CN114389199B - 一种具有自动定位缺陷功能的电力设备检修装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有自动定位缺陷功能的电力设备检修装置，检修装置包括无人机、支架杆、滚动组件、剥皮组件、包覆组件，无人机下部设置支架杆，支架杆上依次设置处于同一水平直线上的滚动组件、剥皮组件、包覆组件，滚动组件夹住待检修高压线缆并进行滚动前进，滚动组件检测高压线缆表皮破损位置，剥皮组件去除高压线缆破损表皮，包覆组件为高压线缆重新更换新表皮。无人机经地面人员操作而飞到空中的高压线缆上，然后缓慢下降并让滚动组件与线缆接触并夹持，无人机只需要提供悬浮力即可，通过滚动组件的缓慢前进来到达准确位置，滚动组件在滚动时，到表皮破损位置上，会有凹陷或者电性上的异常，据此判断缺陷位置。
Description
技术领域
本发明涉及高压线缆检修技术领域，具体为一种具有自动定位缺陷功能的电力设备检修装置。
背景技术
高压线缆是输电系统中不可缺少的部件，长距离输电时需要铺设很多的线缆以传输电能，高压线缆路径上还需要设置很多的高架以承托线缆。
高压线缆完全裸露在自然空间中，经历风吹日晒雨淋，尽管线缆在制造过程均会考虑这些老化因素而让线缆能够保证使用足够的年限，但，老化过程中的线缆在遇到特殊状况时，其表面还是会发生破损，例如被风吹起的树叶尖锐部分划伤，鸟类停留在高压线缆上后，爪子抓住线缆的表皮过程中也会引起表皮破损。
高压线缆表皮破损容易对此处的电性能产生影响，所以，一旦获知某段高压线路上电阻率发生变化，应当进行检修作业，现有技术中，高压线缆的检修都是人工攀爬到线路上进行，不仅繁琐，作业效率不高，还危险，所以，需要通过相关设备来改善高压线缆的检修效率与操作人员作业环境。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有自动定位缺陷功能的电力设备检修装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种具有自动定位缺陷功能的电力设备检修装置，检修装置包括无人机、支架杆、滚动组件、剥皮组件、包覆组件，无人机下部设置支架杆，支架杆上依次设置处于同一水平直线上的滚动组件、剥皮组件、包覆组件，滚动组件夹住待检修高压线缆并进行滚动前进，滚动组件检测高压线缆表皮破损位置，剥皮组件去除高压线缆破损表皮，包覆组件为高压线缆重新更换新表皮。无人机经地面人员操作而飞到空中的高压线缆上，然后缓慢下降并让滚动组件与线缆接触并夹持，无人机只需要提供悬浮力即可，无人机的飞行无法让剥皮组件和包覆组件准确停留到线缆表皮破损位置处，所以，需要通过滚动组件的缓慢前进来到达准确位置，滚动组件在滚动时，到表皮破损位置上，会有凹陷或者电性上的异常，据此判断缺陷位置。
进一步的，滚动组件包括半圆筒、滚轮、滚轴，半圆筒有两个并对称设置，半圆筒外表面一端伸出连接段铰接到支架杆上，半圆筒对合时成一个完整筒体并咬住高压线缆，半圆筒内壁上设置滚轴，滚轴上固定滚轮，滚轴轴线与半圆筒轴线相互垂直且延长线不相交，半圆筒对合咬住高压线缆时，滚轮外圆柱面与高压线缆表面接触。
半圆筒分两瓣，在无人机飞行到达高压线缆前呈张开状态，在停留到线缆上后，两瓣半圆筒闭合成一个完整筒体包住线缆，半圆筒闭合时，其内部的滚轮相应的发生位置移动而抵触到线缆表面，实现滚动组件对于线缆的位置锁定，之后，滚轴进行转动，即可让滚动组件沿线缆前进，无人机、支架杆、剥皮组件、包覆组件也相应进行前进移动。
进一步的，剥皮组件包括割刀、换位推动件、定子线圈和对开的两个壳体，壳体外形与半圆筒相同，壳体内壁上设置旋转槽，旋转槽在两个壳体对合时构成完整螺旋状槽体并且旋转槽两端带有完整的圆形段，
割刀滑动安装在旋转槽内，割刀包括刀头、刀片、转动磁体，刀头一端滑动安装在旋转槽内，刀头另一端固定安装刀片，转动磁体设置在刀头远离刀片的一端内部，转动磁体的磁极连线方向垂直于壳体轴线，
定子线圈对开分体设置在壳体的壁厚内，定子线圈轴线与壳体轴线重合，换位推动件设置在壳体端面上，换位推动件受控将刀头从旋转槽的端部圆形段推入螺旋段。
