CN110802064A - 一种绝缘子清扫系统 - Google Patents

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韩广超
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唐建辉
侯年冠
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Abstract

本发明涉及一种绝缘子清扫系统,所述系统包括电源、控制器、执行器、驱动器、人机交互模块;所述电源、驱动器、人机交互模块分别与控制器连接;执行器与驱动器连接;工作人员通过人机交互模块来向所述系统发送操作指令,控制器用来接收操作指令以及进行数据处理,并将处理结果发送给驱动器,通过驱动器驱动执行器执行清扫任务。本发明所述系统可为绝缘子的清扫提供方便。同时,该清扫系统的执行器机身结构简洁,尺寸小、重量轻等特点使得其对工况的适应能力增强,不受地形、交通的限制;该清扫系统对绝缘子的清洗作业不会污染环境,不会对瓷盘造成二次污染;降低对作业人员的操作技术要求,还能够有效保证技术操作人员的安全。

Description

一种绝缘子清扫系统
技术领域
本发明涉及清扫系统领域,更具体地,涉及一种绝缘子清扫系统。
背景技术
对绝缘子的绝缘维护,主要是清除绝缘子上的各种灰尘,油污,盐分,碳渍,酸碱气体,带电粒子等综合污染物,减少绝缘层的腐蚀,保护防污闪层。对输变电设备绝缘子上严重的污染物及时清洗后,可预防污闪,雾闪造成的大面积突发停电事故发生。目前我国的输电线路绝缘子串的清扫主要是人工清扫作业、带电水冲洗、带电干冰清洗设备和关节式带电清扫机器人。
人工清扫绝缘子串作业方式是目前我国的国网公司和南网公司在输电线路巡检作业中的主要清扫方式,即在输电线路停电检修期间,作业人员登塔高空作业,使用毛刷或抹布进行擦拭清洗。
带电水冲洗利用高电阻率水,保持一定的水压和安全距离等条件,使用专门的水泵机机械装置,对有污秽的电气设备绝缘部分进行冲洗清污的作业方法。带电水清洗对气候有一定要求,雨,雪,雾及雷电天气均不适宜,风力大于四级也不适宜,冲洗的水线在脏污处飞溅的厉害,污水在瓷裙沟里不易迅速下流,易容易重新形成脏污。温度低于零下3度,水对赃物的溶解力大大减弱,冲洗效果极差。
带电干冰清洗是以压缩空气作为动力和载体,以干冰颗粒为被加速的粒子,通过专用的喷射清洗机喷射到绝缘子串表面,利用高速运动的固体干冰颗粒的动量变化、升华、熔化等能量转换,使被清洗物体表面的污垢、油污、残留杂质等迅速冷冻,从而凝结、脆化、被剥离,且同时随气流清除,可以实现绝缘子串的非接触清洗。
关节式带电清扫机器(HVCR-Ⅱ)由移动小车,绝缘机械结构,毛刷毛爪,液压驱动系统,控制系统,绝缘传感器系统,图像监控系统,泄露电流实时检测报警系统和电源系统等组成。该清洗机器人对变电所现场的低空绝缘子清扫效果较好。
但是,目前这些常用的清扫方式在输电线路绝缘子清扫作业过程中,依然存在一些不足,如:(1)人工清扫——一方面要求输电线路停电;另一方面,作业人员任务繁重,作业危险,清扫质量难以保证。对于超高压和特高压输电线路,由于绝缘子串长、绝缘子串数量多、协调停电难度大,往往不能按期清扫而造成绝缘子表面积污严重。(2)带电水冲洗——需要大量的专用清洗剂,对气候条件有一定要求,应用范围窄,对作业操作困技术要求高等问题,而且大量的清洗剂会对当地环境造成污染,而且不安全。(3)带电干冰清洗---应用范围窄,对作业操作困技术要求高等问题,设备贵,不便携带等问题。(4)HVCR-Ⅱ---设备贵,应用范围窄,对作业操作困技术要求高,体积过大,对于安装在偏僻,交通不方便地方的绝缘子串清洗带来了很大的难度,无法完成对高空绝缘子的清扫作业。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的绝缘子清扫不方便的缺陷,提供一种绝缘子清扫系统。
