CN113281355B - 一种架空线路金具x射线检测装置与方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种架空线路金具X射线检测装置，包括悬挂在线路金具上的X射线检测装置，以及与所述X射线检测装置通信连接的控制接收终端，还包括用于通过吊绳将所述X射线检测装置吊起悬挂于线路金具上的遥控无人机，所述X射线检测装置包括发射机和用于接收所述发射机所发X射线的探测器，以及分别固定连接并将所述发射机和探测器保持相互对准的挂架；本申请还提供一种检测方法，本发明采用遥控无人机吊运检测装置，解决了现有人员上塔，进行塔上操作存在的射线辐射伤害和高空坠落风险问题；无人机的吊运能够完全替代人工，消除了检测过程对人体可能带来的一切伤害和存在的安全隐患。

Description

一种架空线路金具X射线检测装置与方法

技术领域

本发明涉及X射线检测技术领域，尤其涉及基于X射线对架空高压输电线路、线路金具等进行带电高空缺陷检测技术领域，具体涉及一种架空线路金具X射线检测装置与方法。

背景技术

高空输电线的缺陷检测是及时发现缺陷金具，避免线路故障导致因停电造成的重大损失。高压输电线路的缺陷主要分为两种，一种是因为线路金具内部自身缺陷导致的线路故障，如金属疲劳导致的内部裂纹；另一种是金具压接产生的局部受力、虚位或其他压接缺陷。由于输电线路长时间承受较大的内部应力，容易出现金属疲劳现象，加之高压输电线路的重要性；因此，针对架空线路金具的可靠性检测显得至关重要。

然而，当前架空线路检测的装置最为普遍的是采用便携式的X射线检测设备，现有的带电检测方式多以人工上塔操作为主，同时操作人员身着等电位防辐射服，X射线检测设备附加屏蔽装置，将射线辐射造成的伤害降到最小。但由于架空线路检测属于高空作业，而且是带电检测；因此，辐射和高空作业给操作人员带来的伤害和安全隐患必不可少，加之操作人员需要负重上下铁塔，操作极其不便。

发明内容

为了解决现有技术架空输电线路金具缺陷检测存在的辐射伤害和高空作业跌落隐患问题，本申请提供一种架空线路金具X射线检测装置与方法。

为了达到上述目的，本申请所采用的技术方案为：

一种架空线路金具X射线检测装置，包括悬挂在线路金具上的X射线检测装置，以及与所述X射线检测装置通信连接的控制接收终端，还包括用于通过吊绳将所述X射线检测装置吊起悬挂于线路金具上的遥控无人机，所述X射线检测装置包括发射机和用于接收所述发射机所发X射线的探测器，以及分别固定连接并将所述发射机和探测器保持相互对准的挂架；采用现有大功率遥控无人机能够满足便携式的X射线检测装置起吊并挂入到指定的线路金具上，完全替代了人工上塔操作解决了人工上塔进行带电检测存在X射线辐射伤害，同时存在高空跌落危险的问题。所述挂架下端头固定连接所述发射机，挂架具有两个相同且平行设置的上端头并分别可拆卸固定连接于所述探测器的两端，并保持发射机的射线发射轴向与探测器接收平面相互垂直；采用上述结构安装，如论线路金具处于何种角度，始终都能够置于靠近探测器的位置，由于发射机和探测器始终都处于相互垂直且固定连接，发射机与探测器之间的距离已经预设调整至理想状态，因此，在拍摄时不用考虑因位置变动而导致拍摄的X光片质量不高的问题。

所述挂架的任一上端头均有用于支撑所述X射线检测装置悬挂于所述线路金具上呈倒置的V型挂钩。所述V型挂钩的自由端具有便于线路金具挂入的向外弯折形成圆弧状的弯折端头。V型挂钩由下而上呈逐渐收敛的状态，能够适应不同直径的线路金具，V型挂钩能够根据实际检测线路金具的外径进行自适应，不会出现线路金具的外径过大而不稳定或者线路金具外径过小而发生晃动的问题。

