CN114985142A - 一种基于改进喷头的绝缘子清洗装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于清洗装置技术领域,提出了一种基于改进喷头的绝缘子清洗装置及方法,包括:连杆,所述连杆上安装有用于清洗绝缘子的喷头;储水箱,通过输水管与所述喷头连通;所述喷头上开设有第一喷嘴,所述喷头内转动连接有球阀,所述球阀上开设有第二喷嘴;所述第一喷嘴和所述第二喷嘴的出水口,在轴线方向截面的两个对称线,均为反余切函数曲线;本发明中通过设置角度可调的第一喷嘴和第二喷嘴,实现了针对不同绝缘子清洗时的多角度水柱喷射,且通过将喷嘴内部设置为反余切型,较常规结构的喷嘴有更高的喷射效率,提高了水流速度和射程,提高了清洗效率。

Description

一种基于改进喷头的绝缘子清洗装置及方法
技术领域
本发明属于清洗装置技术领域,尤其涉及一种基于改进喷头的绝缘子清洗装置及方法。
背景技术
目前,随着电力需求增大,电网规模的扩大愈来愈明显,变电站供电的安全运行提出了更高的要求。环境因素的影响导致污秽物在绝缘子表层积聚,对变电站安全运行造成了极大的威胁;当大雾、细雨和降露等天气出现,或在化工厂附近,容易使绝缘子上附着的污秽物受潮引起污秽闪络,造成跳闸,大面积停电,严重时甚至造成人员伤亡,因此有必要对变电站中绝缘子进行定期清洗。
绝缘子包括高低压线路绝缘子、变电站支持(柱)绝缘子、架构进出线绝缘子和母线绝缘子等,安装位置有水平、竖直和倾斜三种方式,类型多样、数量众多和高度不一。带电水冲洗利用高流速水柱产生的冲击力对绝缘子表面污秽物进行冲洗,水采用蒸馏水,电阻率3×105Ω·cm。水柱电阻的等效电路是由水与空气泡混合串并联组成电阻回路,该回路可以有效承受线路运行中的最高工作电压,带电水冲洗优点是无须设备停电,可随时对绝缘子进行清洗,效果好;因为带电水冲洗风险比较大,存在着触电安全隐患,一般只在220kV以下变电站使用。
发明人发现,目前绝缘子清洗装置主要缺点有:喷头朝着一个方向,导致绝缘子清洗过程存在盲区,既浪费水资源,又得不到全面清洗;清洗过程中,完全靠工作人员的清洗经验或通过实时拍摄的图像视频信息进行喷水时间和喷射水量的控制,清洗时间和喷射水量不够会造成清洗效果差的问题,清洗时间长或者喷射水量过多会造成作业时间过长和水资源浪费。
发明内容
本发明为了解决上述问题,提出了一种基于改进喷头的绝缘子清洗装置及方法,本发明中通过改进喷头结构,实现了多角度水柱的喷射,且通过改进喷头的内部结构,提高了水流速度和射程,提高了清洗效率。
为了实现上述目的,第一方面,本发明提供了一种基于改进喷头的绝缘子清洗装置,采用如下技术方案:
一种基于改进喷头的绝缘子清洗装置,包括:
连杆,所述连杆上安装有用于清洗绝缘子的喷头;
储水箱,通过输水管与所述喷头连通;
所述喷头上开设有第一喷嘴,所述喷头内转动连接有球阀,所述球阀上开设有第二喷嘴;所述第一喷嘴和所述第二喷嘴的出水口,在轴线方向截面的两个对称线,均为反余切函数曲线。
进一步的,所述喷头的外壳为阀体,所述阀体上开设有通孔,所述球阀的一侧固定有转轴,所述转轴穿过所述通孔后固定连接有手柄;所述通孔内设置有密封填料。
进一步的,所述喷头与所述连杆之间通过角度调节件连接,所述连杆上安装有视觉传感器;所述视觉传感器用于实施拍摄绝缘子表面的图像信息,所述角度调节件的角度,以及所述喷头在绝缘子每个喷射区域内的喷射时间和喷射水量,以绝缘子表面的图像信息为依据。
进一步的,所述视觉传感器为带激光测距功能的VR全景摄像机。
进一步的,所述连杆上还固定有防护罩,所述防护罩上固定有距离传感器,所述连杆上还设置有伸缩部;所述喷头到每个喷射区域内的喷射距离调节,以绝缘子表面的图像信息为依据。