所述系统包括电源、控制器、执行器、驱动器、人机交互模块;
所述电源、驱动器、人机交互模块分别与控制器连接;
执行器与驱动器连接;
工作人员通过人机交互模块来向所述系统发送操作指令,控制器用来接收操作指令以及进行数据处理,并将处理结果发送给驱动器,通过驱动器驱动执行器执行清扫任务。
所述执行器包括:固定架、升降器、凸台、半圆弧轨道、滑台、毛刷架、毛刷、第一电机、第二电机;
第一电机和第二电机分别与驱动器电连接;
固定架用于将所述清扫系统固定于绝缘子支架上;
升降器固定于固定夹上,用来控制凸台升降;
凸台与半圆弧轨道的外侧固定连接,并将半圆弧轨道分成两部分,同时使得半圆弧轨道与升降器呈垂直状;
半圆弧轨道的两部分分别设有滑台,滑台可沿半圆弧轨道滑动;
每个滑台内固定有第一电机,第一电机与毛刷架连接,第一电机可使毛刷架沿半圆弧轨道的径向平面转动;
每个毛刷架内固定有第二电机,第二电机与毛刷连接;毛刷沿半圆弧轨道的径向平面设置。
优选地,所述的毛刷为柱形毛刷;第二电机与毛刷同轴设置,第二电机控制毛刷延其轴向转动。
优选地,所述的升降器包括第一齿轮、第二齿轮、定位轴、方形板、上挡块、下挡块、第三电机、第四电机;
第三电机和第四电机分别与驱动器电连接;
方形板的一端垂直固定于上挡块,另一端垂直固定于下挡块;
定位轴的一端垂直固定于上挡块,另一端垂直固定于下挡块;
方形板上开有方形槽,所述方形槽穿透方形板,方形槽与定位轴平行的两条边上设有齿键;
凸台的一端与半圆形轨道连接,另一端穿过方形槽;凸台上穿过方形槽的部分设有直径与定位轴直径相等通孔,定位轴穿过所述通孔固定于上挡块和下挡块之间;
凸台上还设有第三电机和第四电机,第三电机与第一齿轮的齿轮轴连接;第四电机与第二齿轮的齿轮轴连接;
第一齿轮和第二齿轮相同,第一齿轮和第二齿轮之间相互啮合;
第一齿轮和第二齿轮并排设置于方形槽内,且第一齿轮、第二齿轮分别与方形槽两边的齿键啮合。
优选地,所述的固定架包括第一螺杆、第二螺杆、第一连接件、第二连接件;
第一连接件和第二连接件的一端设有挂钩,用来将固定架固定于绝缘子支架上,另一端设有通孔;
第一螺杆的一端与上挡块连接,另一端穿过第一连接件上的通孔;
第二螺杆的一端与下挡块连接,另一端穿过第二连接件上的通孔;
第一螺杆设有两个螺帽,两个螺帽分别设于第一连接件上的通孔的两边;使用时,将第一连接杆和第二连接杆调整至合适位置时,分别从两边宁静通孔两边的螺帽,实现第一连接杆和第二连接杆的固定。
第二螺杆设有两个螺帽,两个螺帽分别设于第二连接件上的通孔的两边;
优选地,所述执行器还设有第三齿轮、第五电机;第五电机与驱动器电连接;
第五电机固定于滑台内部,第五电机与第三齿轮的齿轮轴连接;
半圆弧轨道内侧设有齿键;第三齿轮和半圆弧轨道内侧的齿键啮合。
优选地,半圆弧轨道与凸台连接的位置为半圆弧轨道外侧的中点。
优选地,所述的毛刷为带尼龙刷丝的毛刷。
优选地,半圆弧轨道的直径大于200mm。
优选地,第一电机和第二电机为高速电机
优选地,第三电机、第四电机、第五电机为步进电机。
与现有技术相比,本发明技术方案的有益效果是:本发明所述系统可为绝缘子的清扫提供方便。同时,该清扫系统的执行器机身结构简洁,尺寸小、重量轻等特点使得其对工况的适应能力增强,不受地形、交通的限制;该清扫系统对绝缘子的清洗作业不会污染环境,也不会对瓷盘造成二次污染;显著降低对作业人员的操作技术要求,本发明能够有效保证技术操作人员的安全。
附图说明
图1为实施例1所述绝缘子清扫系统示意图。
图2为执行器示意图。
图3为执行器使用状态示意图。
图4为半圆弧轨道示意图。
图中,1-固定架、2-升降器、3-凸台、4-半圆弧轨道、5-滑台、6-毛刷架、7-毛刷、8-绝缘子、1.1-第一螺杆、1.2-第二螺杆、1.3-第一连接件、1.4-第二连接件、2.1-第一齿轮、2.2-第二齿轮、2.3-定位轴、2.4-方形板、2.5-上挡块、2.6-下挡块。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;