为了方便长时间检测作业时对遥控无人机的回收，优选地，所述遥控无人机底部设置有吊绳钩，所述吊绳钩包括通过紧固件与遥控无人机连接的安装座，所述安装座转动连接有钩本体，所述钩本体包括用于供所述吊绳套设的挂钩部，所述挂钩部与钩本体根部之间设置有使所述挂钩部相对于所述安装座实现自由偏心转动的弯折部。本发明的吊绳钩是单独设置，专门针对遥控无人机回收时与吊绳脱离设计。吊绳钩因为具有偏心设置的弯折部，使得无论吊绳处于何种角度，吊绳钩始终都能够自适应偏斜转向吊绳所在方向，加之挂钩部的自由端高度较低，在遥控无人机带动吊绳横向水平移动时能够实现自动脱落，从而可以安全的回收遥控无人机，使得遥控无人机的工作时间不受实际X射线检测装置的工作时间限定，解决了遥控无人机存在电池巡航时间有限的技术难题。因此，采用此方案能够克服现有的无人机持续作业导致的电力续航不足的问题。

为了更进一步的提高遥控无人机在进行起吊过程中的安全性，优选地，在所述弯折部处还固定设置有电磁铁单元，所述弯折部的自由端铰接有脱扣部，所述脱扣部的自由端设置有能够与所述电磁铁单元吸合或排斥的磁体部。脱口部与钩本体形成一个完整封闭的结构，在将X射线检测装置悬挂于线路金具上，但需要反复调整位置时，遥控无人机是需要反复的起吊，那么此时的吊绳则会反复的重复绷紧和松开的过程，当处于松开状态时，由于吊绳未到X射线检测装置的拉力作用，则存在从挂钩部脱出的风险，设置脱口部后则可以完全消除这种脱落的隐患，只有认为控制脱口部脱落后，再通过调整遥控无人机的高度和移动方向才能轻松将吊绳从挂钩部上脱出。采用上述结构设置，既能兼顾吊运过程中的稳定性，又能兼顾遥控无人机回收时的便捷性，起到双重有益技术效果。

为了更好的实现吊绳的脱离，以使得在遥控无人机进行回收时更加便捷，优选地，所述脱扣部靠近所述挂钩部的一段设置有一弧形段，所述弧形段在磁体部与电磁铁单元吸合状态时位于所述挂钩部内侧。设置弧形段的有益效果具有两个：第一，当脱扣部与电磁铁单元处于吸合状态时，弧形段形成向挂钩部内侧突出的结构，这使得吊绳在重力的作用下始终不会对脱扣部施加应力，更多的都是施加在挂钩部上，使得脱扣部能够具有更加稳定的防止吊绳意外脱出。第二，当脱扣部与电磁铁单元处于分离状态时，弧形段能够提供一个弧形的过渡结构，减小吊绳脱落的阻力，使得在遥控无人机在需要回收时，吊绳能够更加有利于脱落。

为了更好的发挥上述X射线检测装置的作用，本申请还提供一种架空线路金具X射线检测的方法，该方法的操作基于上述架空线路金具X射线检测装置实现，具体包括以下步骤：

步骤ST100，检测装置就绪：将吊绳一端呈O型绑扎，另一端呈Y型绑扎，O型绑扎一端套设在所述挂钩部上并将脱扣部与所述电磁铁单元吸合，将Y型绑扎的两个自由端头分别牢固系于挂架的两个上端头处；

步骤ST200，检测装置就位：操作遥控终端控制遥控无人机将X射线检测装置吊起，直至将X射线检测装置吊起通过挂架悬挂于线路金具待检处；

步骤ST300，操作控制接收终端开启X射线检测装置对线路金具进行检测。

作为优选方案，使得在检测过程中能够实现更低能耗，具体还包括无人机脱扣的步骤ST400，操作遥控终端使电磁铁单元通电使得脱扣部在斥力作用下与电磁铁单元脱离，对遥控无人机执行水平横飞，使得吊绳与吊绳钩脱离，回收遥控无人机。

为了实现地面人员对X射线检测装置的灵活操作，优选地，所述步骤ST100还包括在挂架上绑扎牵引绳的步骤，以及还包括移动所述X射线检测装置的步骤ST500，通过地面人员拉扯所述牵引绳使得X射线检测装置在线路金具上移动，以检测不同位置的线路金具的缺陷状况。

有益效果：

1、本发明采用遥控无人机吊运检测装置，解决了现有人员上塔，进行塔上操作存在的射线辐射伤害和高空坠落风险问题；无人机的吊运能够完全替代人工，消除了检测过程对人体可能带来的一切伤害和存在的安全隐患。

2、本发明创造性的提供了吊绳钩，能够在吊运过程中保证吊绳的牢固性和稳定性，在非吊运状态时，可以根据实际需求实现无人机与吊绳钩的脱离，便于无人机的回收。

3、本发明通过增加额外的牵引绳能够实时调节X射线检测装置的位置，能够应用于大跨度，高落差的山地架空线路金具的检测，可以大大节省检测人员的路途跋涉和设备运输，大大提升检测的效率，缩短时间占用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请在执行检测的状态示意图；