进一步的,所述防护罩两端对称固定有距离传感器。
进一步的,所述连杆包括相互铰接的两部分,所述连杆远离所述喷头的一端固定在电机的输出轴上,所述电机固定在升降平台上;所述连杆与所述电机输出轴固定的一部分与另一部分之间固定有斜杆,所述斜杆为伸缩杆。
进一步的,所述储水箱固定在所述升降平台上;所述输水管上安装有水泵。
为了实现上述目的,第二方面,本发明还提供了一种基于改进喷头的绝缘子清洗方法,采用如下技术方案:
一种基于改进喷头的绝缘子清洗方法,采用了如第一方面中所述的基于改进喷头的绝缘子清洗装置;包括:
获取绝缘子周围的图像信息;依据获取的图像信息以及预设的位置调节模型,确定喷头首次清洗位置;其中,所述位置调节模型由深度神经网络训练得到。
进一步的,实时获取绝缘子表面图像,依据缘子表面图像以及预设的清洗控制模型,得到绝缘子每个清洗区域内的水柱喷射角度、喷射距离、喷射时间和喷射水量;其中,所述清洗控制模型由深度神经网络训练得到。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、本发明中通过设置角度可调的第一喷嘴和第二喷嘴,实现了针对不同绝缘子清洗时的多角度水柱喷射,且通过将喷嘴内部设置为反余切型,具体的喷嘴出口的锥段处形状按照y=cotx曲线结构设计,该锥段过渡形式结构简单紧凑,比容积小,流线型设计效率高,较常规结构的喷嘴有更高的喷射效率;提高了水流速度和射程,提高了清洗效率;
2、本发明中,实时采集绝缘子的图像信息,根据图像信息确定绝缘子不同位置时的喷射水量和清洗时间,在保证清洗效果的基础上,避免了作业时间过长和水资源浪费的问题。
附图说明
构成本实施例的一部分的说明书附图用来提供对本实施例的进一步理解,本实施例的示意性实施例及其说明用于解释本实施例,并不构成对本实施例的不当限定。
图1为本发明实施例1的喷头结构示意图;
图2为本发明实施例1的结构示意图;
其中,1、第一喷嘴,2、球阀,3、第二喷嘴,4、阀体,5、密封圈,6、阀盖,7、阀杆,8、手柄,9、密封填料,10、转轴,11、升降平台,12、电机,13、储水箱,14、输水管,15、视觉观感器,16、伸缩部,17、防护罩,18、距离传感器,19、角度调节件,20、斜杆,21、连杆,22、水泵。
具体实施方式:
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
实施例1:
如图1和图2所示,本实施例提供了一种基于改进喷头的绝缘子清洗装置,包括连杆21、储水箱13和喷头;
所述连杆21上安装有用于清洗绝缘子的喷头;
所述储水箱13通过输水管14与所述喷头连通;可以理解,还包括水泵22,所述水泵22可以固定储水箱13上,所述水泵22的进口通过所述输水管14的一段与所述储水箱13连通,所述水泵22的出口通过所述输水管14的另一段与所述喷头的入口连通;
所述喷头上开设有第一喷嘴1,所述喷头内转动连接有球阀2,所述球阀2上开设有第二喷嘴3;所述第一喷嘴1和所述第二喷嘴3的出水口截面的两个对称线,均为反余切函数曲线;具体的,喷嘴出口的锥段处形状按照y=cotx曲线结构设计,该锥段过渡形式结构简单紧凑,比容积小,流线型设计效率高,较常规结构的喷嘴有更高的喷射效率;可以理解的,所述球阀2可以设置为包括出口和入口的通阀,所述球阀2的出口开设或连接所述第二喷嘴3,所述球阀2的入口与所述喷头的总入口连通,水流可以同时进入所述第一喷嘴1和所述第二喷嘴3。
如图1所示,经测试,所述第一喷嘴1和所述第二喷嘴3的出口设置为反余切型,有更高的水流速度和射程;为了保证工作人员的人身安全,可以设置1.4GH微波传输远程遥控喷射方位,工作人员同时可以远程查看高清图像,判断现场环境及清洗效果。
