CN113125834A - 一种瓷质绝缘子电压检测柔性装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种瓷质绝缘子电压检测柔性装置，所述装置包括集成控制组件以及结构相同的两个柔性检测组件，且所述两个柔性检测组件关于所述集成控制组件对称设置；其中，每一个柔性检测组件包括关节驱动连接组件和绝缘子夹接检测组件，所述关节驱动连接组件与所述集成控制组件固定连接，所述绝缘子夹接检测组件与所述关节驱动连接组件固定连接，所述关节驱动连接组件用于控制所述绝缘子夹接检测组件进行不同方向的转动，所述绝缘子夹接检测组件用于对正常接触状态下的瓷质绝缘子的当前电压进行采集。在本发明实施例中，利用夹接活动自由度高的特点可实现对绝缘子的接触式带电检测功能，相比于人为检测方式，将减少作业人员的检测任务量。

Description

一种瓷质绝缘子电压检测柔性装置

技术领域

本发明涉及绝缘子检测技术领域，尤其涉及一种瓷质绝缘子电压检测柔性装置。

背景技术

瓷质绝缘子是变电站输电线路及导线悬挂的重要组成部件，起到电气绝缘和机械固定作用，若不能及时发现运行中的绝缘子出现劣化现象或失去绝缘作用，绝缘子串容易出现放电现象，情况严重时将导致绝缘子断裂甚至线路跳闸，影响电网安全稳定运行。绝缘子带电检测工作就是在线路不停电的情况下，由作业人员携带检零工具以地电位作业的方式(即人体与大地相连)来逐片检测整串绝缘子零值，旨在及时发现、消除绝缘隐患，提高站内设备安全水平，确保变电站安全稳定运行。然而，随着电网建设规模的日益扩大以及配套变电站数量的增多，绝缘子状态检测在日常运维检修过程中也逐渐成为一项任务繁重且意义重大的工作，常规的人为登塔单片绝缘子检测方式存在工作量大、效率低、检修过程长等缺点已无法再满足运维检修需求，提出针对绝缘子检测的自动化设备成为真实所需。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种瓷质绝缘子电压检测柔性装置，利用夹接活动自由度高的特点可实现对绝缘子的接触式带电检测功能，相比于人为检测方式，将减少作业人员的检测任务量。

为了解决上述问题，本发明提出了一种瓷质绝缘子电压检测柔性装置，所述装置包括集成控制组件以及结构相同的两个柔性检测组件，且所述两个柔性检测组件关于所述集成控制组件对称设置；其中，

所述两个柔性检测组件中的每一个柔性检测组件包括关节驱动连接组件和绝缘子夹接检测组件，所述关节驱动连接组件通过螺栓与所述集成控制组件固定连接，所述绝缘子夹接检测组件通过螺栓与所述关节驱动连接组件固定连接，所述关节驱动连接组件用于控制所述绝缘子夹接检测组件进行不同方向的转动；

所述绝缘子夹接检测组件包括电动气缸、夹片插接板以及设置在所述夹片插接板一侧的两个夹片，在所述关节驱动连接组件与所述电动气缸的连接处配置有电动气缸安装板，所述电动气缸通过螺栓固定连接在所述电动气缸安装板上，所述电动气缸与所述夹片插接板另一侧紧固连接；在所述两个夹片的其中一个夹片中心镂空处安装一个正极电压接触头，在另一个夹片中心镂空处安装一个负极电压接触头，且基于所述夹片插接板一侧设置有摄像头，对正常接触状态下的瓷质绝缘子的当前电压进行采集。

可选的实施方式，所述关节驱动连接组件包括第一关节电机、第二关节电机和第三关节电机；

所述第一关节电机通过螺栓与所述集成控制组件相连接，所述第二关节电机通过关节连接副与所述第一关节电机相连接，所述第三关节电机通过螺栓与所述第二关节电机相连接，所述第三关节电机的一侧固定设置有电机连接座，且所述电机连接座与所述电动气缸安装板通过螺栓连接。

可选的实施方式，所述集成控制组件包括金属壳体，且所述金属壳体内部集成有蓝牙传输模块、数据分析模块、电源模块和电量检测模块；

所述蓝牙传输模块与所述电源模块相连接，所述数据分析模块与所述电源模块相连接，所述两个夹片中的每一个夹片基于电导线与所述数据分析模块相连接，所述摄像头基于FPC连接排线与所述数据分析模块相连接，所述数据分析模块与所述蓝牙传输模块相连接，所述电量检测模块与所述电源模块相连接。