为了更好说明本实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;
对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
本发明涉及一种绝缘子清扫系统,如图1所示,所述系统包括电源、控制器、执行器、驱动器、人机交互模块;
所述电源、驱动器、人机交互模块分别与控制器连接;
执行器与驱动器连接;
工作人员通过人机交互模块来向所述系统发送操作指令,控制器用来接收操作指令以及进行数据处理,并将处理结果发送给驱动器,通过驱动器驱动执行器执行清扫任务。
如图2-4所示,所述执行器包括:固定架1、升降器2、凸台3、半圆弧轨道4、两个滑台5、两个毛刷架6、两个毛刷7、第一电机(图中未画出)、第二电机(图中未画出);
固定架1用于将所述清扫系统固定于绝缘子8支架上;
升降器2固定于固定夹1上,用来控制凸台3升降;
凸台3与半圆弧轨道4的外侧固定连接,并将半圆弧轨道4分成两部分,同时使得半圆弧轨道4与升降器2呈垂直状;
半圆弧轨道4的两部分分别设有滑台5,滑台5可沿半圆弧轨道4滑动;
每个滑台5内固定有第一电机,第一电机与毛刷架6连接,第一电机可使毛刷架6沿半圆弧轨道4的径向平面转动;
每个毛刷架6内固定有第二电机,第二电机与毛刷7连接;毛刷沿半圆弧轨道的径向平面设置。
所述的毛刷7为柱形毛刷;第二电机与毛刷7同轴设置,第二电机控制毛刷7延其轴向转动。
所述的升降器包括第一齿轮2.1、第二齿轮2.2、定位轴2.3、方形板2.4、上挡块2.5、下挡块2.6、第三电机(图中未画出)、第四电机(图中未画出);
方形板2.4的一端垂直固定于上挡块2.5,另一端垂直固定于下挡块2.6;
定位轴2.3的一端垂直固定于上挡块2.5,另一端垂直固定于下挡块2.6;
方形板2.4上开有方形槽,所述方形槽穿透方形板2.4,方形槽2.4与定位轴2.3平行的两条边上设有齿键;
凸台3的一端与半圆形轨道4连接,另一端穿过方形槽;凸台3上穿过方形槽的部分设有直径与定位轴2.3直径相等通孔,定位轴2.3穿过所述通孔固定于上挡块2.5和下挡块2.6之间;
凸台3上还设有第三电机(图中未画出)和第四电机(图中未画出),第三电机与第一齿轮2.1的齿轮轴连接;第四电机与第二齿轮2.2的齿轮轴连接;
第一齿轮2.1和第二齿轮2.2相同,第一齿轮2.1和第二齿轮2.2之间相互啮合;
第一齿轮2.1和第二齿轮2.2并排设置于方形槽内,且第一齿轮2.1、第二齿轮2.2分别与方形槽两边的齿键啮合。
所述的固定架1包括第一螺杆1.1、第二螺杆1.2、第一连接件1.3、第二连接件1.4;
第一连接件1.1和第二连接件1.2的一端设有挂钩,用来将固定架1固定于绝缘子支架上,另一端设有通孔;
第一螺杆1.1的一端与上挡块2.5连接,另一端穿过第一连接1.3件上的通孔;
第二螺杆1.2的一端与下挡块2.6连接,另一端穿过第二连接件1.4上的通孔;
第一螺杆1.1设有两个螺帽(图中未画出),两个螺帽分别设于第一连接件1.3上的通孔的两边;
第二螺杆1.2设有两个螺帽(图中未画出),两个螺帽分别设于第二连接件1.4上的通孔的两边;
所述执行器还设有第三齿轮(图中未画出)、第五电机(图中未画出);
第五电机固定于滑台内部,第五电机与第三齿轮的齿轮轴连接;
半圆弧轨道内侧(即内圆弧)设有齿键;第三齿轮和半圆弧轨道内侧的齿键啮合。
半圆弧轨道4与凸台4连接的位置为半圆弧轨道4外侧的中点。
所述的毛刷7为带尼龙刷丝的毛刷。尼龙刷丝抗磨损性能较好,具有耐高温耐酸碱等特性,弹性较好,适用于除尘和清洗。
半圆弧轨道4的直径大于200mm。
第一电机和第二电机为高速电机;
第三电机、第四电机、第五电机为步进电机。