图2是X射线检测装置的立体图；

图3是X射线检测装置的左视图；

图4是图3中A区结构放大图；

图5是X射线检测装置处于检测状态的主视图；

图6是吊绳钩处于闭合状态的结构示意图；

图7是图6处于脱扣状态的结构示意图。

图中：1-遥控无人机；2-吊绳；3-X射线检测装置；31-探测器；32-挂架；321-弯折端头；322-V型挂钩；33-发射机；4-线路金具；5-紧固件；6-安装座；7-吊绳钩；71-弯折部；72-挂钩部；73-脱扣部；74-磁体部；8-电磁铁单元。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

结合说明书附图1-图5所示的一种架空线路金具X射线检测装置，包括悬挂在线路金具4上的X射线检测装置3，以及与所述X射线检测装置3通信连接的控制接收终端，还包括用于通过吊绳2将所述X射线检测装置3吊起悬挂于线路金具4上的遥控无人机1，所述X射线检测装置3包括发射机33和用于接收所述发射机33所发X射线的探测器31，以及分别固定连接并将所述发射机33和探测器31保持相互对准的挂架32；采用现有大功率遥控无人机1能够满足便携式的X射线检测装置3起吊并挂入到指定的线路金具4上，完全替代了人工上塔操作解决了人工上塔进行带电检测存在X射线辐射伤害，同时存在高空跌落危险的问题。所述挂架32下端头固定连接所述发射机33，挂架32具有两个相同且平行设置的上端头并分别可拆卸固定连接于所述探测器31的两端，并保持发射机33的射线发射轴向与探测器31接收平面相互垂直；采用上述结构安装，如论线路金具4处于何种角度，始终都能够置于靠近探测器31的位置，由于发射机33和探测器31始终都处于相互垂直且固定连接，发射机33与探测器31之间的距离已经预设调整至理想状态，因此，在拍摄时不用考虑因位置变动而导致拍摄的X光片质量不高的问题。所述挂架32的任一上端头均有用于支撑所述X射线检测装置3悬挂于所述线路金具4上呈倒置的V型挂钩322。所述V型挂钩322的自由端具有便于线路金具4挂入的向外弯折形成圆弧状的弯折端头321。V型挂钩322由下而上呈逐渐收敛的状态，能够适应不同直径的线路金具4，V型挂钩322能够根据实际检测线路金具4的外径进行自适应，不会出现线路金具4的外径过大而不稳定或者线路金具4外径过小而发生晃动的问题。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上进一步改进，为了方便长时间检测作业时对遥控无人机1的回收，所述遥控无人机1底部设置有吊绳钩7，详见图6和图7所示结构，所述吊绳钩7包括通过紧固件5与遥控无人机1连接的安装座6，所述安装座6转动连接有钩本体，所述钩本体包括用于供所述吊绳2套设的挂钩部72，所述挂钩部72与钩本体根部之间设置有使所述挂钩部72相对于所述安装座6实现自由偏心转动的弯折部71。本发明的吊绳钩7是单独设置，专门针对遥控无人机1回收时与吊绳2脱离设计。吊绳钩7因为具有偏心设置的弯折部71，使得无论吊绳2处于何种角度，吊绳钩7始终都能够自适应偏斜转向吊绳2所在方向，加之挂钩部72的自由端高度较低，在遥控无人机1带动吊绳2横向水平移动时能够实现自动脱落，从而可以安全的回收遥控无人机1，使得遥控无人机1的工作时间不受实际X射线检测装置3的工作时间限定，解决了遥控无人机1存在电池巡航时间有限的技术难题。因此，采用此方案能够克服现有的无人机持续作业导致的电力续航不足的问题。