可选的实施方式，所述金属壳体表面固定安装有控制面板，所述控制面板上设置有电源开关、外接天线、触发指示灯和电源指示灯；

所述电源开关设置在所述蓝牙传输模块与所述电源模块的连接导线上，同时所述电源开关设置在所述数据分析模块与所述电源模块的连接导线上；所述外接天线基于IPEX接口与所述蓝牙传输模块进行电连接，所述触发指示灯与所述数据分析模块进行电连接，所述电源指示灯与所述电量检测模块进行电连接。

可选的实施方式，所述电机连接座内部设置有电动气缸控制模块和电机驱动控制模块；

所述电机驱动控制模块与所述数据分析模块相连接，所述第一关节电机与所述电机驱动控制模块相连接，所述第二关节电机与所述电机驱动控制模块相连接，所述第三关节电机与所述电机驱动控制模块相连接；所述电动气缸控制模块与所述电机驱动控制模块相连接，所述电动气缸与所述电动气缸控制模块相连接。

可选的实施方式，所述第一关节电机、所述第二关节电机和所述第三关节电机均采用谐波控制方式。

可选的实施方式，所述两个夹片中的每一个夹片采用金属材质，且每一个夹片上朝向所述摄像头的一面采用防滑橡胶贴封。

在本发明实施例中，通过设置关节驱动连接组件可使得整个装置具备夹接活动自由度高的特点，可适应于多种不同类型绝缘子的检测需求，且利用绝缘子夹接检测组件所设置的摄像头可满足两个夹片对绝缘子执行夹接时的准确定位，并配合集成控制组件进一步实现对绝缘子的接触式带电检测功能，相比于人为检测方式，将减少作业人员的检测任务量，大幅度提高整体检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。

图1是本发明实施例中的瓷质绝缘子电压检测柔性装置的三维立体结构示意图；

图2是本发明实施例中的瓷质绝缘子电压检测柔性装置的主视图；

图3是本发明实施例中的瓷质绝缘子电压检测柔性装置的内部电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，图1示出了本发明实施例中的瓷质绝缘子电压检测柔性装置的三维立体结构示意图。

如图1所示，一种瓷质绝缘子电压检测柔性装置，所述装置包括集成控制组件2以及结构相同的两个柔性检测组件，且所述两个柔性检测组件关于所述集成控制组件2对称设置，此设置方式可满足本装置对正常运作下的瓷质绝缘子的钢脚和钢帽同时进行电压检测，以缩短测试时长。

进一步的，所述两个柔性检测组件中的每一个柔性检测组件包括关节驱动连接组件和绝缘子夹接检测组件，所述关节驱动连接组件通过螺栓与所述集成控制组件2固定连接，所述绝缘子夹接检测组件通过螺栓与所述关节驱动连接组件固定连接，所述关节驱动连接组件用于控制所述绝缘子夹接检测组件进行不同方向的转动，使得本装置具备机身转动弯曲的自由度控制功能。

具体的，所述绝缘子夹接检测组件包括电动气缸9、夹片插接板10以及设置在所述夹片插接板10一侧的两个夹片11，在所述关节驱动连接组件与所述电动气缸9的连接处配置有电动气缸安装板8，所述电动气缸9通过螺栓固定连接在所述电动气缸安装板8上，所述电动气缸9与所述夹片插接板10另一侧紧固连接；在所述两个夹片11的其中一个夹片中心镂空处安装一个正极电压接触头，在另一个夹片中心镂空处安装一个负极电压接触头(在图1中所述正极电压接触头和所述负极电压接触头合用标号12进行表示)，且基于所述夹片插接板10一侧设置有摄像头13，对正常接触状态下的瓷质绝缘子的当前电压进行采集。在实际应用过程中，所述摄像头13用于采集瓷质绝缘子的钢脚或者钢帽相对于所述两个夹片11的具体位置，以供所述关节驱动连接组件及时调整机身转向状态，使得所述两个夹片11可正确夹取所述瓷质绝缘子的钢脚或者钢帽并完成对其电压的稳定测量工作。

其中，所述两个夹片11中的每一个夹片采用金属材质，且每一个夹片上朝向所述摄像头13的一面采用防滑橡胶贴封，由于防滑橡胶具有柔性可压缩效果与防滑特性，针对所述瓷质绝缘子的钢脚或者钢帽为锥面结构，有助于所述两个夹片11对钢脚或者钢帽的稳固夹持，保证所述两个夹片11上所设置的一对电压接触头可对钢脚或者钢帽的电压进行可靠测量。

