CN115156196B - 一种速度自适应的绝缘子激光带电清洗装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种速度自适应的绝缘子激光带电清洗装置及方法，包括本体和清洗导轨，清洗导轨附着在绝缘子旁的固定物上，本体与清洗导轨连接使得本体能够沿清洗导轨竖向往复运动；本体前端设有用于出光清洗绝缘子的激光出光口以及距离传感器；距离传感器与激光出光口之间的距离可调；本体内设有激光光学组件，以及用于根据距离传感器采集的距离信息和预设信息控制本体进行清洗的控制器；控制器设置至少两种清洗模式，根据距离调整清洗速度，从而提高清洗效果。

Description

一种速度自适应的绝缘子激光带电清洗装置及方法
技术领域
本发明涉及绝缘子清洗装置技术领域，尤其涉及一种速度自适应的绝缘子激光带电清洗装置及方法。
背景技术
户外带电运行的绝缘子受工业废气、自然界盐碱与粉尘等影响，在表面形成一定程度的污秽累积。积污的绝缘子在气候潮湿时，部分表面污秽会溶于水形成电解质，具有强导电性，容易造成绝缘子污闪放电，导致输变电设备发生的污秽闪络及大面积停电事故，给电力企业造成损失。因此需及时对绝缘子进行清洗。
激光清洗作为一项无接触、绿色无污染、清洁能力强的技术，在绝缘子清洗领域已经有所应用。传统清洗装置以恒定速度清洗绝缘子，由于绝缘子表面不规则，激光光束与绝缘子表面夹角变化幅度较大，导致绝缘子表面各点清洗时间不均匀、清洗效果不一致。
发明内容
本发明主要目的在于：提供一种速度自适应的绝缘子激光带电清洗装置及方法，提高清洗效果。
本发明所采用的技术方案是：一种速度自适应的绝缘子激光带电清洗装置，包括本体和清洗导轨，清洗导轨附着在绝缘子旁的固定物上，本体与清洗导轨连接使得本体能够沿清洗导轨竖向往复运动；其中，本体前端设有用于出光清洗绝缘子的激光出光口，以及用于采集本体与绝缘子之间距离的距离传感器；距离传感器与激光出光口之间的距离可调；本体内设有用于产生激光光束的激光光学组件，以及用于根据距离传感器采集的距离信息和预设信息控制本体进行清洗的控制器；激光光学组件发出的激光从所述激光出光口出光；所述的控制器具体按以下方法控制：
选择清洗模式：若已知绝缘子竖直方向周期长度LT，则选择第一清洗模式，否则选择第二清洗模式；
第一清洗模式：调节距离传感器与激光出光口之间的距离；控制本体竖直移动，距离传感器扫描垂直方向LT长度下的距离信息，生成距离随时间变化的曲线x-t；根据曲线x-t中各采样点的距离变化率，计算本体竖直移动速度；若距离变化率较大，则生成一个较高速度值；若距离变化率较小，则生成一个较低速度值；从而生成以LT长度为周期、本体竖直移动速度随时间变化的曲线v-t并存储；距离传感器扫描完成后，控制激光出光口到达绝缘子顶端待清洗位置，激光出光开始清洗，激光清洗装置以v-t曲线垂直移动；
第二清洗模式：控制所述本体匀速移动，使得距离传感器对绝缘子完整信息进行距离扫描，生成距离随时间变化的曲线x-t；根据曲线x-t中各采样点的距离变化率计算本体竖直移动速度，生成本体竖直移动速度随时间变化的曲线v-t，供作业人员查看与修改，直至作业人员满意后存储，供同型号绝缘子清洗使用；控制本体运动到绝缘子顶端待清洗位置，按照所存储的曲线v-t移动本体，同时出光清洗。
按上述装置，所述第一清洗模式下，调节距离传感器与激光出光口之间的距离为绝缘子竖直方向周期长度LT，这样当距离传感器扫描完成后，激光出光口恰好到达绝缘子顶端待清洗位置。
按上述装置，所述的本体竖直移动速度采用如下公式计算得到：
v＝v0cos(arctan|Δx|)
式中，v为采样点的本体竖直移动速度，v0为预设值，Δx为采样点的距离变化率。
按上述装置，还包括第三清洗模式：当已知本体竖直移动速度随时间变化的曲线v-t时，直接控制本体到达绝缘子顶端待清洗位置，采用曲线v-t移动本体，同时出光清洗。
按上述装置，所述的本体上设有距离传感器导轨，距离传感器导轨位于所述激光出光口正下方、且竖直设置；所述距离传感器设置在距离传感器导轨上，由控制器控制沿距离传感器导轨移动。
利用所述的绝缘子激光带电清洗装置实现的绝缘子激光带电清洗方法，本方法包括以下步骤：
步骤一、将绝缘子激光带电清洗装置安设在待清洗的绝缘子旁边；
步骤二、选择清洗模式：
若已知绝缘子竖直方向周期长度LT，则选择第一清洗模式，否则选择第二清洗模式；