当剥皮组件被带动前进到线缆上表面破损位置处后，壳体闭合，割刀切入表皮直至线缆线芯处，定子线圈给到旋转磁场到转动磁体处，带动刀头在旋转槽内转动，初始时，割刀处于旋转槽端部的圆形段内，进行一次完整的旋转切割，之后，换位推动件将割刀推入旋转槽的螺旋段内，割刀螺旋前进，将线缆表皮切割，在切割的末段进入旋转槽的圆形段内再进行一次完整的圆周切割，滚动组件再行带着整体装置倒退一段距离，让线缆上的表皮被进行一次轴向切割，被切割的表皮破碎并掉落，完成线缆表皮破损位置处的表皮剥离。
进一步的，割刀还包括换位磁体，换位磁体设置在刀头靠近刀片的一端内部，换位磁体的磁极连线方向平行于壳体轴线，换位推动件为电磁铁，换位推动件的通电磁极方向平行于壳体的轴线。换位推动件根据其线圈的通电方向，可以对换位磁体产生沿壳体轴向上的吸引或排斥，从而将转动中的刀头从旋转槽端部的圆形段中推出或者吸引刀头保持在圆形段内进行旋转而不进入到螺旋段内。
进一步的，包覆组件包括包裹壳，包裹壳对开设置，包裹壳壁厚内设置热熔腔，包裹壳闭合包裹剥皮过的线缆后，包裹壳与线缆线芯间构成凝固腔，包裹壳内设置连通热熔腔与凝固腔的连通孔。
包裹壳与半圆筒一样也是两瓣构成，闭合时构成完整圆柱体，线缆上被剥皮的部分，即凝固腔位置处被热熔腔经由连通孔送来的胶态热固材料填充，待冷却后重新完整包覆住线缆线芯，完成修补过程，之后，包裹壳张开，滚动组件张开，无人机飞走。
进一步的，检修装置还包括地面车和电源信号线，地面车停留在高压线缆下方，电源信号线连接地面车与无人机。
进一步的，无人机飞行所需电能及滚动组件内滚动所需电能、剥皮组件内电磁作用所需能量、包覆组件内加热所需能量皆通过电源信号线传输，不需要无人机背负占据重量的电池，无人机的悬浮更容易控制。滚动组件还包括接地线，滚轮、滚轴均由金属制成，接地线连接到滚轴端部，接地线还经由电源信号线连接至地面车并接地。
接地线将高压线缆表层接地，地面车处检测接地线所连接的线缆表皮的电位来识别是否此处表皮破损，表皮皮损时，线芯近似裸露，对外体现高压线缆所输送的高压交变电位，而良好状态下的线缆表皮则完善绝缘体现零电位，结合线缆表皮的坑洼来综合考虑此处表皮是否损伤。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过无人机挂带检修所需的剥皮组件与包覆组件进行飞行到达高压线缆的破损位置，无人机下还挂带滚动组件以便准确把握住高压线缆，并且滚动组件在前进过程中，结合表皮的坑洼状态以及表面电位来判别此处的表皮缺陷，在表皮破损时，换由剥皮组件将此处线缆表皮剥除然后通过包覆组件重新填补上绝缘材料，实现高压线缆表面的短期修补。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明实施例的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的装置的使用示意图；
图2为本发明实施例提供的滚动组件咬住高压线缆时的轴向结构示意图；
图3是本发明实施例提供的剥皮组件包裹高压线缆位置的轴面剖切结构示意图；
图4是图3中沿线A-A的示意图；
图5是图3中的B部分的放大示意图；
图6是本发明实施例提供的包覆组件包裹高压线缆位置的轴面剖切结构示意图；
图中：1-无人机、2-支架杆、3-滚动组件、31-半圆筒、32-滚轮、33-滚轴、34-接地线、4-剥皮组件、41-壳体、411-旋转槽、42-割刀、421-刀头、422-刀片、423-转动磁体、424-换位磁体、43-换位推动件、44-定子线圈、5-包覆组件、51-包裹壳、511-凝固腔、512-连通孔、52-热熔腔、8-地面车、9-电源信号线、100-高压线缆。
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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图6，一种具有自动定位缺陷功能的电力设备检修装置，检修装置包括无人机1、支架杆2、滚动组件3、剥皮组件4、包覆组件5，无人机1下部设置支架杆2，支架杆2上依次设置处于同一水平直线上的滚动组件3、剥皮组件4、包覆组件5，滚动组件3夹住待检修高压线缆100并进行滚动前进，滚动组件3检测高压线缆100表皮破损位置，剥皮组件4去除高压线缆100破损表皮，包覆组件5为高压线缆100重新更换新表皮。如图1所示，无人机1经地面人员操作而飞到空中的高压线缆100上，然后缓慢下降并让滚动组件3与线缆接触并夹持，无人机只需要提供悬浮力即可，无人机的飞行无法让剥皮组件4和包覆组件5准确停留到线缆表皮破损位置处，所以，需要通过滚动组件3的缓慢前进来到达准确位置，滚动组件3在滚动时，到表皮破损位置上，会有凹陷或者电性上的异常，据此判断缺陷位置。判断完缺陷位置后，滚动组件移动，换由剥皮组件4与缺陷位置接触进行下一步作业。