本实施例中，为了更进一步的提高遥控无人机1在进行起吊过程中的安全性，在所述弯折部71处还固定设置有电磁铁单元8，所述弯折部71的自由端铰接有脱扣部73，所述脱扣部73的自由端设置有能够与所述电磁铁单元8吸合或排斥的磁体部74。电磁铁单元8的工作原理属于现有技术，本实施例只是利用现有的电磁铁固定安装于弯折部71处，其通断控制与遥控无人机1共享，这是现有基于无人机控制技术的常规连接方式，实现的技术效果就是通过控制接收终端实现对所述电磁铁单元8的控制。当然，若采用不支持外接控制的其他无人机设备时，亦可为电磁铁8单独提供电源和通信控制器，如采用市售无线控制开关设备即可，由于电磁铁在非工作状态不产生磁力，为了尽可能的降低能耗，本实施例采用电磁铁单元8与永磁体相配合的方式实现，只有当需要脱扣时，电磁铁单元8才通电产生磁力与对应的永磁体产生同极相斥的技术效果，实现脱扣。也就是说，电磁铁单元8的工作时间非常短，正常非脱扣情况下，都是依赖于磁体部74与电磁铁单元8的铁芯产生磁力吸合。脱口部73与钩本体形成一个完整封闭的结构，在将X射线检测装置3悬挂于线路金具4上，但需要反复调整位置时，遥控无人机1是需要反复的起吊，那么此时的吊绳2则会反复的重复绷紧和松开的过程，当处于松开状态时，由于吊绳2未到X射线检测装置3的拉力作用，则存在从挂钩部72脱出的风险，设置脱口部73后则可以完全消除这种脱落的隐患，只有认为控制脱口部73脱落后，再通过调整遥控无人机1的高度和移动方向才能轻松将吊绳2从挂钩部72上脱出。采用上述结构设置，既能兼顾吊运过程中的稳定性，又能兼顾遥控无人机1回收时的便捷性，起到双重有益技术效果。

为了更好的实现吊绳2的脱离，以使得在遥控无人机1进行回收时更加便捷，本实施例中，所述脱扣部73靠近所述挂钩部72的一段设置有一弧形段，所述弧形段在磁体部74与电磁铁单元8吸合状态时位于所述挂钩部72内侧。具体详见图6所示，设置弧形段的有益效果具有两个：第一，当脱扣部73与电磁铁单元8处于吸合状态时，弧形段形成向挂钩部72内侧突出的结构，这使得吊绳2在重力的作用下始终不会对脱扣部73施加应力，更多的都是施加在挂钩部72上，使得脱扣部73能够具有更加稳定的防止吊绳2意外脱出。第二，当脱扣部73与电磁铁单元8处于分离状态时，弧形段能够提供一个弧形的过渡结构，减小吊绳2脱落的阻力，使得在遥控无人机1在需要回收时，吊绳2能够更加有利于脱落。

实施例3：

为了更好的发挥上述X射线检测装置的作用，本申请还提供一种架空线路金具X射线检测的方法，该方法的操作基于上述架空线路金具X射线检测装置实现，具体包括以下步骤：

步骤ST100，检测装置就绪：将吊绳2一端呈O型绑扎，另一端呈Y型绑扎，O型绑扎一端套设在所述挂钩部72上并将脱扣部73与所述电磁铁单元8吸合，将Y型绑扎的两个自由端头分别牢固系于挂架32的两个上端头处；

步骤ST200，检测装置就位：操作遥控终端控制遥控无人机1将X射线检测装置3吊起，直至将X射线检测装置3吊起通过挂架32悬挂于线路金具4待检处；

步骤ST300，操作控制接收终端开启X射线检测装置3对线路金具4进行检测。

步骤ST400，无人机脱扣：操作遥控终端使电磁铁单元8通电使得脱扣部73在斥力作用下与电磁铁单元8脱离，对遥控无人机1执行水平横飞，使得吊绳2与吊绳钩7脱离，回收遥控无人机1。脱扣原理详见实施例2中记载内容，在此不做赘述。

值得说明的是，X射线检测装置3的操作方法和工作原理是属于非常现有的技术，均通过无线通讯的方式控制X射线检测装置3的开启与关闭。本实施例要解决的主要是如何避免X射线检测装置3在高空环境下作业，既要满足检测的目的实现，又要避免射线给人体带来的伤害，以及高空检测作业存在的安全隐患问题。

本实施例中，为了实现地面人员对X射线检测装置3的灵活操作，所述步骤ST100还包括在挂架32上绑扎牵引绳的步骤，以及还包括移动所述X射线检测装置3的步骤ST500，通过地面人员拉扯所述牵引绳使得X射线检测装置3在线路金具4上移动，以检测不同位置的线路金具4的缺陷状况。采用本实施例的方法能够实现如图1所示的场景检测，遥控无人机1可将X射线检测装置3吊运至需要检测线缆的最远处，然后一边检测一般利用牵引绳往回拉，这样完成一根线缆检测后再利用遥控无人机1进行吊运换线检测。