如图1所示,在本实施例中,所述喷头的外壳为阀体4,所述阀体4上开设有通孔,所述球阀3的一侧固定有转轴10,所述转轴10穿过所述通孔后固定连接有手柄8,可以根据绝缘子的形状等提前对所述第二喷嘴3的角度进行调节;所述通孔内设置有密封填料9。所述阀体4的形状结构可以根据实际情况进行设置,所述密封填料9为现有材料;所述转轴10可以通过阀杆7与所述手柄8固定连接,所述手柄8用于转动所述球阀2来实现调节所述第二喷嘴3与所述第一喷嘴1两者的角度;所述球阀2与所述阀体4之间设置有密封圈5和所述密封填料9来提高密封性,为常规设置,在此不再详述。
如图2所示,在本实施例中,所述喷头与所述连杆21之间通过角度调节件19连接,所述连杆21上安装有视觉传感器15;所述视觉传感器15用于实施拍摄绝缘子表面的图像信息,所述角度调节件19的调节角度,以及所述喷头在绝缘子每个喷射区域内的喷射时间和喷射水量,以绝缘子表面的图像信息为依据;具体的,可以以所述绝缘子表面的清洁程度为依据进行喷射角度、喷射时间和喷射水量的控制,达到对绝缘子表面的清洁要求,又不会造成过多的喷射时间和水资源浪费;所述视觉传感器15可以为带激光测距功能的VR全景摄像机;所述角度调节件19可以实现360度调节,所述角度调节件19可以通过现有装置和技术实现,在此不再详述。
具体的,带激光测距功能的VR全景摄像机能全方位360度画面监控清洗现场,激光原理测距并能进行自适应调整,可以采用2.4GHz/5.8GHz时分双工方式将前方高清画质回传到地面供地面,供工作人员观察清洗位置和清洗效果,同时支持4G通讯,将画面远程同步传到监控中心,供监督人员安全监督现场清洗标准化流程。
如图2所示,在本实施例中,所述连杆21上还固定有防护罩17用于防止水花四溅,所述防护罩17上固定有距离传感器18,可以在所述防护罩17的两端对称固定两个距离传感器18,所述连杆21上还设置有伸缩部16;所述喷头到每个喷射区域内的喷射距离调节,以绝缘子表面的图像信息为依据;可以理解的,结合前面的设置,可以以所述绝缘子表面的清洁程度为依据进行喷射角度、喷射时间、喷射距离和喷射水量的控制,达到对绝缘子表面的清洁要求,又不会造成过多的喷射时间和水资源浪费;所述伸缩部16可以通过伸缩杆实现。
在其他实施例中,还可以将所述手柄8替换为自动控制方式,可以以所述绝缘子表面的清洁程度和所述绝缘子的结构形状为依据进行所述第二喷嘴3与所述第一喷嘴1两者的角度、喷射角度、喷射时间、喷射距离和喷射水量的控制,达到对绝缘子表面的清洁要求,又不会造成过多的喷射时间和水资源浪费。
如图1所示,在本实施例中,所述连杆21可以包括相互铰接的两部分,所述连杆21远离所述喷头的一端固定在电机12的输出轴上,通过所述电机12的转动可以实现所述连杆21整体角度的调节,所述电机12可以固定在升降平台11上,可以实现所述连杆21的整体高度调节;所述连杆21与所述电机12输出轴固定的一部分与另一部分之间固定有斜杆20,所述斜杆20可以为伸缩杆,通过对所述斜杆20长度的调节来实现所述连杆21整体角度的调节。
在本实施例中,所述储水箱13可以固定在所述升降平台11上;所述输水管14上安装有所述水泵22。
本实施例中的绝缘子清洗装置可以调节喷射角度,确保绝缘子清洗全覆盖,其次,设置前端识别传感器,确保清洗顺序的一致性和严格性,避免清洗过程设备放电。
实施例2:
本实施例提供了一种基于改进喷头的绝缘子清洗方法,采用了如实施例1中所述的基于改进喷头的绝缘子清洗装置;包括:
