CN110687412A - 基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置，包括本体、爬行臂、爬行臂驱动电机、MCU模块、摄像头识别模块、电机驱动模块、绝缘子检测模块、无线传输模块和电源模块；本体包括前端体、中间体和后端体，前端体和后端体分别通过电动伸缩杆与中间体可伸缩连接，前端体和后端体的侧面分别设有用于抱紧绝缘子的一对爬行臂，爬行臂的形状为弧形，且沿弧形的轴向有凹槽，爬行臂驱动电机用于驱动爬行臂的开合；摄像头识别模块、电机驱动模块、绝缘子检测模块和无线传输模块分别与MCU模块连接。基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置具有检测精度高、检测速度快的优点，极大地减小了检测人员的工作量，同时该装置结构简单、操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路检测技术领域，特别是涉及一种基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置。
背景技术
高压输电线路绝缘子的绝缘性能直接关系到线路安全稳定运行，绝缘子一旦出现零值或脏污，就必须进行清洗或更换，否则就会造成闪络跳闸事故。
目前，瓷绝缘子的绝缘状态检测方法和工具很多，但是都属于定性检测，不能准确检测出每一片绝缘子的绝缘状况。火花叉法在当前的输电线路绝缘子带电检测当中是一种最为常用检测方法，该方法主要是检测人员根据经验通过判断输电线路火花放电的声音而实现的，检测结果不准确，存在于输电线路当中的电晕发出的声音会对火花放电产生影响，同时检测工作量大，例如输电66kV及220kV线路3300公里，涉及瓷式绝缘子杆塔900基，每年需检测瓷绝缘子多达3000余片，而且这种火花叉法测量方式繁琐且无法记录检测结果。因此，迫切需要一套检测效率高、检测精度高的绝缘子绝缘状态检测装置。
发明内容
基于此，有必要针对传统的火花叉法存在的检测结果不准确、检测工作量大的问题，提供一种基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置。
为解决上述问题，本发明采取如下的技术方案：
一种基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置，包括本体、爬行臂、爬行臂驱动电机、MCU模块、摄像头识别模块、电机驱动模块、绝缘子检测模块、无线传输模块和电源模块；
所述本体包括前端体、中间体和后端体，所述前端体和所述后端体分别通过电动伸缩杆与所述中间体可伸缩连接，所述前端体和所述后端体的侧面分别设有用于抱紧绝缘子的一对所述爬行臂，所述爬行臂的形状为弧形，且沿所述弧形的轴向有凹槽，所述爬行臂驱动电机用于驱动所述爬行臂的开合；
所述绝缘子检测模块包括一对前升降杆、一对后升降杆、一对前检测抱爪和一对后检测抱爪，一对所述前检测抱爪固定在一对所述前升降杆的顶端上，一对所述后检测抱爪固定在一对所述后升降杆的顶端上，所述中间体的底部设有供所述前检测抱爪和所述后检测抱爪伸出和收回的开口；
用于定位的所述摄像头识别模块固定在所述前端体的前侧，所述摄像头识别模块、所述电机驱动模块、所述绝缘子检测模块和所述无线传输模块分别与所述MCU模块连接，所述电机驱动模块用于驱动所述电动伸缩杆、所述爬行臂驱动电机、所述前升降杆和所述后升降杆，所述电源模块用于为所述MCU模块、所述摄像头识别模块、所述电机驱动模块、所述绝缘子检测模块和所述无线传输模块供电。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明所提出的基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置利用前端体和后端体上的爬行臂实现装置在绝缘子上的移动，同时利用绝缘子检测模块可以实现对绝缘子的阻值的检测，MCU模块自动记录结果，检测过程无需人工操作，具有检测精度高、检测速度快的优点，极大地减小了检测人员的工作量，同时该装置结构简单、操作方便。
附图说明
图1为本发明其中一个实施例中基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置的正面立体结构示意图；
图2为本发明其中一个实施例中基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置的正面(电动伸缩杆伸长状态下)立体结构示意图；
图3为本发明其中一个实施例中基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置的背面(绝缘子检测模块伸出状态下)立体结构示意图；
图4为本发明其中一个实施例中基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置的背面(绝缘子检测模块收回状态下)立体结构示意图；
图5为为本发明其中一个实施例中基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置的电路结构示意图；
图6为初始状态下的基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置与绝缘子的侧视图；
