气泵，所述气泵通过供气软管与设置在立板内侧面的若干个喷头连通，所述横臂的后端设置CT取能机构，所述CT取能机构与设置在横臂上的蓄电池连接，所述蓄电池与所述气泵连接。
所述CT取能机构包括所述横臂后端设置的L型支架，所述横臂后端向下设置第一C型铁芯，所述第一C型铁芯上缠绕设置漆包线，所述漆包线通过整流稳压单元与所述蓄电池连接，所述L型支架端部向上设置电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的端部设置绝缘杆，所述绝缘杆上端对应所述第一C型铁芯设置第二C型铁芯，所述电动伸缩杆与所述控制机构连接。
所述悬浮机构包括设置在所述清灰基座上且由多个气囊组成的悬浮气囊，设置在所述悬浮气囊上且与各个气囊相连通的第一三通电磁阀，所述第一三通电磁阀的出口端均通过连接管与设置在所述清灰基座上的第一压缩罐相连通。
所述清灰基座上设置与所述悬浮气囊相配合的防撞金属网。
所述移动机构包括设置在清灰基座周侧的椭圆型轨道，所述椭圆型轨道上设置多个定滑轮，设置在多个定滑轮上的皮带，设置在清灰基座上且与一所述定滑轮相配合的转向电机，设置在所述皮带上的螺旋桨模块。
所述螺旋桨模块包括设置在所述皮带上的螺旋桨保护框，设置在所述螺旋桨保护框内的螺旋桨驱动电机，设置在所述螺旋桨驱动电机输出轴上的螺旋桨，设置在所述螺旋桨后部且位于所述螺旋桨保护框上的导流电机，以及设置在所述导流电机输出轴上且与所述螺旋桨相配合的导流板。
所述第一压缩罐内设置氦气、氢气或氖气。
所述辅助支撑机构包括设置在所述清灰基座上的第一两轴云台，设置在所述第一两轴云台上的第一辅助支撑伸缩杆，设置在所述第一辅助支撑伸缩杆端部的第二两轴云台，设置在所述第二两轴云台上的第二辅助支撑伸缩杆，设置在所述第二辅助支撑伸缩杆端部的且与输电线路相配合的电磁夹。
所述控制机构包括设置在所述清灰基座上的CPU，与所述CPU信号互联的风向传感器和风速传感器，与所述CPU信号互联的高清摄像头，与所述CPU信号互联且设置在清灰基座中心的MEMS陀螺仪和MEMS加速计，与所述CPU信号互联的可充电锂电池，与所述CPU信号互联的数据传输模块，与所述数据传输模块无线信号互联的平板电脑。
一种基于CT取能的输电线路清灰装置的使用方法：
S1：携带本装置至待处理的输电线路附近，检查核实各个构件是否正常工作，然后通过平板电脑控制多个第一三通电磁阀向悬浮气囊中充气，从而使得本装置在悬浮气囊的带动下，漂浮至输电线路附近；
S2：CPU根据风速传感器与风向传感器获得的风速数据与风向数据，通过转向电机将其调整与风向相反的方向，且调整螺旋桨转速能够抵消风速，确保本装置能够顺利上升至输电线路附近；
S3：然后通过第一三通电磁阀排除其中气体，避免继续上升，实现本装置在空中悬浮，然后通过高清摄像头锁定导线的坐标并通过辅助支撑机构使得电磁夹与输电线路进行固定；
S4：通过清灰机构中的辅助支撑伸缩杆与两轴云台使得清灰机构贴近输电线路，CT取能机构将线路包裹进行取能，转换的电能先送至蓄电池然后在送至气泵，线路位于立板内侧，使得刷毛可以对线路表面进行清刷，气泵工作送风使得喷头喷出高压气体对刷下的灰尘进行吹扫；
S5：在检测到需要大量清灰时，则会调整螺旋桨的位置，并调整适宜的角度与转速沿输电线路行走，实现持续清灰的效果；
S6：在完成清灰后，解除清灰机构与辅助支撑机构对输电线路的工作，并通过平板电脑控制本装置返回操控人员处，完成整个工作。
本发明针对现有技术中存在悬挂式挂取困难，且会增大输电线路承载质量的现象，提供一种不仅不增加输电线路负载质量顺利清灰，而且能够减少悬挂的难度的基于CT取能的输电线路清灰装置；其以清灰基座为基体，在其上设置悬浮机构确保本装置能够无动力实现空中悬浮，而设置的移动机构保证了本装置能够在空中位置移动，更好的进行清灰，而设置的辅助支撑机构能够在作业时将本装置与输电线路很好的结合在一起，避免清灰作业或出现大风天气时造成的本装置工作环境不稳定的现象，而设置的控制机构能够更好的对本装置进行协调控制，实现更为高效的清灰效果。