使用时,将第一连接件1.3和第二连接件1.4的挂钩钩住绝缘子8支架,并确定第一连接件1.3和第二连接件1.4的位置,然后拧紧第一螺杆1.1上第一连接件的通孔两边的螺帽,使得第一连接件1.3固定,再拧紧第二螺杆1.2上第二连接件的通孔两边的螺帽,使得第二连接件1.4固定,然后操作人员通过操作平台输入操作指令,控制器接收指令后对指令进行数据处理,然后将处理结果发送给驱动器驱动执行器执行清扫操作。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件;
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种绝缘子清扫系统,其特征在于,所述系统包括电源、控制器、执行器、驱动器、人机交互模块;
所述电源、驱动器、人机交互模块分别与控制器连接;
执行器与驱动器连接;
工作人员通过人机交互模块来向所述系统发送操作指令,控制器用来接收操作指令以及进行数据处理,并将处理结果发送给驱动器,通过驱动器驱动执行器执行清扫任务。
2.根据权利要求1所述的绝缘子清扫系统,其特征在于,所述执行器包括:固定架、升降器、凸台、半圆弧轨道、滑台、毛刷架、毛刷、第一电机、第二电机;
第一电机和第二电机分别与驱动器电连接;
固定架用于将所述清扫系统固定于绝缘子支架上;
升降器固定于固定夹上,用来控制凸台升降;
凸台与半圆弧轨道的外侧固定连接,并将半圆弧轨道分成两部分,同时使得半圆弧轨道与升降器呈垂直状;
半圆弧轨道的两部分分别设有滑台,滑台可沿半圆弧轨道滑动;
每个滑台内固定有第一电机,第一电机与毛刷架连接,第一电机可使毛刷架沿半圆弧轨道的径向平面转动;
每个毛刷架内固定有第二电机,第二电机与毛刷连接;毛刷沿半圆弧轨道的径向平面设置。
3.根据权利要求2所述的绝缘子清扫系统,其特征在于,所述的毛刷为柱形毛刷;第二电机与毛刷同轴设置,第二电机控制毛刷延其轴向转动。
4.根据权利要求3所述的绝缘子清扫系统,其特征在于,所述的升降器包括第一齿轮、第二齿轮、定位轴、方形板、上挡块、下挡块、第三电机、第四电机;
第三电机和第四电机分别与驱动器电连接;
方形板的一端垂直固定于上挡块,另一端垂直固定于下挡块;
定位轴的一端垂直固定于上挡块,另一端垂直固定于下挡块;
方形板上开有方形槽,所述方形槽穿透方形板,方形槽与定位轴平行的两条边上设有齿键;
凸台的一端与半圆形轨道连接,另一端穿过方形槽;凸台上穿过方形槽的部分设有直径与定位轴直径相等通孔,定位轴穿过所述通孔固定于上挡块和下挡块之间;
凸台上还设有第三电机和第四电机,第三电机与第一齿轮的齿轮轴连接;第四电机与第二齿轮的齿轮轴连接;
第一齿轮和第二齿轮相同,第一齿轮和第二齿轮之间相互啮合;
第一齿轮和第二齿轮并排设置于方形槽内,且第一齿轮、第二齿轮分别与方形槽两边的齿键啮合。
5.根据权利要求4所述的绝缘子清扫系统,其特征在于,所述的固定架包括第一螺杆、第二螺杆、第一连接件、第二连接件;
第一连接件和第二连接件的一端设有挂钩,用来将固定架固定于绝缘子支架上,另一端设有通孔;
第一螺杆的一端与上挡块连接,另一端穿过第一连接件上的通孔;
第二螺杆的一端与下挡块连接,另一端穿过第二连接件上的通孔;
第一螺杆设有两个螺帽,两个螺帽分别设于第一连接件上的通孔的两边;
第二螺杆设有两个螺帽,两个螺帽分别设于第二连接件上的通孔的两边。
6.根据权利要求5所述的绝缘子清扫系统,其特征在于,所述执行器还设有第三齿轮、第五电机;
第五电机与驱动器电连接;
第五电机固定于滑台内部,第五电机与第三齿轮的齿轮轴连接;
半圆弧轨道内侧设有齿键;第三齿轮和半圆弧轨道内侧的齿键啮合。
7.根据权利要求6所述的绝缘子清扫系统,其特征在于,半圆弧轨道与凸台连接的位置为半圆弧轨道外侧的中点。
8.根据权利要求7所述的绝缘子清扫系统,其特征在于,所述的毛刷为带尼龙刷丝的毛刷。
9.根据权利要求8所述的绝缘子清扫系统,其特征在于,半圆弧轨道的直径大于200mm。
10.根据权利要求9所述的绝缘子清扫系统,其特征在于,第三电机、第四电机、第五电机为步进电机。
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