CN114850140A - 一种用于高压隔离开关的清洗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于高压隔离开关的清洗系统，包括识别单元，配置为连接控制转换单元，用于获取并识别清理目标信息；检测反馈单元，配置为连接控制转换单元，用于获取基体的状态信息；激光清洗单元，配置为连接控制转换单元，用于发出激光；控制转换单元，配置为连接识别单元、检测反馈单元并控制连接激光清洗单元，用于根据识别单元的识别信息控制激光清洗单元的清理模式，并根据检测反馈单元的检测信息控制激光清洗单元的激光强度。该发明基于激光清洗技术实现对高压隔离开关的在线消缺，可完成现场110千伏、220千伏隔离开关动静触头表面沉积层的激光清洗作业，同时根据检测对激光清理的模式和强度进行自动控制调整，提高了清理效果和使用安全。
Description
技术领域
本发明涉及变电站领域，尤其是涉及了一种用于高压隔离开关的清洗系统。
背景技术
目前大多数无人值守变电站中的高压隔离开关由于长期暴露在大气环境中，受到自然界的冷、热、风、雨、雾、雪、冰、霜、日晒、沙尘、潮气以及大气中的污秽等因素影响，会对高压隔离开关的各部件造成不同程度的损害，由此产生的腐蚀和锈蚀会影响其设备性能，包括导致转动和传动连接卡滞而分合闸不到位，操作力增大，造成瓷瓶损伤和断裂；也可使机械传动部件强度下降而发生变形或损坏；锈蚀还会造成导电系统接触不良和导电性能减弱而发生过热等安全隐患。
随着技术的发展，激光清洗技术开始应用在各种目标物的表面污物清理中。现有的激光清洗机理一般为高温蒸发、吸热膨胀造成的碎裂剥离以及激光脉冲产生的超声振动等，目前激光清洗的目标一般是箱体、钢筋、钢板等，高温、振动等对其影响较小。但是对于变电站的高压隔离开关，可能会造成损坏或性能下降，因此使用有局限性，使用不方便。
发明内容
为了解决背景技术中所存在的问题，本发明提出了一种用于高压隔离开关的清洗系统。
一种用于高压隔离开关的清洗系统，包括
识别单元，配置为连接控制转换单元，用于获取并识别清理目标信息；
检测反馈单元，配置为连接控制转换单元，用于获取基体的状态信息；
激光清洗单元，配置为连接控制转换单元，用于发出激光；
控制转换单元，配置为连接识别单元、检测反馈单元并控制连接激光清洗单元，用于根据识别单元的识别信息控制激光清洗单元的清理模式，并根据检测反馈单元的检测信息控制激光清洗单元的激光强度。
基于上述，所述识别单元包括图像获取单元和图像分析单元，所述图像获取单元用于获取清理目标的图像，所述图像分析单元用于对图像进行识别和分析并获取所需的图像信息，所述图像分析单元连接所述控制转换单元，所述控制转换单元根据所述图像分析单元的分析结果控制所述激光清洗单元。
基于上述，所述检测反馈单元包括检测单元和分析预警单元，所述检测单元用于获取基体的状态信息，所述分析预警单元用于分析所获取的基体状态信息，所述分析预警单元连接所述控制转换单元，所述控制转换单元根据所述分析预警单元的分析结果控制所述激光清洗单元。
基于上述，所述清洗单元包括激光器单元、传输准直单元和振镜单元，所述激光器单元用于产生和发出激光，所述传输准直单元用于对激光进行传输和准直调整，所述振镜单元用于反射和聚焦激光。
基于上述，所述控制转换单元包括控制器单元和转换调整单元，所述控制器单元用于接收识别单元、检测反馈单元的检测分析信息，所述转换调整单元用于调整清洗单元的清理模式和激光强度。
基于上述，包括历史数据库，所述历史数据库用于存储清理目标信息关联的清理模式信息及关联的基体状态信息对应的调整信息。
基于上述，包括样本数据库，所述样本数据库用于存储图像样本，所述图像分析单元连接所述样本数据库。