另外，采用的悬浮机构包括设置在清灰基座上且由多个气囊组成的悬浮气囊，能够针对单一气囊进行充气实现浮力调整，而设置的第一三通电磁阀能够实现对每个悬浮气囊的浮力调整，能够避免在出现一个破裂后整体坠落的现象，而设置的第一压缩罐，能够在其中设置氦气、氖气或氢气的一种，确保充入悬浮气囊中的气体能够产生大量的浮力，确保本装置能够漂浮在空中；为了避免在漂浮过程中出现碰撞破裂的现象，在清灰基座上设置防撞金属网来确保结构的稳定性。
另外，采用的移动机构包括设置在清灰基座周侧的椭圆型轨道，在轨道上设置多个定滑轮，并在多个定滑轮上设置皮带，为了实现更好的转向功能，在其中一定滑轮上设置转向电机，实现螺旋桨模块的位置调整，更利于方向的移动；而设置的螺旋桨模块包括设置在皮带上的螺旋桨保护框，避免螺旋桨出现碰撞造成的损伤与输电线路损伤现象，而在螺旋桨保护框上设置的螺旋桨驱动电机能够保证为螺旋桨提供足够的推力，而设置在螺旋桨保护框上的导流电机能够调整导流板的方向，从而使得本装置在空中移动时更加灵活。
另外，采用的辅助支撑机构包括设置在清灰基座上的第一两轴云台，设置在第一两轴云台上的第一辅助支撑伸缩杆，以及第二两轴云台与第二辅助支撑伸缩杆，使得电磁夹更加灵活的对输电线路进行夹持，同样的采用的清灰机构也为两个两轴云台与两个支撑伸缩支撑杆配合的方式，确保了横臂能够与输电线路平行，使得线路可以伸入两个立板的中间，位于刷毛内，这样装置的前后移动使得刷毛实现对线路表面的清理，并通过气泵送风将吹尘吹走，实现更好的清扫效果。且采用CT取能无需携带更大体积的蓄电池，直接从输电线路上进行取电，保证了整个装置的续航以及装置容易实现。
另外，采用的控制机构包括设置在清灰基座上的CPU，当然还可采用PLC控制的方式，与其信号互联的风向传感器和风速传感器，使得与MEMS陀螺仪和MEMS加速计配合使用时，能够更好的实现悬浮与移动，为了确保清灰的效果与移动的效果以及夹持的精准性，设置了高清摄像头进行图像识别，而采用的数据传输模块能够确保数据传递的稳定性，其可以采用蓝牙信号传递，还可采用红外信号传递，当然优选的采用4G信号传递，确保本装置的稳定性，而设置的可充电锂电池能够保证结构运行的稳定性，采用平板电脑作为遥控的方式，能够保证该结构操控的快捷性，当然还可采用智能手机的方式。
附图说明
图1为本发明基于CT取能的输电线路清灰装置的结构示意图；
图2为本发明A处的放大结构示意图；
图3为本发明清灰机构的结构示意图；
图4为本发明立板的结构示意图；
图5为本发明CT取能机构的结构示意图；
图6为本发明辅助支撑机构的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1-6，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例提供了一种基于CT取能的输电线路清灰装置，包括清灰基座3，设置在所述清灰基座3上的悬浮机构，设置在所述清灰基座3上的移动机构，设置在所述清灰基座3上的辅助支撑机构7，设置在所述清灰基座3上的清灰机构6，以及设置在所述清灰基座3上用于对悬浮机构、移动机构、辅助支撑机构和清灰机构进行协调控制的控制机构；
所述清灰机构6包括设置在所述清灰基座3上的第三两轴云台61，设置在所述第三两轴云台61上的第三辅助支撑伸缩杆62，设置在所述第三辅助支撑伸缩杆62端部的第四两轴云台63，设置在所述第四两轴云台63上的第四辅助支撑伸缩杆64，设置在所述第四辅助支撑伸缩杆64端部的横臂66，所述横臂66前端设置两个相配合的立板67，所述立板67的内侧面设置若干个刷毛671，所述横臂66上设置气泵68，所述气泵68通过供气软管与设置在立板67内侧面的若干个喷头672连通，所述横臂66的后端设置CT取能机构65，所述CT取能机构65与设置在横臂66上的蓄电池69连接，所述蓄电池69与所述气泵68连接。
所述CT取能机构包括所述横臂66后端设置的L型支架615，所述横臂66后端向下设置第一C型铁芯611，所述第一C型铁芯611上缠绕设置漆包线610，所述漆包线610通过整流稳压单元与所述蓄电池69连接，所述L型支架615端部向上设置电动伸缩杆614，所述电动伸缩杆614的端部设置绝缘杆613，所述绝缘杆613上端对应所述第一C型铁芯611设置第二C型铁芯612，所述电动伸缩杆614与所述控制机构连接。
