CN115579788B - 一种ais变电站用故障维修设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AIS变电站用故障维修设备，具体涉及线缆维修领域，包括管道行走机器人，管道行走机器人上安装有多个绕线缆周向分布的检测机构和扎带，且多个检测机构和扎带一一对应设置，管道行走机器人沿线缆长度方向运动，检测机构沿线缆周向旋转运动；检测机构包括检测轮，检测轮的外周侧与线缆表面接触，检测轮与扎带之间通过传动机构连接，使检测轮与扎带同步运动，检测轮的内部设有多个沿直径方向的检测器，检测器包括检测电极，管道行走机器人上安装有控制器。本发明通过自动对管道内的线缆进行全方位检测，并对检测后的破损处通过扎带进行捆扎处理，实现了设备对线缆的自动检测维修处理的一体化。

Description

一种AIS变电站用故障维修设备

技术领域

本发明涉及线缆维修技术领域，更具体地说，本发明涉及一种AIS变电站用故障维修设备。

背景技术

变电站是指电力系统中对电压和电流进行变换，接受电能及分配电能的场所。而变电站场所内外有通信线缆、供电线缆等多种线缆，这些线缆长时间使用后，由于多种原因会出现线缆损坏、脱落等故障，一旦线路出现问题就会对变电站内的正常工作造成严重影响。

为了防止线缆故障对变电站影响，变电站工作人员需要定时对线缆进行巡检，及时发现故障电缆，并对其进行维护，保证变电站的安全和正常工作。

现有的巡检维护方法为工作人员对相关线缆路径进行查看，并对隐患点进行排查。然而，针对于一些线缆固定设于管道内，人工巡检非常困难，巡检效率极低，无法对线缆的破损或异常处准确定位，即使通过一些方法对线缆进行定位了，维修人员也很难对埋设于管道内的线缆进行维修。

发明内容

本发明提供的一种AIS变电站用故障维修设备，所要解决的问题是：现有的变电站用故障维修设备很难对管道内的电缆破损处进行维修。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种AIS变电站用故障维修设备，包括管道行走机器人，管道行走机器人上安装有多个绕线缆周向分布的检测机构和扎带，且多个检测机构和扎带一一对应设置，管道行走机器人沿线缆长度方向运动，检测机构沿线缆周向旋转运动；

检测机构包括检测轮，检测轮的外周侧与线缆表面接触，检测轮与扎带之间通过传动机构连接，使检测轮与扎带同步运动，检测轮的内部设有多个沿直径方向的检测器，检测器包括检测电极，检测电极用于检测线缆表面破损处产生的电晕放电，管道行走机器人上安装有控制器，控制器用于刹停检测轮的自转和管道行走机器人沿线缆长度方向运动；

当检测轮与线缆正常表面接触时，检测轮自转启动，扎带外露的端部贴合在扎带上；当检测轮与线缆破损表面接触时，检测轮自转关闭，扎带外露的端部落在线缆表面，检测机构绕线缆周向运动将扎带捆扎在线缆表面的破损处。

在一个优选的实施方式中，扎带由连续的空白段、粘接段和撕开段组成带体和绕卷带体的卷筒，扎带自转时，空白段贴合在卷辊上，扎带不转时，空白段垂落在线缆表面。

在一个优选的实施方式中，检测机构和扎带的中心轴线与检测机构在电缆表面的运动轨迹垂直。

在一个优选的实施方式中，管道行走机器人包括架体，架体的侧面安装有至少三个呈圆周分布的轴杆，轴杆的外侧设有行走机构，行走机构包括行走轮，轴杆的杆壁中间固定安装有隔环，隔环的内侧转动设有齿环，架体、隔环和齿环的一侧均开设有缺口，检测机构安装于齿环的内周侧。

在一个优选的实施方式中，架体上安装有至少三个自转的锥齿轮，锥齿轮与齿环啮合连接，当齿环沿电缆长度方向旋转时，检测轮自转，驱使多个检测器中始终有一个与检测轮和电缆表面的接触点切线垂直或近似垂直。

在一个优选的实施方式中，检测轮的外周侧嵌装有多个均匀分布的弹片，弹片的检测器之间设有固定腔室，检测器包括压力传感器，压力传感器用于检测固定腔室内的压强状态，压强状态包括正常状态和异常状态。

在一个优选的实施方式中，检测轮的内部设有多个缸体，多个缸体与多个检测器一一对应，缸体的内部活动设有活塞，检测器安装于活塞上，当检测轮沿电缆表面螺旋行走时，活塞的沿缸体往复运动，使检测器周期性地远离或靠近电缆表面。