基于上述，所述检测单元为红外温度检测单元。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明基于激光清洗技术实现对高压隔离开关的在线消缺，可完成现场110千伏、220千伏隔离开关动静触头表面沉积层的激光清洗作业，同时根据检测对激光清理的模式和强度进行自动控制调整，提高了清理效果和使用安全。
附图说明
图1是本发明的系统示意框图。
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付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。
如图1所示，一种用于高压隔离开关的清洗系统，包括识别单元，配置为连接控制转换单元，用于获取并识别清理目标信息；检测反馈单元，配置为连接控制转换单元，用于获取基体的状态信息；激光清洗单元，配置为连接控制转换单元，用于发出激光；控制转换单元，配置为连接识别单元、检测反馈单元并控制连接激光清洗单元，用于根据识别单元的识别信息控制激光清洗单元的清理模式，并根据检测反馈单元的检测信息控制激光清洗单元的激光强度。
使用时，通过识别单元获取待清理开关的信息，通过识别和分析，判断开关上的污物类型后，通过控制转换单元控制激光清洗单元的清理模式，包括脉冲频率、脉冲强度、激光波长和光斑大小等。清理过程中，通过检测反馈单元检测基体也即开关除去污物部分的本体部分的状态，如温度等，若温度过高则通过控制转换单元控制激光清洗单元进行调整转换，调节激光强度、频率或波长等，避免清理过程中对开关造成影响。现实中，长脉冲激光(纳秒脉冲)照射金属或其它固体表面,通过加热使材料发生气化是固体材料质量迁移(mass transfer)的主要机制。激光能量被表面污物吸收,引起表面污物表面温度的升高，如果激光能量密度足够强，表面污物的温度可达到熔点,甚至超过溶点达到沸点，使污物表面出现溶化、甚至气化，从而实现污物清理。实际中，激光光谱经过特殊调制后，只对氧化锈蚀部分进行特定清除，对设备镀银层无损伤，不影响电网安全运行，检测反馈单元进一步保障了使用的安全，避免意外的发生。本方案能及时处理隔离开关动静触头表面超薄沉积层，能够避免隔离开关过热甚至烧毁事故，减少了停电和设备损失，提高了电力系统的稳定性，每年可以节约维护检修费用10%～15%，每年可减少因故障停电时间，平均提高设备利用率约5%，可以科学实施状态检修，平均延长设备使用寿命5%～10%。
具体的，所述识别单元包括图像获取单元和图像分析单元，所述图像获取单元用于获取清理目标的图像，所述图像分析单元用于对图像进行识别和分析并获取所需的图像信息，所述图像分析单元连接所述控制转换单元，所述控制转换单元根据所述图像分析单元的分析结果控制所述激光清洗单元。图像获取单元实际为摄像头，获取高压隔离开关及其表面污物的图像，图像分析单元用于识别和分析后获取污物的种类和覆盖面积等，若是尘土污物等，采用高频模式进行振动去污即可，若是氧化物锈蚀污物，则采用预先设定的频率、波长和能量密度的激光进行清理。本实施例中，激光输出波长一般为1064nm。
所述检测反馈单元包括检测单元和分析预警单元，所述检测单元用于获取基体的状态信息，所述分析预警单元用于分析所获取的基体状态信息，所述分析预警单元连接所述控制转换单元，所述控制转换单元根据所述分析预警单元的分析结果控制所述激光清洗单元。检测单元用于检测开关基体的状态信息，本实施例中，检测单元为红外温度检测单元，用于检测清理过程中开关基体的温度信息，若温度超过预设的阈值，则通过控制转换单元调节激光清理单元的激光频率或能量密度等，避免对开关基体造成损伤。