CT取能机构工作时先将第一C型铁芯放在输电线路的上部，然后电动伸缩杆伸长使得第二C型铁芯与第一C型铁芯对接，此时因为输电线路内通过交流电，漆包线便可以产生电流，整流稳压单元采用目前常规的CT取能设备中所设计的结构，包括整流电路、滤波电路、稳压电路等，这些属于常规技术不过多叙述，产生的电流经过稳压整流后送至蓄电池，蓄电池作为备用电源，其体积不用太大，仅仅存储即时发电的电能并直接送至气泵进行使用。电动伸缩杆与控制机构连接，工作人员可以在下方通过电脑对电动伸缩杆控制，从而使得两个铁芯能够将输电线路包裹在内。
所述悬浮机构包括设置在所述清灰基座3上且由多个气囊1组成的悬浮气囊，设置在所述悬浮气囊上且与各个气囊1相连通的第一三通电磁阀14，所述第一三通电磁阀14的出口端均通过连接管5与设置在所述清灰基座3上的第一压缩罐4相连通。
所述移动机构包括设置在清灰基座3周侧的椭圆型轨道，所述椭圆型轨道上设置多个定滑轮12，设置在多个定滑轮12上的皮带13，设置在清灰基座3上且与一所述定滑轮12相配合的转向电机15，设置在所述皮带13上的螺旋桨模块。
所述螺旋桨模块包括设置在所述皮带13上的螺旋桨保护框20，设置在所述螺旋桨保护框20内的螺旋桨驱动电机16，设置在所述螺旋桨驱动电机16输出轴上的螺旋桨19，设置在所述螺旋桨19后部且位于所述螺旋桨保护框20上的导流电机17，以及设置在所述导流电机17输出轴上且与所述螺旋桨19相配合的导流板18。
所述第一压缩罐4内设置氦气。
所述辅助支撑机构7包括设置在所述清灰基座3上的第一两轴云台71，设置在所述第一两轴云台71上的第一辅助支撑伸缩杆72，设置在所述第一辅助支撑伸缩杆72端部的第二两轴云台73，设置在所述第二两轴云台73上的第二辅助支撑伸缩杆74，设置在所述第二辅助支撑伸缩杆74端部的且与输电线路相配合的电磁夹75。
所述控制机构包括设置在所述清灰基座3上的CPU11，与所述CPU11信号互联的风向传感器21和风速传感器23，与所述CPU信号互联的高清摄像头8，与所述CPU信号互联且设置在清灰基座中心的MEMS陀螺仪9和MEMS加速计10，与所述CPU信号互联的可充电锂电池2，与所述CPU信号互联的数据传输模块22，与所述数据传输模块22无线信号互联的平板电脑。
实施例二
其与实施例一的区别在于：所述清灰基座3上设置与所述悬浮气囊相配合的防撞金属网。
该实施例中采用的防撞金属网优选的设置在气囊表面，且采用弹性钢带的方式。
实施例三
其与实施例二的区别在于：所述第一压缩罐4内设置氢气。
该实施例中采用的压缩气体为氢气，由于处于低温环境中，且产生较好的浮力，因此危险性较低。
实施例四
本实施例提供了一种基于CT取能的输电线路清灰装置的使用方法：
S1：携带本装置至待处理的输电线路附近，检查核实各个构件是否正常工作，然后通过平板电脑控制多个第一三通电磁阀向悬浮气囊中充气，从而使得本装置在悬浮气囊的带动下，漂浮至输电线路附近；
S2：CPU根据风速传感器与风向传感器获得的风速数据与风向数据，通过转向电机将其调整与风向相反的方向，且调整螺旋桨转速能够抵消风速，确保本装置能够顺利上升至输电线路附近；
S3：然后通过第一三通电磁阀排除其中气体，避免继续上升，实现本装置在空中悬浮，然后通过高清摄像头锁定导线的坐标并通过辅助支撑机构使得电磁夹与输电线路进行固定；
S4：通过清灰机构中的辅助支撑伸缩杆与两轴云台使得清灰机构贴近输电线路，CT取能机构将线路包裹进行取能，转换的电能先送至蓄电池然后在送至气泵，线路位于立板内侧，使得刷毛可以对线路表面进行清刷，气泵工作送风使得喷头喷出高压气体对刷下的灰尘进行吹扫；
S5：在检测到需要大量清灰时，则会调整螺旋桨的位置，并调整适宜的角度与转速沿输电线路行走，实现持续清灰的效果；