具体的，所述关节驱动连接组件包括第一关节电机3、第二关节电机5和第三关节电机6；所述第一关节电机3通过螺栓与所述集成控制组件2相连接，所述第二关节电机5通过关节连接副4与所述第一关节电机3相连接，所述第三关节电机6通过螺栓与所述第二关节电机5相连接，所述第三关节电机6的一侧固定设置有电机连接座7，且所述电机连接座7与所述电动气缸安装板8通过螺栓连接。在实际应用过程中，通过所述第一关节电机3和所述第二关节电机5的相互配合，可带动所述绝缘子夹接检测组件实现左右灵活转动的功能，且左右方向的限定为朝向所述关节连接副4的开孔方向，以此可满足对变电站内不同盘径、不同结构高度以及不同联接方式的绝缘子进行自适应调节检测；利用所述第三关节电机6可控制所述两个夹片11按照螺旋式原理进行摆动，以适应于绝缘子的摆放位置。

其中，所述第一关节电机3、所述第二关节电机5和所述第三关节电机6均采用谐波控制方式，具备传动速比大、传动效率高、传动精度高、结构简单、柔性可向密封空间传递运动等特点，可有效地克服常规检查设备笨重、活动自由度少、可靠性低等缺点。

进一步的，所述集成控制组件2包括金属壳体，且所述金属壳体内部集成有蓝牙传输模块、数据分析模块、电源模块和电量检测模块；根据图3所示出的瓷质绝缘子电压检测柔性装置的内部电路结构示意图可知，所述蓝牙传输模块与所述电源模块相连接，所述数据分析模块与所述电源模块相连接，所述两个夹片11中的每一个夹片基于电导线与所述数据分析模块相连接，所述摄像头13基于FPC连接排线与所述数据分析模块相连接，所述数据分析模块与所述蓝牙传输模块相连接，所述电量检测模块与所述电源模块相连接。在实际应用过程中，所述数据分析模块包括至少三个功能：其一，将所述摄像头13所采集到的图像数据进行模数转换，并交由所述蓝牙传输模块进行传输格式封装与网络传输；其二，将所述蓝牙传输模块所接收到的电机控制数据进行分配与下发；其三，将所述两个夹片11所采集到的电压信号进行识别与记录，并交由所述蓝牙传输模块进行传输格式封装与网络传输。在此期间，后台监控系统与所述数据分析模块实时保持交互状态，由所述后台监控系统完成对所述图像数据呈现出来的绝缘子位置信息进行提取，并执行根据该绝缘子位置信息与所述两个夹片11之间的相对位置生成电机控制数据，包括各个关节电机的转矩、转速、步距角等信息，除此之外，所述后台监控系统还执行对采集到的绝缘子电压信号的状态检测。

基于所述数据分析模块的功能原理，所述电机连接座7内部设置有电动气缸控制模块和电机驱动控制模块；其中，所述电机驱动控制模块与所述数据分析模块相连接，所述第一关节电机3与所述电机驱动控制模块相连接，所述第二关节电机5与所述电机驱动控制模块相连接，所述第三关节电机6与所述电机驱动控制模块相连接；所述电动气缸控制模块与所述电机驱动控制模块相连接，所述电动气缸9与所述电动气缸控制模块相连接，使得所述电动气缸9可控制所述两个夹片11在所述夹片插接板10上的相对运动，以满足所述两个夹片11对绝缘子的夹持动作或者松开。

此外，所述金属壳体表面固定安装有控制面板1，所述控制面板1上设置有电源开关111、外接天线112、触发指示灯113和电源指示灯114；其中，所述电源开关111设置在所述蓝牙传输模块与所述电源模块的连接导线上，同时所述电源开关111设置在所述数据分析模块与所述电源模块的连接导线上；所述外接天线112基于IPEX接口与所述蓝牙传输模块进行电连接，所述触发指示灯113与所述数据分析模块进行电连接，所述电源指示灯114与所述电量检测模块相连接。在实际应用过程中，基于所述电量检测模块可对所述电源模块的剩余电量进行实时监控，本发明实施例选用三色指示灯作为电源指示灯114，可在所述电源模块的电量低于50％时显示红灯、在电量处于50％～80％之间时显示黄灯以及在电量高于80％时显示绿灯；而所述触发指示灯113可对所述数据分析模块持续接收绝缘子电压信号的过程进行提示。