所述清洗单元包括激光器单元、传输准直单元和振镜单元，所述激光器单元用于产生和发出激光，所述传输准直单元用于对激光进行传输和准直调整，所述振镜单元用于反射和聚焦激光。所述控制转换单元包括控制器单元和转换调整单元，所述控制器单元用于接收识别单元、检测反馈单元的检测分析信息，所述转换调整单元用于调整清洗单元的清理模式和激光强度。所述清洗单元采用现有的激光清洗组件，主要包括激光器单元、传输准直单元和振镜单元，实际中还包括冷却组件、除尘组件等。激光器输出激光束到光纤中进行传输，光纤输出的激光束经过准直系统准直后入射到扫描振镜的反射镜上，反射激光束经过镜在焦平面上形成聚焦的光斑，从而实现光束的扫描，通过调整被清洗件表面与镜间距离来实现工件表面涂层的清洗。本实施例中，激光输出波长为1064 nm、输出功率≥600W、重复频率5kHz ～ 20kHz、发散角≤2 mrad、聚焦后激光斑直径≤1 mm、脉冲宽度50nm～100nm、光束近高斯分布。所述转换调整单元用于调整激光的输出参数。
优选地，该用于高压隔离开关的清洗系统还包括历史数据库，所述历史数据库用于存储清理目标信息关联的清理模式信息及关联的基体状态信息对应的调整信息。通过识别开关的种类、污物的种类等，从历史数据库中选择匹配的清理模式进行清理，方便快捷，无需特别的专业知识去判断，降低了对操作人员的专业要求，使用更为便利。实际中，在遇到特殊情况时，进行清理方式适应修改设置后，可生成新的清理方案，并手动存入历史数据库内，以丰富历史数据库的清理方案类型。
该用于高压隔离开关的清洗系统还包括样本数据库，所述样本数据库用于存储图像样本，所述图像分析单元连接所述样本数据库。在进行图像分析时，方便从存储的图像样本中匹配和分析选择污物类型和开关类型等。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种用于高压隔离开关的清洗系统，其特征在于：包括
识别单元，配置为连接控制转换单元，用于获取并识别清理目标信息；
检测反馈单元，配置为连接控制转换单元，用于获取基体的状态信息；
激光清洗单元，配置为连接控制转换单元，用于发出激光；
控制转换单元，配置为连接识别单元、检测反馈单元并控制连接激光清洗单元，用于根据识别单元的识别信息控制激光清洗单元的清理模式，并根据检测反馈单元的检测信息控制激光清洗单元的激光强度。
2.根据权利要求1所述的用于高压隔离开关的清洗系统，其特征在于：所述识别单元包括图像获取单元和图像分析单元，所述图像获取单元用于获取清理目标的图像，所述图像分析单元用于对图像进行识别和分析并获取所需的图像信息，所述图像分析单元连接所述控制转换单元，所述控制转换单元根据所述图像分析单元的分析结果控制所述激光清洗单元。
3.根据权利要求1所述的用于高压隔离开关的清洗系统，其特征在于：所述检测反馈单元包括检测单元和分析预警单元，所述检测单元用于获取基体的状态信息，所述分析预警单元用于分析所获取的基体状态信息，所述分析预警单元连接所述控制转换单元，所述控制转换单元根据所述分析预警单元的分析结果控制所述激光清洗单元。
4.根据权利要求1所述的用于高压隔离开关的清洗系统，其特征在于：所述清洗单元包括激光器单元、传输准直单元和振镜单元，所述激光器单元用于产生和发出激光，所述传输准直单元用于对激光进行传输和准直调整，所述振镜单元用于反射和聚焦激光。
5.根据权利要求1所述的用于高压隔离开关的清洗系统，其特征在于：所述控制转换单元包括控制器单元和转换调整单元，所述控制器单元用于接收识别单元、检测反馈单元的检测分析信息，所述转换调整单元用于调整清洗单元的清理模式和激光强度。
6.根据权利要求1所述的用于高压隔离开关的清洗系统，其特征在于：包括历史数据库，所述历史数据库用于存储清理目标信息关联的清理模式信息及关联的基体状态信息对应的调整信息。
7.根据权利要求2所述的用于高压隔离开关的清洗系统，其特征在于：包括样本数据库，所述样本数据库用于存储图像样本，所述图像分析单元连接所述样本数据库。
8.根据权利要求3所述的用于高压隔离开关的清洗系统，其特征在于：所述检测单元为红外温度检测单元。
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