滚动组件3包括半圆筒31、滚轮32、滚轴33，半圆筒31有两个并对称设置，半圆筒31外表面一端伸出连接段铰接到支架杆2上，半圆筒31对合时成一个完整筒体并咬住高压线缆100，半圆筒31内壁上设置滚轴33，滚轴33上固定滚轮32，滚轴33轴线与的半圆筒31轴线错心垂直，半圆筒31对合咬住高压线缆100时，滚轮32外圆柱面与高压线缆100表面接触。
如图2所示，半圆筒31分两瓣，在无人机1飞行到达高压线缆100前呈张开状态，在停留到线缆上后，两瓣半圆筒31闭合成一个完整筒体包住线缆，半圆筒31闭合时，其内部的滚轮32相应的发生位置移动而抵触到线缆表面，实现滚动组件3对于线缆的位置锁定，之后，滚轴33进行转动，即可让滚动组件3沿线缆前进，无人机1、支架杆2、剥皮组件4、包覆组件5也相应进行前进移动。
剥皮组件4包括割刀42、换位推动件43、定子线圈44和对开的两个壳体41，壳体41外形与半圆筒31相同，壳体41内壁上设置旋转槽411，旋转槽411在两个壳体41对合时构成完整螺旋状槽体并且旋转槽411两端带有完整的圆形段，
割刀42滑动安装在旋转槽411内，割刀42包括刀头421、刀片422、转动磁体423，刀头421一端滑动安装在旋转槽411内，刀头421另一端固定安装刀片422，转动磁体423设置在刀头421远离刀片422的一端内部，转动磁体423的磁极连线方向垂直于壳体41轴线，
定子线圈44对开分体设置在壳体41的壁厚内，定子线圈44轴线与壳体41轴线重合，换位推动件43设置在壳体41端面上，换位推动件43受控将刀头421从旋转槽411的端部圆形段推入螺旋段。
如图3、4、5所示，当剥皮组件3被带动前进到线缆上表面破损位置处后，壳体41闭合，割刀42切入表皮直至线缆线芯处，定子线圈44给到旋转磁场到转动磁体423处，带动刀头421在旋转槽411内转动，初始时，割刀处于旋转槽411端部的圆形段内，进行一次完整的旋转切割，之后，换位推动件43将割刀42推入旋转槽411的螺旋段内，割刀螺旋前进，将线缆表皮切割，在切割的末段进入旋转槽411的圆形段内再进行一次完整的圆周切割，滚动组件3再行带着整体装置倒退一段距离，让线缆上的表皮被进行一次轴向切割，被切割的表皮破碎并掉落，完成线缆表皮破损位置处的表皮剥离。
割刀42还包括换位磁体424，换位磁体424设置在刀头421靠近刀片422的一端内部，换位磁体424的磁极连线方向平行于壳体41轴线，换位推动件43为电磁铁，换位推动件43的通电磁极方向平行于壳体41的轴线。如图5所示，换位推动件43根据其线圈的通电方向，可以对换位磁体424产生沿壳体41轴向上的吸引或排斥，从而将转动中的刀头421从旋转槽411端部的圆形段中推出或者吸引刀头421保持在圆形段内进行旋转而不进入到螺旋段内。
包覆组件5包括包裹壳51，包裹壳51对开设置，包裹壳51壁厚内设置热熔腔52，包裹壳51闭合包裹剥皮过的线缆后，包裹壳51与线缆线芯间构成凝固腔511，包裹壳51内设置连通热熔腔52与凝固腔511的连通孔512。
如图1、6所示，包裹壳51与半圆筒31一样也是两瓣构成，闭合时构成完整圆柱体，线缆上被剥皮的部分，即凝固腔511位置处被热熔腔52经由连通孔512送来的胶态热固材料填充，待冷却后重新完整包覆住线缆线芯，完成修补过程，之后，包裹壳51张开，滚动组件3张开，无人机1飞走。
检修装置还包括地面车8和电源信号线9，地面车8停留在高压线缆100下方，电源信号线9连接地面车8与无人机1。
无人机1飞行所需电能及滚动组件3内滚动所需电能、剥皮组件4内电磁作用所需能量、包覆组件5内加热所需能量皆通过电源信号线9传输，不需要无人机1背负占据重量的电池，无人机1的悬浮更容易控制。
滚动组件3还包括接地线31，滚轮32、滚轴33均由金属制成，接地线31连接到滚轴33端部，接地线31还经由电源信号线9连接至地面车并接地。