在一个优选的实施方式中，检测轮的一侧中心处固定安装有中心盘，扎带与中心盘之间通过传动机构连接，中心盘的中心位置处通过轴承转动安装有第一轴，检测轮远离中心盘的一侧设有偏心盘，偏心盘的外侧铰接有活塞杆，活塞杆远离偏心盘的端部与活塞铰接，偏心盘与中心盘偏心设置，偏心盘的中心位置处通过轴承转动安装有第二轴，检测轮自转时，检测轮与电缆接触点对应的检测器始终与电缆接触点为最近的极限位置。

在一个优选的实施方式中，第二轴的轴壁上一体成型有轮齿，第二轴的轴壁外套装有定位机构，当检测轮与电缆接触点对应的检测器与电缆接触点为最近的极限位置，且固定腔室的内部压强状态为异常状态时，定位机构与第二轴轴壁上的轮齿配合，限制检测轮转动。

在一个优选的实施方式中，隔环的内壁安装有多个周向分布的限位轮，限位轮的轮面为倒U状，齿环的外侧活动嵌设于多个限位轮的轮面内，行走机构还包括支撑杆，支撑杆的一端铰接于轴杆的杆壁上，轴杆的杆壁上滑动套装有滑套，且滑套的一端与弹簧固定连接，弹簧远离滑套的一端与隔环固定连接，滑套的外侧铰接有调节杆，调节杆远离滑套的端部与支撑杆远离轴杆的端部铰接。

本发明的技术效果和优点：

本发明通过自动对管道内的线缆进行全方位检测，并对检测后的破损处通过扎带进行捆扎处理，实现了设备对线缆的自动检测维修处理的一体化。

附图说明

图1为本发明在管道内工作时的状态示意图；

图2为本发明在维修电缆时的状态示意图；

图3为本发明图2中A-A处的结构示意图；

图4为本发明检测机构的剖视结构示意图；

图5为本发明图3中B处结构的放大示意图；

图6为本发明在检测机构和扎带姿态的运动轨迹示意图；

图7为本发明扎带的正视结构示意图；

图8为本发明扎带一段带体的俯视结构示意图。

附图标记为：1、架体；11、隔环；12、限位轮；2、轴杆；3、行走机构；31、行走轮；32、支撑杆；33、调节杆；34、滑套；35、弹簧；4、齿环；41、缺口；5、锥齿轮；6、检测机构；61、检测轮；611、中心盘；612、第一轴；62、第二轴；63、偏心盘；64、缸体；641、活塞；642、活塞杆；643、检测器；65、弹片；7、扎带；71、空白段；72、粘接段；73、撕开段。

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。

实施例

参照说明书附图1-图8，一种AIS变电站用故障维修设备，包括管道行走机器人，管道行走机器人上安装有多个绕线缆周向分布的检测机构6和扎带7，且多个检测机构6和扎带7一一对应设置，管道行走机器人沿线缆长度方向运动，检测机构6沿线缆周向旋转运动；

检测机构6包括检测轮61，检测轮61的外周侧与线缆表面接触，检测轮61与扎带7之间通过传动机构连接，传动机构为带轮或链轮传动机构，使检测轮61与扎带7同步运动，检测轮61的内部设有多个沿直径方向的检测器643，检测器643包括检测电极，检测电极用于检测线缆表面破损处产生的电晕放电，管道行走机器人上安装有控制器，控制器用于刹停检测轮61的自转和管道行走机器人沿线缆长度方向运动；当检测轮61与线缆正常表面接触时，检测轮61自转启动，扎带7外露的端部贴合在扎带7上；当检测轮61与线缆破损表面接触时，检测轮61自转关闭，扎带7外露的端部落在线缆表面，检测机构6绕线缆周向运动将扎带7捆扎在线缆表面的破损处；需要说明的是，当线缆表面正常时，检测轮61与线缆表面接触，在摩擦力作用下，检测轮61在线缆表面滚动，即检测轮61自转，当检测轮61运动到线缆破损处时，对应的检测电极接收到线缆破损处的异常放电电压或异常磁场或异常压力信号等表面线缆此处破损的信号，该信号被发送到控制器内，控制器再控制传动机构或检测轮61的转轴，使检测轮61刹停，即自转停止，此时检测轮61在线缆表面滑动，并且管道行走机器人也停止在管道内的行走，具体地，可通过在传动机构或检测轮61的转轴上设置电控刹车盘。

