CN112404008A - 一种电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统，包括接触网检修高空作业车、设于所述接触网检修高空作业车的三平台作业装置、以及绝缘子清洗装置；所述绝缘子清洗装置包括设于所述接触网检修高空作业车底部的水箱、与所述水箱连接的增压水泵、由所述增压水泵供水的主冲洗装置、由所述主冲洗装置供水进行绝缘子冲洗的自动冲洗装置和手动冲洗装置，自动冲洗装置包括设于高空作业斗栏杆滑轨上的水炮机器人。本发明提供的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统，可在三平台检修作业的同时，在接触网无电状态下，利用水冲洗装置分别对线路两侧接触网绝缘子进行高空高压冲洗，提高作业效率，确保电气化铁路线路安全可靠，防止污闪事故的发生。

Description

一种电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统

技术领域

本发明涉及轨道交通车辆维护技术领域，具体涉及一种电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统。

背景技术

随着我国铁路事业的高速发展,电气化铁路越来越多,且电气化铁路在国民经济中所处的地位是至关重要的位置。电气化铁路接触网系统是沿线架设用于为电力机车提供电源的输电线路，经牵引变电站将电网转成27.5KV单相电流，然后输送到接触网中，电力机车在升弓后从接触网中获取电力，是列车运行的动力来源，是电气化轨道交通牵引供电系统的重要组成部分。

绝缘子则是电气化铁路接触网系统核心零部件，绝缘子的主要作用是使带电线路与大地绝缘，以及对接触网进行机械支持和定位。为满足铁路运输要求，接触网必须全天候不间断供电，且供电质量符合电力牵引的运营要求。接触网一旦停电，或列车受电弓与接触网接触不良，列车的供电便产生影响。据统计，我国电气化铁路运营故障中很大一部分是因接触网故障造成，因此接触网逐渐被人们认为是电气化铁路中最易出现故障并引发安全事故的环节。其中绝缘子污闪在电气化铁路正常运行的潜在危害最大，根据参考文献显示：电气化铁路运行事故中达80％与绝缘子污闪有关。而接触网绝缘子户外长期受到大气和各种环境的侵袭，悬浮着各种金属盐、灰尘及工业排放物等污染物，在风力作用下污染物会不断附着到绝缘子的表面。天气干燥时，绝缘子表面的污染物吸收的水分少，电离出的导电离子少，此时绝缘子受到表面污染物的影响小，绝缘性好；天气潮湿时，由于雨水或覆冰，大量水分被污染物吸收，各种离子在水分子作用下不断分离，大幅增加了绝缘子表面的导电层和泄露电流，绝缘性能严重下降，出现局部放电现象。如果这种局部放电现象持续发生，绝缘子绝缘能力严重下降，直至表层空气会被击穿，绝缘子的绝缘功能完全丧失，这一过程被称为污闪。

随着电气化铁路向更高的目标迈进,接触网检修作业车辆必须在有限时间的天窗点以高效率完成接触网维修检修任务(天窗点是指一段时间，这段时间在某个区间没有列车运行，工务、供电部门利用这段时间检查设备)。现有技术中，绝缘子清洗采用水冲洗车高射远距离高压盲冲洗，清洗效果不理想；且绝缘子清洗在不断电的情况下进行，安全性差。

鉴于此，有必要提供一种绝缘子清洗系统解决上述技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统，将接触网检修高空作业车上的三平台作业装置和高空作业斗与绝缘子清洗装置相结合，可在三平台检修作业的同时，在接触网无电状态下，利用水冲洗装置分别对线路两侧接触网绝缘子进行高空高压冲洗，以此作业效率可大大提高，确保电气化铁路线路安全可靠，防止污闪事故的发生。

为了解决上述问题，本发明的技术方案如下：

一种电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统，包括接触网检修高空作业车、设于所述接触网检修高空作业车的三平台作业装置和高空作业斗、以及绝缘子清洗装置；

所述三平台作业装置包括相对设置的第一平台和第二平台；

所述绝缘子清洗装置包括设于所述接触网检修高空作业车底部的水箱、与所述水箱连接的增压水泵、由所述增压水泵供水的主冲洗装置、由所述主冲洗装置供水进行绝缘子冲洗的自动冲洗装置和手动冲洗装置；

所述主冲洗装置包括第一高压水泵、第二高压水泵、用于检测第一高压水泵/第二高压水泵输出水压的压力表、与所述第一高压水泵/第二高压水泵出水管连接用于水管冲洗的压缩空气冲洗装置、以及控制装置；