步骤三、按照相应的清洗模式进行清洗。
按上述方法，所述的步骤二，还包括第三清洗模式：当已知本体竖直移动速度随时间变化的曲线v-t时，直接控制本体到达绝缘子顶端待清洗位置，采用曲线v-t移动本体，同时出光清洗；且第三清洗模式的优先级高于第二清洗模式和第一清洗模式。
本发明产生的有益效果是：提供多种清洗模式，能够适用于已知或未知的绝缘子竖直方向周期长度，每种清洗模式下均根据不同位置自适应调整本体移动速度，从而调整清洗时间，提高清洗效果；本发明对绝缘子适用范围广，清洗效果更佳。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一实施例的方法流程图；
图2是本发明一实施例的结构示意图。
图中：1-激光光学组件；2、距离传感器；3、控制器；4、绝缘子；5、激光出光口；6、距离传感器导轨；7、清洗导轨。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“前部”、“后部”、“上”、“下”、“左”、“右”、“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，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，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发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图2所示，本发明提供一种速度自适应的绝缘子激光带电清洗装置，包括本体和清洗导轨7，清洗导轨7附着在绝缘子4旁的固定物上，本体与清洗导轨7连接使得本体能够沿清洗导轨7竖向往复运动；其中，本体前端设有用于出光清洗绝缘子4的激光出光口5，以及用于采集本体与绝缘子4之间距离的距离传感器2；距离传感器2与激光出光口5之间的距离可调，本实施例中，通过在本体上设置距离传感器导轨6，距离传感器导轨6位于所述激光出光口5正下方、且竖直设置；所述距离传感器2设置在距离传感器导轨6上，由控制器3控制沿距离传感器导轨6移动。本体内设有用于产生激光光束的激光光学组件1，以及用于根据距离传感器2采集的距离信息和预设信息控制本体进行清洗的控制器3；激光光学组件1发出的激光从所述激光出光口5出光；所述的控制器3具体按以下方法控制：
选择清洗模式：若已知绝缘子竖直方向周期长度LT，则选择第一清洗模式，否则选择第二清洗模式。
第一清洗模式具体为：
调节距离传感器与激光出光口之间的距离；
控制本体竖直移动，距离传感器扫描垂直方向LT长度下的距离信息，生成距离随时间变化的曲线x-t；
根据曲线x-t中各采样点的距离变化率，计算本体竖直移动速度；若距离变化率较大，则生成一个较高速度值；若距离变化率较小，则生成一个较低速度值；从而生成以LT长度为周期、本体竖直移动速度随时间变化的曲线v-t并存储；距离传感器扫描完成后，控制激光出光口到达绝缘子顶端待清洗位置，激光出光开始清洗，激光清洗装置以v-t曲线垂直移动。所述的本体竖直移动速度采用如下公式计算得到：
v＝v0cos(arctan|Δx|)
式中，v为采样点的本体竖直移动速度，v0为预设值，Δx为采样点的距离变化率。
优选的，调节距离传感器与激光出光口之间的距离为绝缘子竖直方向周期长度LT，这样当距离传感器扫描完成后，激光出光口恰好到达绝缘子顶端待清洗位置。
第二清洗模式具体为：
控制所述本体匀速移动，使得距离传感器对绝缘子完整信息进行距离扫描，生成距离随时间变化的曲线x-t；
根据曲线x-t中各采样点的距离变化率计算本体竖直移动速度，生成本体竖直移动速度随时间变化的曲线v-t，供作业人员查看与修改，直至作业人员满意后存储，供同型号绝缘子清洗使用；
控制本体运动到绝缘子顶端待清洗位置，按照所存储的曲线v-t移动本体，同时出光清洗。
优选的，还包括第三清洗模式：当已知本体竖直移动速度随时间变化的曲线v-t时，直接控制本体到达绝缘子顶端待清洗位置，采用曲线v-t移动本体，同时出光清洗。
本发明还提供利用所述的绝缘子激光带电清洗装置实现的绝缘子激光带电清洗方法，如图1所示，本方法包括以下步骤：
步骤一、将绝缘子激光带电清洗装置安设在待清洗的绝缘子旁边；
步骤二、选择清洗模式：
若已知绝缘子竖直方向周期长度LT，则选择第一清洗模式，否则选择第二清洗模式；