在本发明实施例中，通过设置关节驱动连接组件可使得整个装置具备夹接活动自由度高的特点，可适应于多种不同类型绝缘子的检测需求，且利用绝缘子夹接检测组件所设置的摄像头可满足两个夹片对绝缘子执行夹接时的准确定位，并配合集成控制组件进一步实现对绝缘子的接触式带电检测功能，相比于人为检测方式，将减少作业人员的检测任务量，大幅度提高整体检测效率。

以上对本发明实施例所提供的一种瓷质绝缘子电压检测柔性装置进行了详细介绍，本文中采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种瓷质绝缘子电压检测柔性装置，其特征在于，所述装置包括集成控制组件以及结构相同的两个柔性检测组件，且所述两个柔性检测组件关于所述集成控制组件对称设置；其中，

所述两个柔性检测组件中的每一个柔性检测组件包括关节驱动连接组件和绝缘子夹接检测组件，所述关节驱动连接组件通过螺栓与所述集成控制组件固定连接，所述绝缘子夹接检测组件通过螺栓与所述关节驱动连接组件固定连接，所述关节驱动连接组件用于控制所述绝缘子夹接检测组件进行不同方向的转动；

所述绝缘子夹接检测组件包括电动气缸、夹片插接板以及设置在所述夹片插接板一侧的两个夹片，在所述关节驱动连接组件与所述电动气缸的连接处配置有电动气缸安装板，所述电动气缸通过螺栓固定连接在所述电动气缸安装板上，所述电动气缸与所述夹片插接板另一侧紧固连接；在所述两个夹片的其中一个夹片中心镂空处安装一个正极电压接触头，在另一个夹片中心镂空处安装一个负极电压接触头，且基于所述夹片插接板一侧设置有摄像头，对正常接触状态下的瓷质绝缘子的当前电压进行采集。

2.根据权利要求1所述的瓷质绝缘子电压检测柔性装置，其特征在于，所述关节驱动连接组件包括第一关节电机、第二关节电机和第三关节电机；

所述第一关节电机通过螺栓与所述集成控制组件相连接，所述第二关节电机通过关节连接副与所述第一关节电机相连接，所述第三关节电机通过螺栓与所述第二关节电机相连接，所述第三关节电机的一侧固定设置有电机连接座，且所述电机连接座与所述电动气缸安装板通过螺栓连接。

3.根据权利要求2所述的瓷质绝缘子电压检测柔性装置，其特征在于，所述集成控制组件包括金属壳体，且所述金属壳体内部集成有蓝牙传输模块、数据分析模块、电源模块和电量检测模块；

所述蓝牙传输模块与所述电源模块相连接，所述数据分析模块与所述电源模块相连接，所述两个夹片中的每一个夹片基于电导线与所述数据分析模块相连接，所述摄像头基于FPC连接排线与所述数据分析模块相连接，所述数据分析模块与所述蓝牙传输模块相连接，所述电量检测模块与所述电源模块相连接。

4.根据权利要求3所述的瓷质绝缘子电压检测柔性装置，其特征在于，所述金属壳体表面固定安装有控制面板，所述控制面板上设置有电源开关、外接天线、触发指示灯和电源指示灯；

所述电源开关设置在所述蓝牙传输模块与所述电源模块的连接导线上，同时所述电源开关设置在所述数据分析模块与所述电源模块的连接导线上；所述外接天线基于IPEX接口与所述蓝牙传输模块进行电连接，所述触发指示灯与所述数据分析模块进行电连接，所述电源指示灯与所述电量检测模块进行电连接。

5.根据权利要求4所述的瓷质绝缘子电压检测柔性装置，其特征在于，所述电机连接座内部设置有电动气缸控制模块和电机驱动控制模块；

所述电机驱动控制模块与所述数据分析模块相连接，所述第一关节电机与所述电机驱动控制模块相连接，所述第二关节电机与所述电机驱动控制模块相连接，所述第三关节电机与所述电机驱动控制模块相连接；所述电动气缸控制模块与所述电机驱动控制模块相连接，所述电动气缸与所述电动气缸控制模块相连接。

6.根据权利要求2所述的瓷质绝缘子电压检测柔性装置，其特征在于，所述第一关节电机、所述第二关节电机和所述第三关节电机均采用谐波控制方式。

7.根据权利要求1所述的瓷质绝缘子电压检测柔性装置，其特征在于，所述两个夹片中的每一个夹片采用金属材质，且每一个夹片上朝向所述摄像头的一面采用防滑橡胶贴封。

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