所述手动冲洗装置包括设于所述第一平台和第二平台的水枪、与第一高压水泵出水端连接的高压软管、与水枪连接且用于与高压软管连接的预留快插接头、高压便携式控制盒；

所述自动冲洗装置包括设于高空作业斗栏杆滑轨上的水炮机器人，所述水炮机器人包括机械臂、与所述第二高压水泵出水端连接且由所述机械臂夹持的冲洗水管、用于确定绝缘子位置以及机械臂与绝缘子相对位置关系的定位装置；

所述控制装置包括用于控制第一高压水泵/第二高压水泵启停的启停装置、用于控制第一高压水泵第二高压水泵输出水压的压力控制装置、用于根据定位装置提供的数据信息控制机械臂转动使冲洗水管对准绝缘子进行高压冲洗的机械臂控制装置、以及根据外界环境温度控制压缩空气冲洗水管的压缩空气冲洗装置启停控制器。

进一步地，所述高压便携式控制盒具有压力显示模块、调压模块、启停模块及急停模块，所述高压便携式控制盒与所述冲洗装置联动控制。

进一步地，所述高压便携式控制盒采用滑轨自锁式安装结构安装于所述第一平台和第二平台的栏杆上。

进一步地，所述高压便携式控制盒的防水等级为IP67。

进一步地，所述第一平台和第二平台的水枪分别由对应平台的高压便携式控制盒独立控制，所述水枪的压力为4-16MPa。

进一步地，当单个水枪运行时，水枪的压力控制在4-16MPa；当两个水枪同时运行时，水枪的压力控制在4-8MPa。

进一步地，所述定位装置包括双目CCD摄像机、全局CCD摄像机、姿态传感器、测距传感器。

进一步地，所述控制装置还包括漏电保护模块、短路保护模块、过电流保护模块、过电压保护模块、压力超限保护模块、水位过低保护模块，且所述漏电保护模块、短路保护模块、过电流保护模块、过电压保护模块、压力超限保护模块和水位过低保护模块分别与第一高压水泵/第二高压水泵电机电连接。

与现有技术相比，本发明提供的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统，有益效果在于：

本发明提供的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统，将接触网检修高空作业车与绝缘子清洗装置结合，可在三平台作业装置进行检修作业的同时，在接触网无电状态下，利用装在三平台作业装置的第一平台和第二平台上的水枪对线路两侧的接触网绝缘子进行高空高压冲洗；将高空作业斗与绝缘子清洗装置结合，利用水炮机器人对绝缘子进行自动精准高压冲洗；两者结合作业效率可大大提高，确保电气化铁路线路安全可靠，防止污闪事故的发生；同时，由于绝缘子清洗装置与三平台作业装置结合，比现有的绝缘子水冲洗车高射远距离高压盲冲洗更干净，出现污闪而导致设备故障率降低；绝缘子清洗在断电条件下进行，安全性更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施案例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统的结构示意图；

图2是图1所示的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统中的A部放大结构示意图；

图3是图1所示的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统中的B部放大结构示意图；

图4是图1所示的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统中的C部放大结构示意图；

图5是图1所示的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统中控制装置的结构示意图；

图6是图1所示的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统中高压便携式控制盒的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参阅图1，是本发明提供的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统的结构示意图。本发明提供的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统100包括接触网检修高空作业车1、设于接触网检修高空作业车1的三平台作业装置2和高空作业斗4、以及绝缘子清洗装置(未标号)。

其中，接触网检修高空作业车1、三平台作业装置2、高空作业斗4的结构和工作原理参考现有技术，在此不做赘述。本发明的创新点在于，将绝缘子清洗装置与接触网检修高空作业车1相结合，提高绝缘子清洗的工作效率、安全性能，以及确保电气化铁路线路的安全可靠。

其中三平台作业装置2包括相对设置的第一平台21和第二平台22，且第一平台21和第二平台22上分别设有水枪，以方便对线路两侧的绝缘子进行高压清洗。

请结合参阅图2至图6，其中图2是图1所示的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统中的A部放大结构示意图；图3是图1所示的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统中的B部放大结构示意图；图4是图1所示的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统中的C部放大结构示意图；图5是图1所示的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统中控制装置的结构示意图；图6是图1 所示的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统中高压便携式控制盒的结构示意图。绝缘子清洗装置包括设于接触网检修高空作业车1底部的水箱31、增压水泵32、主冲洗装置33、由主冲洗装置33供水进行绝缘子冲洗的自动冲洗装置37和手动冲洗装置38，其中，增压水泵32的进水口与水箱31连接，出水口与主冲洗装置33连接，将水箱内的水增压后注入主冲洗装置33的管道内。