值得说明的是，牵引绳和吊绳2并非同一根绳子，根据实际检测作业的环境可以人为确定吊绳2的长度，吊绳2的长度越长，对于需要反复吊装和回收遥控无人机1会更方便，原因在于吊绳2的长度大于或者等于检测目标距离地面的高度就能够便于遥控无人机1进行二次吊运，无人人员上塔；若吊绳2较短，则需要人员上半塔进行二次挂绳，方便度降低，但依然可以避免高空检测的坠落风险和射线伤害。吊绳2的长度越短，在吊运时X射线检测装置3的晃动幅度越小，操作精度越高，吊运操作时间越短。因此，吊绳2的长度可以根据实际的检测项目和环境灵活决定。

本申请中所有结构件或者结构件表面均具有绝缘材料，以隔绝线路金具4传递的电流，这是本领域人员公知的常识，在本申请中，针对绝缘处理就不做赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种架空线路金具X射线检测装置，包括悬挂在线路金具（4）上的X射线检测装置（3），以及与所述X射线检测装置（3）通信连接的控制接收终端，其特征在于：还包括用于通过吊绳（2）将所述X射线检测装置（3）吊起悬挂于线路金具（4）上的遥控无人机（1），所述X射线检测装置（3）包括发射机（33）和用于接收所述发射机（33）所发X射线的探测器（31），以及分别固定连接并将所述发射机（33）和探测器（31）保持相互对准的挂架（32）；所述挂架（32）下端头固定连接所述发射机（33），挂架（32）具有两个相同且平行设置的上端头并分别可拆卸固定连接于所述探测器（31）的两端，并保持发射机（33）的射线发射轴向与探测器（31）接收平面相互垂直；所述挂架（32）的任一上端头均有用于支撑所述X射线检测装置（3）悬挂于所述线路金具（4）上呈倒置的V型挂钩（322）；所述V型挂钩（322）的自由端向外弯折形成圆弧状的弯折端头（321）；

所述遥控无人机（1）底部设置有吊绳钩（7），所述吊绳钩（7）包括通过紧固件（5）与遥控无人机（1）连接的安装座（6），所述安装座（6）转动连接有钩本体，所述钩本体包括用于供所述吊绳（2）套设的挂钩部（72），所述挂钩部（72）与钩本体根部之间设置有使所述挂钩部（72）相对于所述安装座（6）实现自由偏心转动的弯折部（71）；所述弯折部（71）处还固定设置有电磁铁单元（8），所述弯折部（71）的自由端铰接有脱扣部（73），所述脱扣部（73）的自由端设置有能够与所述电磁铁单元（8）吸合或排斥的磁体部（74）；

所述脱扣部（73）靠近所述挂钩部（72）的一段设置有一弧形段，所述弧形段在磁体部（74）与电磁铁单元（8）吸合状态时位于所述挂钩部（72）内侧。

2.一种架空线路金具X射线检测方法，其特征在于：基于权利要求1所述的架空线路金具X射线检测装置实现，具体包括以下步骤：

步骤ST100，检测装置就绪：将吊绳（2）一端呈O型绑扎，另一端呈Y型绑扎，O型绑扎一端套设在所述挂钩部（72）上并将脱扣部（73）与所述电磁铁单元（8）吸合，将Y型绑扎的两个自由端头分别牢固系于挂架（32）的两个上端头处；

步骤ST200，检测装置就位：操作遥控终端控制遥控无人机（1）将X射线检测装置（3）吊起，直至将X射线检测装置（3）吊起通过挂架（32）悬挂于线路金具（4）待检处；

步骤ST300，操作控制接收终端开启X射线检测装置（3）对线路金具（4）进行检测。

3.根据权利要求2所述的一种架空线路金具X射线检测方法，其特征在于：还包括无人机脱扣的步骤ST400，操作遥控终端使电磁铁单元（8）通电使得脱扣部（73）在斥力作用下与电磁铁单元（8）脱离，对遥控无人机（1）执行水平横飞，使得吊绳（2）与吊绳钩（7）脱离，回收遥控无人机（1）。

4.根据权利要求3所述的一种架空线路金具X射线检测方法，其特征在于：所述步骤ST100还包括在挂架（32）上绑扎牵引绳的步骤，以及还包括移动所述X射线检测装置（3）的步骤ST500，通过地面人员拉扯所述牵引绳使得X射线检测装置（3）在线路金具（4）上移动，以检测不同位置的线路金具（4）的缺陷状况。

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