接地线31将高压线缆100表层接地，地面车8处检测接地线31所连接的线缆表皮的电位来识别是否此处表皮破损，表皮皮损时，线芯近似裸露，对外体现高压线缆100所输送的高压交变电位，而良好状态下的线缆表皮则完善绝缘体现零电位，结合线缆表皮的坑洼来综合考虑此处表皮是否损伤。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理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权利要求范围之内。
Claims (5)
1.一种具有自动定位缺陷功能的电力设备检修装置，其特征在于：所述检修装置包括无人机(1)、支架杆(2)、滚动组件(3)、剥皮组件(4)、包覆组件(5)，所述无人机(1)下部设置支架杆(2)，所述支架杆(2)上依次设置处于同一水平直线上的滚动组件(3)、剥皮组件(4)、包覆组件(5)，所述滚动组件(3)夹住待检修高压线缆(100)并进行滚动前进，滚动组件(3)检测高压线缆(100)表皮破损位置，所述剥皮组件(4)去除高压线缆(100)破损表皮，所述包覆组件(5)为高压线缆(100)重新更换新表皮；
所述滚动组件(3)包括半圆筒(31)、滚轮(32)、滚轴(33)，所述半圆筒(31)有两个并对称设置，半圆筒(31)外表面一端伸出连接段铰接到支架杆(2)上，所述半圆筒(31)对合时成一个完整筒体并咬住高压线缆(100)，半圆筒(31)内壁上设置滚轴(33)，所述滚轴(33)上固定滚轮(32)，所述滚轴(33)轴线与半圆筒(31)轴线相互垂直且延长线不相交，半圆筒(31)对合咬住高压线缆(100)时，所述滚轮(32)外圆柱面与高压线缆(100)表面接触；
所述剥皮组件(4)包括割刀(42)、换位推动件(43)、定子线圈(44)和对开的两个壳体(41)，所述壳体(41)外形与半圆筒(31)相同，壳体(41)内壁上设置旋转槽(411)，所述旋转槽(411)在两个壳体(41)对合时构成完整螺旋状槽体并且旋转槽(411)两端带有完整的圆形段，
所述割刀(42)滑动安装在旋转槽(411)内，所述割刀(42)包括刀头(421)、刀片(422)、转动磁体(423)，所述刀头(421)一端滑动安装在旋转槽(411)内，刀头(421)另一端固定安装刀片(422)，所述转动磁体(423)设置在刀头(421)远离刀片(422)的一端内部，转动磁体(423)的磁极连线方向垂直于壳体(41)轴线，
所述定子线圈(44)对开分体设置在壳体(41)的壁厚内，定子线圈(44)轴线与壳体(41)轴线重合，所述换位推动件(43)设置在壳体(41)端面上，换位推动件(43)受控将刀头(421)从旋转槽(411)的端部圆形段推入螺旋段。
2.根据权利要求1所述的一种具有自动定位缺陷功能的电力设备检修装置，其特征在于：所述割刀(42)还包括换位磁体(424)，所述换位磁体(424)设置在刀头(421)靠近刀片(422)的一端内部，换位磁体(424)的磁极连线方向平行于壳体(41)轴线，所述换位推动件(43)为电磁铁，换位推动件(43)的通电磁极方向平行于壳体(41)的轴线。
3.根据权利要求1所述的一种具有自动定位缺陷功能的电力设备检修装置，其特征在于：所述包覆组件(5)包括包裹壳(51)，所述包裹壳(51)对开设置，包裹壳(51)壁厚内设置热熔腔(52)，包裹壳(51)闭合包裹剥皮过的线缆后，包裹壳(51)与线缆线芯间构成凝固腔(511)，包裹壳(51)内设置连通热熔腔(52)与凝固腔(511)的连通孔(512)。
4.根据权利要求3所述的一种具有自动定位缺陷功能的电力设备检修装置，其特征在于：所述检修装置还包括地面车(8)和电源信号线(9)，所述地面车(8)停留在高压线缆(100)下方，所述电源信号线(9)连接地面车(8)与无人机(1)。
5.根据权利要求4所述的一种具有自动定位缺陷功能的电力设备检修装置，其特征在于：所述滚动组件(3)还包括接地线(31)，所述滚轮(32)、滚轴(33)均由金属制成，所述接地线(31)连接到滚轴(33)端部，接地线(31)还经由电源信号线(9)连接至地面车(8)并接地。
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