主冲洗装置33包括第一高压水泵330、第二高压水泵331、用于检测第一高压水泵/第二高压水泵输出水压的压力表332、与高压水泵331出水管连接用于高压水泵水管冲洗的压缩空气冲洗装置(未图示)、以及控制装置334。

手动冲洗装置37包括设于第一平台21和第二平台22的水枪371、与第一高压水泵330出水端连接的高压软管372、与水枪连接且用于与高压软管连接的预留快插接头373、高压便携式控制盒374。高压软管372与预留快插接头373 通过软管连接，充分利用第一平台21和第二平台22的升降对接触网上的绝缘子进行冲洗，采用近距离高压冲洗可达到有效清污效果。

高压便携式控制盒374分别对应设于第一平台21和第二平台22的栏杆上，其包括压力显示模块3741、调压模块3742、启停模块3743及急停模块3744，且高压便携式控制盒374与主冲洗装置33联动控制，使操作人员在第一平台21 和第二平台22上可实现对冲洗装置的控制，使用更方便。

本实施例中，水枪371的压力的可调节，为方便使用，将第一平台21和第二平台22的水枪分别由对应平台的高压便携式控制盒374独立控制，并控制水枪的压力为4-16MPa；具体的，当单个水枪运行时，水枪的压力控制在4-16MPa；当两个水枪同时运行时，水枪的压力控制在4-8MPa。

由于高压便携式控制盒374在工作中处于水雾环境中，因此将其设计为防水结构，本实施例中，高压便携式控制盒374的防水等级为IP67。

自动清洗装置38包括设于高空作业斗4栏杆滑轨上的水炮机器人381，将水炮机器人381设于栏杆滑轨上，可实现升降滑动和锁定。

水炮机器人381包括机械臂3811、与第二高压水泵331出水端连接且由机械臂夹持的冲洗水管(未图示)、用于确定绝缘子位置以及机械臂与绝缘子相对位置关系的定位装置3813；具体的，定位装置3813包括双目CCD摄像机、全局 CCD摄像机、姿态传感器、测距传感器，通过各中检测装置，实现最佳冲洗位置和角度的定位，定位精准，冲洗效果更佳。

水炮机器人381还包括回转机构、俯仰机构、机械离合装置、伺服电机、减速机，其机构可参考现有技术中的机器人结构；与本发明的绝缘子冲洗相对应，水炮机器人381还包括预留手柄安装接口，在安装手柄后可实现人工手动冲洗。

压缩空气清洗装置用于对管路进行冲洗，冲掉管内存水，确保车辆长时间低温存放时管道不冻结。具体的，压缩空气清洗装置包括与整车中的空气系统连接管路、以及设于管路的控制阀，在接触网检修高空作业车的车架上设置一环境温度检测装置，实时对环境温度进行检测，且环境温度检测装置将检测信息发送至控制装置，控制装置根据环境温度控制压缩空气清洗装置的启停。具体应用如下，当环境温度检测装置检测环境温度为0℃，且已完成作业时，关闭手动清洗装置和自动清洗装置，通过水冲洗设备上一键排空按钮，使压缩空气进入主冲洗装置与水枪/机械臂夹持的水管之间的管路内，将管路积水吹干净，防止寒冷天气管路冻结而引起管路冻裂或再次作业故障。

控制装置334包括用于控制高压水泵启停的启停装置3341、用于控制高压水泵输出水压的压力控制装置3342、漏电保护模块3343、短路保护模块3344、过电流保护模块3345、过电压保护模块3346、压力超限保护模块3347、水位过低保护模块3348、以及用于根据定位装置3813提供的数据信息控制机械臂转动使冲洗水管对准绝缘子进行高压冲洗的机械臂控制装置3349、以及根据外界环境温度控制压缩空气冲洗水管的压缩空气冲洗装置启停控制器3340。压缩空气冲洗装置启停控制器3340的功能和工作原理参考以上描述；启停装置3341可为手动控制，即包括启动按钮和停止按钮；压力控制装置3342接收压力表332发送的检测数据，并将检测数据值与设定值进行比较，并对第一高压水泵/第二高压水泵的出水压力进行调节，使第一高压水泵、第二高压水泵的出水压力与设定值符合(需要说明的是，压力表332为两个，分别与第一高压水泵和第二高压水泵一一对应，检测、控制方便)；漏电保护模块3343、短路保护模块3344、过电流保护模块3345、过电压保护模块3346、压力超限保护模块3347和水位过低保护模块3348用于对高压水泵电机进行保护控制，分别与高压水泵电机电连接。在瞬间停电或者降压时应设有安全保护设计，当供电电压瞬间跌落或者停电时，仍能保持设备正常工作或安全停机；并具有关枪延时停机功能。其分别为继电器结构，其工作原理参考现有技术，在此不做赘述。