图7为第一移动状态下基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置与绝缘子的侧视图；
图8为第二移动状态下基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置与绝缘子的侧视图；
图9为移动后状态下基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置与绝缘子的侧视图。
具体实施方式
下面将结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
在其中一个实施例中，如图1所示，本发明公开一种基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置，该装置包括本体、爬行臂1、爬行臂驱动电机、MCU模块2、摄像头识别模块3、电机驱动模块4、绝缘子检测模块5、无线传输模块6和电源模块7。
具体地，本体包括前端体8、中间体9和后端体10，其中前端体8通过电动伸缩杆11与中间体9可伸缩连接，后端体10也通过电动伸缩杆11与中间体9可伸缩连接。电动伸缩杆11的固定端与中间体10固定连接，电动伸缩杆11的伸缩端与前端体8或者后端体10固定连接，当电动伸缩杆11伸长或者缩短时，前端体8与中间体9之间、中间体9与后端体10之间的距离也相应的改变。
如图2所示，前端体8与中间体9之间设有两个相互平行的电动伸缩杆11，后端体10与中间体9之间也设有两个相互平行的电动伸缩杆11，以保证前端体8和后端体10移动时的稳定性。
前端体8和后端体10的侧面分别设有用于抱紧绝缘子的一对爬行臂1，爬行臂1的形状为与绝缘子的形状相匹配的弧形，并且沿弧形的轴向有凹槽，当爬行臂1抱紧绝缘子时，绝缘子的伞裙嵌入凹槽内，使得爬行臂1能够更加稳固地抱紧绝缘子。爬行臂驱动电机用于驱动爬行臂1的开合。每一个爬行臂1分别与对应的爬行臂驱动电机的输出轴固定连接，前端体8上的一对爬行臂1对应的爬行臂驱动电机的电机座与前端体8的内部固定连接，后端体10上的一对爬行臂1对应的爬行臂驱动电机的电机座与后端体10的内部固定连接。本实施例中的爬行臂驱动电机可以采用减速步进电机等实现。
为进一步提高爬行臂1与绝缘子之间的摩擦力，增强爬行臂1对绝缘子的抱紧力，每一个爬行臂1的凹槽内均设有防滑橡胶层。
绝缘子检测模块5与MCU模块2配合，基于带电检测技术对单个绝缘子的绝缘性能进行检测，即检测单个绝缘子的阻值。如图3-4所示，绝缘子检测模块5包括一对前升降杆5-1、一对后升降杆5-2、一对前检测抱爪5-3和一对后检测抱爪5-4，其中一对前检测抱爪5-3固定在一对前升降杆5-1的顶端上，一对后检测抱爪5-4固定在一对后升降杆5-2的顶端上，中间体9的底部设有供前检测抱爪5-3和后检测抱爪5-4伸出和收回的开口。一对前检测抱爪5-3和一对后检测抱爪5-4分别搭在同一个绝缘子前后的铁帽和钢脚上，其中一个前检测抱爪5-3和一个后检测抱爪5-4上设有金属触指(相当于检测表笔)，当一对前检测抱爪5-3和一对后检测抱爪5-4分别抱紧绝缘子的铁帽和钢脚时，金属触指分别与铁帽和钢脚紧密接触，金属触指通过导线与MCU模块2电连接，MCU模块2测量并计算得到所测的绝缘子的阻值。本实施例中的一对前升降杆5-1和一对后升降杆5-2均采用电动伸缩杆实现。
摄像头识别模块3用于对爬行臂1抱紧的绝缘子进行定位，摄像头识别模块3固定在前端体8的前侧，摄像头识别模块3实时拍摄绝缘子图片并利用现有技术中的图像识别算法对绝缘子图片进行识别，将识别结果发送至MCU模块2，MCU模块2根据识别结果计算前端体8与中间体9之间的电动伸缩杆11的伸长距离，并通过电机驱动模块4驱动电动伸缩杆11伸长相应的距离。
如图5所示，摄像头识别模块3、电机驱动模块4、绝缘子检测模块5和无线传输模块6分别与MCU模块2连接，电机驱动模块4用于驱动电动伸缩杆11、爬行臂驱动电机、前升降杆5-1和后升降杆5-2，电源模块7为MCU模块2、摄像头识别模块3、电机驱动模块4、绝缘子检测模块5和无线传输模块6供电，其中无线传输模块6用于将绝缘子阻值测量结果发送至地面平台端，无线传输模块6可以采用WIFI模块、蓝牙模块或者Zigbee模块等实现。
下面对本实施例所提出的基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置的工作过程进行详细说明：
参见图6，初始状态下，前端体8上的一对爬行臂1抱紧绝缘子15，后端体10上的一对爬行臂1抱紧绝缘子13，绝缘子检测模块5伸出，检测绝缘子14的阻值；
绝缘子14的阻值检测完毕后，MCU模块2通过电机驱动模块4驱动前端体8上的一对爬行臂1对应的爬行臂驱动电机转动，使前端体8上的一对爬行臂1打开；然后，MCU模块2通过电机驱动模块4驱动前端体8与中间体9之间的电动伸缩杆11伸长，此时电动伸缩杆11伸长的长度由摄像头识别模块3和MCU模块2计算得到；电动伸缩杆11伸长停止后，MCU模块2再通过电机驱动模块4驱动前端体8上的一对爬行臂1对应的爬行臂驱动电机转动，使前端体8上的一对爬行臂1闭合，从而抱紧绝缘子16，参见图7所示的第一移动状态；