步骤三、按照相应的清洗模式进行清洗。
优选的，所述的步骤二还包括第三清洗模式：当已知本体竖直移动速度随时间变化的曲线v-t时，直接控制本体到达绝缘子顶端待清洗位置，采用曲线v-t移动本体，同时出光清洗；且第三清洗模式的优先级高于第二清洗模式和第一清洗模式。
本发明提供的一种速度自适应的绝缘子激光带电清洗装置及方法，可解决现有的绝缘子激光清洗装置清洗不同位置的时间不均匀、清洗效果不一致等问题，且在清洗作业中针对不同型号绝缘子采用不同模式清洗，在线清洗模式适用于已知绝缘子垂直方向周期长度，清洗多个未知型号绝缘子且对清洗时间有要求的环境，离线清洗模式适用于清洗多个同型号绝缘子且对清洗效果要求较高的环境。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种速度自适应的绝缘子激光带电清洗装置，其特征在于，包括本体和清洗导轨，清洗导轨附着在绝缘子旁的固定物上，本体与清洗导轨连接使得本体能够沿清洗导轨竖向往复运动；其中，本体前端设有用于出光清洗绝缘子的激光出光口，以及用于采集本体与绝缘子之间距离的距离传感器；距离传感器与激光出光口之间的距离可调；本体内设有用于产生激光光束的激光光学组件，以及用于根据距离传感器采集的距离信息和预设信息控制本体进行清洗的控制器；激光光学组件发出的激光从所述激光出光口出光；所述的控制器具体按以下方法控制：
选择清洗模式：
若已知绝缘子竖直方向周期长度LT，则选择第一清洗模式，否则选择第二清洗模式；
第一清洗模式：调节距离传感器与激光出光口之间的距离；控制本体竖直移动，距离传感器扫描垂直方向LT长度下的距离信息，生成距离随时间变化的曲线x-t；根据曲线x-t中各采样点的距离变化率，计算本体竖直移动速度；若距离变化率较大，则生成一个较高速度值；若距离变化率较小，则生成一个较低速度值；从而生成以LT长度为周期、本体竖直移动速度随时间变化的曲线v-t并存储；距离传感器扫描完成后，控制激光出光口到达绝缘子顶端待清洗位置，激光出光开始清洗，激光清洗装置以v-t曲线垂直移动；
第二清洗模式：控制所述本体匀速移动，使得距离传感器对绝缘子完整信息进行距离扫描，生成距离随时间变化的曲线x-t；根据曲线x-t中各采样点的距离变化率计算本体竖直移动速度，生成本体竖直移动速度随时间变化的曲线v-t，供作业人员查看与修改，直至作业人员满意后存储，供同型号绝缘子清洗使用；控制本体运动到绝缘子顶端待清洗位置，按照所存储的曲线v-t移动本体，同时出光清洗。
2.根据权利要求1所述的绝缘子激光带电清洗装置，其特征在于，所述第一清洗模式下，调节距离传感器与激光出光口之间的距离为绝缘子竖直方向周期长度LT，这样当距离传感器扫描完成后，激光出光口恰好到达绝缘子顶端待清洗位置。
3.根据权利要求1所述的绝缘子激光带电清洗装置，其特征在于，所述的本体竖直移动速度采用如下公式计算得到：
v＝v0cos(arctan|Δx|)
式中，v为采样点的本体竖直移动速度，v0为预设值，Δx为采样点的距离变化率。
4.根据权利要求1所述的绝缘子激光带电清洗装置，其特征在于，还包括第三清洗模式：当已知本体竖直移动速度随时间变化的曲线v-t时，直接控制本体到达绝缘子顶端待清洗位置，采用曲线v-t移动本体，同时出光清洗。
5.根据权利要求1所述的绝缘子激光带电清洗装置，其特征在于，所述的本体上设有距离传感器导轨，距离传感器导轨位于所述激光出光口正下方、且竖直设置；所述距离传感器设置在距离传感器导轨上，由控制器控制沿距离传感器导轨移动。
6.利用权利要求1所述的绝缘子激光带电清洗装置实现的绝缘子激光带电清洗方法，其特征在于，本方法包括以下步骤：
步骤一、将绝缘子激光带电清洗装置安设在待清洗的绝缘子旁边；
步骤二、选择清洗模式：
若已知绝缘子竖直方向周期长度LT，则选择第一清洗模式，否则选择第二清洗模式；
步骤三、按照相应的清洗模式进行清洗。
7.根据权利要求6所述的绝缘子激光带电清洗方法，其特征在于，所述的步骤二，还包括第三清洗模式：当已知本体竖直移动速度随时间变化的曲线v-t时，直接控制本体到达绝缘子顶端待清洗位置，采用曲线v-t移动本体，同时出光清洗；且第三清洗模式的优先级高于第二清洗模式和第一清洗模式。
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