本实施例中，控制装置334集成于司控室。且本实施例中，自动清洗装置 38和手动清洗装置37可同时使用，也可单独使用。

本发明提供的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统，具有如下优势：

1、绝缘子清洗装置与接触网检修三平台作业装置有机结合，充分利用接触网检修时的无电优势同步对接触网绝缘子进行清洗，操作更安全可靠；

2、绝缘子清洗装置搭载在三平台作业装置中的相对设置的两个平台上，依托作业装置的灵活距伸移动，两平台上配备的水枪可对绝缘子可视污垢进行近距离高压冲洗，比现有的KJ系列绝缘子带电水冲洗车的高压水炮远距离带电冲洗更安全，目标性强，效果更佳，也可节约用水；

3、三平台作业装置上配备左右两把水枪，可同时进行轨道两侧高压冲洗作业，互不影响，效率高；

4、每把水枪对控制，单独调压，并配备急停按钮，操作方便快捷；

5、水炮机器人与高空作业斗相结合，可实现自动精准高压冲洗，冲洗效果更佳。

6、针对目前国内电气化铁路高铁天窗点240min，普铁天窗点180-210min 的要求，本发明提供的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统，配合高空灵活冲洗，能够在有限的时间内完成多项检修任务，使得国家铁路维护更加高效、安全。

以上结合附图对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统，其特征在于，包括接触网检修高空作业车、设于所述接触网检修高空作业车的三平台作业装置和高空作业斗、以及绝缘子清洗装置；

所述三平台作业装置包括相对设置的第一平台和第二平台；

所述绝缘子清洗装置包括设于所述接触网检修高空作业车底部的水箱、与所述水箱连接的增压水泵、由所述增压水泵供水的主冲洗装置、由所述主冲洗装置供水进行绝缘子冲洗的自动冲洗装置和手动冲洗装置；

所述主冲洗装置包括第一高压水泵、第二高压水泵、用于检测第一高压水泵/第二高压水泵输出水压的压力表、与所述第一高压水泵/第二高压水泵出水管连接用于水管冲洗的压缩空气冲洗装置、以及控制装置；

所述手动冲洗装置包括设于所述第一平台和第二平台的水枪、与第一高压水泵出水端连接的高压软管、与水枪连接且用于与高压软管连接的预留快插接头、高压便携式控制盒；

所述自动冲洗装置包括设于高空作业斗栏杆滑轨上的水炮机器人，所述水炮机器人包括机械臂、与所述第二高压水泵出水端连接且由所述机械臂夹持的冲洗水管、用于确定绝缘子位置以及机械臂与绝缘子相对位置关系的定位装置；

所述控制装置包括用于控制第一高压水泵/第二高压水泵启停的启停装置、用于控制第一高压水泵第二高压水泵输出水压的压力控制装置、用于根据定位装置提供的数据信息控制机械臂转动使冲洗水管对准绝缘子进行高压冲洗的机械臂控制装置、以及根据外界环境温度控制压缩空气冲洗水管的压缩空气冲洗装置启停控制器。

2.根据权利要求1所述的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统，其特征在于，所述高压便携式控制盒具有压力显示模块、调压模块、启停模块及急停模块，所述高压便携式控制盒与所述冲洗装置联动控制。

3.根据权利要求1所述的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统，其特征在于，所述高压便携式控制盒采用滑轨自锁式安装结构安装于所述第一平台和第二平台的栏杆上。

4.根据权利要求3所述的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统，其特征在于，所述高压便携式控制盒的防水等级为IP67。

5.根据权利要求1所述的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统，其特征在于，所述第一平台和第二平台的水枪分别由对应平台的高压便携式控制盒独立控制，所述水枪的压力为4-16MPa。

6.根据权利要求5所述的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统，其特征在于，当单个水枪运行时，水枪的压力控制在4-16MPa；当两个水枪同时运行时，水枪的压力控制在4-8MPa。

7.根据权利要求1所述的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统，其特征在于，所述定位装置包括双目CCD摄像机、全局CCD摄像机、姿态传感器、测距传感器。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的电气化铁路接触网绝缘子高空水冲洗系统，其特征在于，所述控制装置还包括漏电保护模块、短路保护模块、过电流保护模块、过电压保护模块、压力超限保护模块、水位过低保护模块，且所述漏电保护模块、短路保护模块、过电流保护模块、过电压保护模块、压力超限保护模块和水位过低保护模块分别与第一高压水泵/第二高压水泵电机电连接。

Images