在本实施例中，实施场景具体为：先将管道行走机器人套装在电缆外，使检测机构6套在电缆表面，并且让扎带7外露的端部自然垂落在电缆表面，检测轮61与电缆表面接触挤压，管道行走机器人和检测机构6一起运动，即检测轮61沿电缆表面做螺旋运动，检测器643的检测电极对电缆表面进行无死角无差别的精准检测，并且检测轮61与电缆表面挤压，在摩擦力的作用下自转，通过传动机构驱动扎带7也自转，在自转离心力的作用下，使扎带7外露的端部贴在扎带7表面（扎带7自转速度越快，扎带7外露的端部在扎带7表面就贴的越紧）；若电缆表面破损产生异常电晕放电，检测器643的检测电极接收到电缆异常电晕放电，产生异常信号，控制器接收到异常信号，使检测轮61刹停，从而将扎带7外露的端部落在线缆表面，再控制管道行走机器人停止运动，只让检测机构6绕电缆表面旋转，由于此时检测机构6绕电缆表面旋转的截面不变化，且各个检测轮61刹停，在检测机构6的旋转作用下，扎带7外露的端部会与电缆表面产生摩擦，从而使外露的端部插入到检测轮61与电缆表面被卡住，当检测机构6继续旋转时，检测轮61压着扎带7外露的端部，从而使粘接的扎带7被压贴在电缆表面，直至检测轮61脱离电缆破损处，控制器解除检测轮61的自转限制，检测轮61自转，带动扎带7自转，但由于扎带7的粘连部分已经被压在电缆表面，扎带7自转的阻止其自身吐露更多带体的力要远远小于检测轮61压住带体的力，因此扎带7与传动机构之间发生相对滑动，并吐露更多的粘连带体，使扎带7绕电缆破损处的横截面旋转捆扎，对线缆破损处进行自动维修，解决了工作人员无法维修管内线缆破损处的问题；

本发明通过自动对管道内的线缆进行全方位检测，并对检测后的破损处通过扎带7进行捆扎处理，实现了设备对线缆的自动检测维修处理的一体化。

扎带7由连续的空白段71、粘接段72和撕开段73组成带体和绕卷带体的卷筒，扎带7自转时，空白段71贴合在卷辊上，扎带7不转时，空白段71垂落在线缆表面；

需要说明的是，扎带7的带体每一段都是由空白段71、粘接段72和撕开段73组成，且带体每一段的长度均大于待维修线缆的周长，以保证扎带7能够将线缆捆扎一周，保证维修效果。

检测机构6和扎带7的中心轴线与检测机构6在电缆表面的运动轨迹垂直；有利于减小检测轮61与线缆表面之间的滑动摩擦，便于检测轮61沿线缆表面滚动时更加顺畅。

管道行走机器人包括架体1，架体1的侧面安装有至少三个呈圆周分布的轴杆2，轴杆2的外侧设有行走机构3，行走机构3包括行走轮31，轴杆2的杆壁中间固定安装有隔环11，隔环11的内侧转动设有齿环4，架体1、隔环11和齿环4的一侧均开设有缺口41，检测机构6安装于齿环4的内周侧。

架体1上安装有至少三个自转的锥齿轮5，锥齿轮5与齿环4啮合连接，当齿环4沿电缆长度方向旋转时，检测轮61自转，驱使多个检测器643中始终有一个与检测轮61和电缆表面的接触点切线垂直或近似垂直。

检测轮61的外周侧嵌装有多个均匀分布的弹片65，弹片65的检测器643之间设有固定腔室，检测器643包括压力传感器，压力传感器用于检测固定腔室内的压强状态，压强状态包括正常状态和异常状态。

检测轮61的内部设有多个缸体64，多个缸体64与多个检测器643一一对应，缸体64的内部活动设有活塞641，检测器643安装于活塞641上，当检测轮61沿电缆表面螺旋行走时，活塞641的沿缸体64往复运动，使检测器643周期性地远离或靠近电缆表面。

检测轮61的一侧中心处固定安装有中心盘611，扎带7与中心盘611之间通过传动机构连接，该传动机构为带轮或链轮传动机构，中心盘611的中心位置处通过轴承转动安装有第一轴612，检测轮61远离中心盘611的一侧设有偏心盘63，偏心盘63的外侧铰接有活塞杆642，活塞杆642远离偏心盘63的端部与活塞641铰接，偏心盘63与中心盘611偏心设置，偏心盘63的中心位置处通过轴承转动安装有第二轴62，检测轮61自转时，检测轮61与电缆接触点对应的检测器643始终与电缆接触点为最近的极限位置。

隔环11的内壁安装有多个周向分布的限位轮12，限位轮12的轮面为倒U状，齿环4的外侧活动嵌设于多个限位轮12的轮面内，行走机构3还包括支撑杆32，支撑杆32的一端铰接于轴杆2的杆壁上，轴杆2的杆壁上滑动套装有滑套34，且滑套34的一端与弹簧35固定连接，弹簧35远离滑套34的一端与隔环11固定连接，滑套34的外侧铰接有调节杆33，调节杆33远离滑套34的端部与支撑杆32远离轴杆2的端部铰接。