S6：在完成清灰后，解除清灰机构与辅助支撑机构对输电线路的工作，并通过平板电脑控制本装置返回操控人员处，完成整个工作。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种基于CT取能的输电线路清灰装置，其特征在于：包括清灰基座，设置在所述清灰基座上的悬浮机构，设置在所述清灰基座上的移动机构，设置在所述清灰基座上的辅助支撑机构，设置在所述清灰基座上的清灰机构，以及设置在所述清灰基座上用于对悬浮机构、移动机构、辅助支撑机构和清灰机构进行协调控制的控制机构；
所述清灰机构包括设置在所述清灰基座上的第三两轴云台，设置在所述第三两轴云台上的第三辅助支撑伸缩杆，设置在所述第三辅助支撑伸缩杆端部的第四两轴云台，设置在所述第四两轴云台上的第四辅助支撑伸缩杆，设置在所述第四辅助支撑伸缩杆端部的横臂，所述横臂前端设置两个相配合的立板，所述立板的内侧面设置若干个刷毛，所述横臂上设置气泵，所述气泵通过供气软管与设置在立板内侧面的若干个喷头连通；
所述悬浮机构包括设置在所述清灰基座上且由多个气囊组成的悬浮气囊，设置在所述悬浮气囊上且与各个气囊相连通的第一三通电磁阀，所述第一三通电磁阀的出口端均通过连接管与设置在所述清灰基座上的第一压缩罐相连通；
所述移动机构包括设置在清灰基座周侧的椭圆型轨道，所述椭圆型轨道上设置多个定滑轮，设置在多个定滑轮上的皮带，设置在清灰基座上且与一所述定滑轮相配合的转向电机，设置在所述皮带上的螺旋桨模块；所述螺旋桨模块包括设置在所述皮带上的螺旋桨保护框，设置在所述螺旋桨保护框内的螺旋桨驱动电机，设置在所述螺旋桨驱动电机输出轴上的螺旋桨，设置在所述螺旋桨后部且位于所述螺旋桨保护框上的导流电机，以及设置在所述导流电机输出轴上且与所述螺旋桨相配合的导流板；
所述的基于CT取能的输电线路清灰装置的使用方法：
S1：携带本装置至待处理的输电线路附近，检查核实各个构件是否正常工作，然后通过平板电脑控制多个第一三通电磁阀向悬浮气囊中充气，从而使得本装置在悬浮气囊的带动下，漂浮至输电线路附近；
S2：CPU根据风速传感器与风向传感器获得的风速数据与风向数据，通过转向电机将其调整与风向相反的方向，且调整螺旋桨转速能够抵消风速，确保本装置能够顺利上升至输电线路附近；
S3：然后通过第一三通电磁阀排除其中气体，避免继续上升，实现本装置在空中悬浮，然后通过高清摄像头锁定导线的坐标并通过辅助支撑机构使得电磁夹与输电线路进行固定；
S4：通过清灰机构中的辅助支撑伸缩杆与两轴云台使得清灰机构贴近输电线路，CT取能机构将线路包裹进行取能，转换的电能先送至蓄电池然后在送至气泵，线路位于立板内侧，使得刷毛可以对线路表面进行清刷，气泵工作送风使得喷头喷出高压气体对刷下的灰尘进行吹扫；
S5：在检测到需要大量清灰时，则会调整螺旋桨的位置，并调整适宜的角度与转速沿输电线路行走，实现持续清灰的效果；
S6：在完成清灰后，解除清灰机构与辅助支撑机构对输电线路的工作，并通过平板电脑控制本装置返回操控人员处，完成整个工作。
2.如权利要求1所述的基于CT取能的输电线路清灰装置，其特征在于：所述第一压缩罐内设置氦气、氢气或氖气。
3.如权利要求2所述的基于CT取能的输电线路清灰装置，其特征在于：所述清灰基座上设置与所述悬浮气囊相配合的防撞金属网。
4.如权利要求3所述的基于CT取能的输电线路清灰装置，其特征在于：
所述辅助支撑机构包括设置在所述清灰基座上的第一两轴云台，设置在所述第一两轴云台上的第一辅助支撑伸缩杆，设置在所述第一辅助支撑伸缩杆端部的第二两轴云台，设置在所述第二两轴云台上的第二辅助支撑伸缩杆，设置在所述第二辅助支撑伸缩杆端部的且与输电线路相配合的电磁夹。
5.如权利要求4所述的基于CT取能的输电线路清灰装置，其特征在于：所述控制机构包括设置在所述清灰基座上的CPU，与所述CPU信号互联的风向传感器和风速传感器，与所述CPU信号互联的高清摄像头，与所述CPU信号互联且设置在清灰基座中心的MEMS陀螺仪和MEMS加速计，与所述CPU信号互联的可充电锂电池，与所述CPU信号互联的数据传输模块，与所述数据传输模块无线信号互联的平板电脑。
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