MCU模块2通过电机驱动模块4驱动后端体10上的一对爬行臂1对应的爬行臂驱动电机转动，使后端体10上的一对爬行臂1打开；然后，MCU模块2通过电机驱动模块4驱动前端体8与中间体9之间的电动伸缩杆11缩短同时驱动中间体9与后端体10之间的电动伸缩杆11同步伸长，直至前端体8与中间体9之间的电动伸缩杆11缩短完毕；MCU模块2再通过电机驱动模块4驱动后端体10上的一对爬行臂1对应的爬行臂驱动电机转动，使后端体10上的一对爬行臂1闭合，从而抱紧绝缘子14，参见图8所示的第二移动状态；
参见图9，移动后状态下，前端体8上的一对爬行臂1抱紧绝缘子16，后端体10上的一对爬行臂1抱紧绝缘子14，绝缘子检测模块5伸出，检测绝缘子15的阻值。
本实施例所提出的基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置利用前端体和后端体上的爬行臂实现装置在绝缘子上的移动，同时利用绝缘子检测模块可以实现对绝缘子的阻值的检测，MCU模块自动记录结果，检测过程无需人工操作，具有检测精度高、检测速度快的优点，极大地减小了检测人员的工作量，同时该装置结构简单、操作方便。
作为一种具体的实施方式，基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置还包括防坠安全绳，防坠安全绳的一端与后端体10的后侧固定连接，另一端固定有卡扣。当检测人员将绝缘子绝缘状态检测装置携带至杆塔上之后，将防坠安全绳的卡扣扣在杆塔上的梁上，以防止基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置意外坠落。
作为一种具体的实施方式，基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置还包括报警模块，报警模块与MCU模块2连接，并且报警模块由电源模块7供电。当摄像头识别模块3实时拍摄绝缘子图片并对绝缘子图片进行识别，摄像头识别模块3识别不到绝缘子时，摄像头识别模块3发送报警信号至MCU模块2，MCU模块2控制报警模块进行声音报警，以提示检测人员。
作为一种具体的实施方式，基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置还包括一对把手12，如图1-2所示，把手12固定在中间体9的顶部。把手12可方便检测人员在绝缘子上安放或者从绝缘子上拿取基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置，其特征在于，包括本体、爬行臂(1)、爬行臂驱动电机、MCU模块(2)、摄像头识别模块(3)、电机驱动模块(4)、绝缘子检测模块(5)、无线传输模块(6)和电源模块(7)；
所述本体包括前端体(8)、中间体(9)和后端体(10)，所述前端体(8)和所述后端体(10)分别通过电动伸缩杆(11)与所述中间体(9)可伸缩连接，所述前端体(8)和所述后端体(10)的侧面分别设有用于抱紧绝缘子的一对所述爬行臂(1)，所述爬行臂(1)的形状为弧形，且沿所述弧形的轴向有凹槽，所述爬行臂驱动电机用于驱动所述爬行臂(1)的开合；
所述绝缘子检测模块(5)包括一对前升降杆(5-1)、一对后升降杆(5-2)、一对前检测抱爪(5-3)和一对后检测抱爪(5-4)，一对所述前检测抱爪(5-3)固定在一对所述前升降杆(5-1)的顶端上，一对所述后检测抱爪(5-4)固定在一对所述后升降杆(5-2)的顶端上，所述中间体(9)的底部设有供所述前检测抱爪(5-3)和所述后检测抱爪(5-4)伸出和收回的开口；
用于定位的所述摄像头识别模块(3)固定在所述前端体(8)的前侧，所述摄像头识别模块(3)、所述电机驱动模块(4)、所述绝缘子检测模块(5)和所述无线传输模块(6)分别与所述MCU模块(2)连接，所述电机驱动模块(4)用于驱动所述电动伸缩杆(11)、所述爬行臂驱动电机、所述前升降杆(5-1)和所述后升降杆(5-2)，所述电源模块(7)为所述MCU模块(2)、所述摄像头识别模块(3)、所述电机驱动模块(4)、所述绝缘子检测模块(5)和所述无线传输模块(6)供电。
2.根据权利要求1所述的基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置，其特征在于，
每一个所述爬行臂(1)的凹槽内均设有防滑橡胶层。
3.根据权利要求1或2所述的基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置，其特征在于，还包括防坠安全绳；
所述防坠安全绳的一端与所述后端体(10)的后侧固定连接，另一端固定有卡扣。
4.根据权利要求1或2所述的基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置，其特征在于，还包括报警模块；
所述报警模块与所述MCU模块(2)连接。
5.根据权利要求1或2所述的基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置，其特征在于，
所述前端体(8)与所述中间体(9)之间设有两个相互平行的所述电动伸缩杆(11)，所述后端体(10)与所述中间体(9)之间设有两个相互平行的所述电动伸缩杆(11)。
6.根据权利要求1或2所述的基于带电检测技术的绝缘子绝缘状态检测装置，其特征在于，还包括一对把手(12)；
所述把手(12)固定在所述中间体(9)的顶部。
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