获取绝缘子周围的图像信息;依据获取的图像信息以及预设的位置调节模型,确定喷头首次清洗位置;其中,所述位置调节模型由深度神经网络训练得到;具体的,图像信息可以通过所述视觉传感器15采集,还可以在喷头附近安装镜头进行采集,训练过程可以集成绝缘子长期积累的大数据、算法和深度神经网络,比如ResNet、VGG、RPN、Faster RANN和Yolo算法等,可以在线利用这些图像信息、算法和神经网络对现场绝缘子形状和位置分布进行算法识别,确保喷头首次清洗位置定位到绝缘子下方,同时匹配到相应运行电压等级,分析出清洗安全距离,超过电力《电力安全工作规程》规定的距离及最小液柱长度进行告警并主动自适应,避免带电清洗过程中不安全行为造成的危害。
进一步的,实时获取绝缘子表面图像,依据缘子表面图像以及预设的清洗控制模型,得到绝缘子每个清洗区域内的水柱喷射角度、喷射距离、喷射时间和喷射水量;其中,所述清洗控制模型可以由深度神经网络训练得到。
以上所述仅为本实施例的优选实施例而已,并不用于限制本实施例,对于本领域的技术人员来说,本实施例可以有各种更改和变化。凡在本实施例的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于改进喷头的绝缘子清洗装置,其特征在于,包括:
连杆,所述连杆上安装有用于清洗绝缘子的喷头;
储水箱,通过输水管与所述喷头连通;
所述喷头上开设有第一喷嘴,所述喷头内转动连接有球阀,所述球阀上开设有第二喷嘴;所述第一喷嘴和所述第二喷嘴的出水口,在轴线方向截面的两个对称线,均为反余切函数曲线。
2.如权利要求1所述的一种基于改进喷头的绝缘子清洗装置,其特征在于,所述喷头的外壳为阀体,所述阀体上开设有通孔,所述球阀的一侧固定有转轴,所述转轴穿过所述通孔后固定连接有手柄;所述通孔内设置有密封填料。
3.如权利要求1所述的一种基于改进喷头的绝缘子清洗装置,其特征在于,所述喷头与所述连杆之间通过角度调节件连接,所述连杆上安装有视觉传感器;所述视觉传感器用于实施拍摄绝缘子表面的图像信息,所述角度调节件的角度,以及所述喷头在绝缘子每个喷射区域内的喷射时间和喷射水量,以绝缘子表面的图像信息为依据。
4.如权利要求3所述的一种基于改进喷头的绝缘子清洗装置,其特征在于,所述视觉传感器为带激光测距功能的VR全景摄像机。
5.如权利要求3所述的一种基于改进喷头的绝缘子清洗装置,其特征在于,所述连杆上还固定有防护罩,所述防护罩上固定有距离传感器,所述连杆上还设置有伸缩部;所述喷头到每个喷射区域内的喷射距离调节,以绝缘子表面的图像信息为依据。
6.如权利要求5所述的一种基于改进喷头的绝缘子清洗装置,其特征在于,所述防护罩两端对称固定有距离传感器。
7.如权利要求1所述的一种基于改进喷头的绝缘子清洗装置,其特征在于,所述连杆包括相互铰接的两部分,所述连杆远离所述喷头的一端固定在电机的输出轴上,所述电机固定在升降平台上;所述连杆与所述电机输出轴固定的一部分与另一部分之间固定有斜杆,所述斜杆为伸缩杆。
8.如权利要求7所述的一种基于改进喷头的绝缘子清洗装置,其特征在于,所述储水箱固定在所述升降平台上;所述输水管上安装有水泵。
9.一种基于改进喷头的绝缘子清洗方法,其特征在于,采用了如权利要求1-8任一项所述的基于改进喷头的绝缘子清洗装置;包括:
获取绝缘子周围的图像信息;依据获取的图像信息以及预设的位置调节模型,确定喷头首次清洗位置;其中,所述位置调节模型由深度神经网络训练得到。
10.如权利要求9所述的一种基于改进喷头的绝缘子清洗方法,其特征在于,实时获取绝缘子表面图像,依据缘子表面图像以及预设的清洗控制模型,得到绝缘子每个清洗区域内的水柱喷射角度、喷射距离、喷射时间和喷射水量;其中,所述清洗控制模型由深度神经网络训练得到。
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