在本实施例中，实施场景具体为：检测轮61安装于齿环4的内壁，由于第一轴612和第二轴62的位置相对于齿环4内壁固定，因此相对于电缆来说，第一轴612和第二轴62以固定轨迹绕电缆外周运动，弹片65与电缆表面接触，在摩擦力的作用下，使得中心盘611自身发生自转，同时带动缸体64也自转，拉动偏心盘63绕第二轴62旋转，带动活塞杆642运动，使得每次弹片65与电缆表面挤压时，对应的缸体64内的活塞641均运动到离电缆表面接触点最近的极限位置，使检测电极运动到最靠近电缆的位置；

若电缆表面破损并产生电晕放电，弹片65与电缆破损处表面挤压，此时检测电极与电缆破损处之间的距离最近，检测电极与电缆破损处之间形成放电电弧，或使检测电极检测到此处产生异常电晕放电，且同时，由于弹片65落入到电缆表面破损处的凹陷处，弹片65贴合在凹陷内，使得此时固定腔室内的压强小于弹片65与完好的电缆表面挤压时的压力，即此时压力传感器检测固定腔室内为异常状态（弹片65贴合凹陷处，其内部的压强必然小于弹片65与完好的电缆表面挤压时的正常状态），控制器接收信号并控制电控刹车盘卡住传动机构或检测轮61的转轴，使检测轮61刹停，让检测轮61与电缆表面之间由原先的滚动变为滑动，通过检测轮61的自转停止，确定损伤维修位置，接着齿环4继续转动带动检测机构6和扎带7绕损伤位置处绕线缆做圆周运动，但由于传动机构的停止，扎带7自然垂落在电缆表面，且扎带7的空白段71会与电缆表面产生摩擦，从而使空白段71的端部插入到检测轮61轮面与电缆表面之间被卡住，当检测机构6继续旋转时，检测轮61压着扎带7外露的端部，从而使粘接的扎带7被压贴在电缆表面，直至检测轮61脱离电缆破损处，控制器解除检测轮61的自转限制，检测轮61自转，带动扎带7自转，但由于扎带7的粘连部分已经被压在电缆表面，扎带7自转不足以阻止带体反转，因此扎带7与传动机构之间发生相对滑动，既能保证扎带7带体捆扎线缆表面时的张紧力，还使扎带7绕电缆破损处的横截面旋转捆扎；

若电缆表面破损却不产生异常电晕放电，检测轮61滚动到电缆表面的破损处时，同上述弹片65落入凹陷处，压力传感器检测固定腔室内为异常状态，压力变化驱使定位机构与第二轴62轴壁上的轮齿配合，限制检测轮61转动，控制器仍然会实现检测轮61刹停，进而通过扎带7对线缆破损处进行捆扎维修。

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种AIS变电站用故障维修设备，其特征在于：包括管道行走机器人，所述管道行走机器人上安装有多个绕线缆周向分布的检测机构（6）和扎带（7），且多个所述检测机构（6）和所述扎带（7）一一对应设置，所述管道行走机器人沿线缆长度方向运动，所述检测机构（6）沿线缆周向旋转运动；

所述检测机构（6）包括检测轮（61），所述检测轮（61）的外周侧与线缆表面接触，所述检测轮（61）与扎带（7）之间通过传动机构连接，使所述检测轮（61）与扎带（7）同步运动，所述检测轮（61）的内部设有多个沿直径方向的检测器（643），所述检测器（643）包括检测电极，检测电极用于检测线缆表面破损处产生的电晕放电，所述管道行走机器人上安装有控制器，所述控制器用于刹停检测轮（61）的自转和管道行走机器人沿线缆长度方向运动；

所述扎带（7）由连续的空白段（71）、粘接段（72）和撕开段（73）组成带体和绕卷带体的卷筒，所述扎带（7）自转时，所述空白段（71）贴合在卷辊上，所述扎带（7）不转时，所述空白段（71）垂落在线缆表面；

当所述检测轮（61）与线缆正常表面接触时，所述检测轮（61）自转启动，所述扎带（7）外露的端部贴合在扎带（7）上；当所述检测轮（61）与线缆破损表面接触时，所述检测轮（61）自转关闭，所述扎带（7）外露的端部落在线缆表面，所述检测机构（6）绕线缆周向运动将扎带（7）捆扎在线缆表面的破损处。

2.根据权利要求1所述的一种AIS变电站用故障维修设备，其特征在于：所述检测机构（6）和扎带（7）的中心轴线与所述检测机构（6）在电缆表面的运动轨迹垂直。

3.根据权利要求2所述的一种AIS变电站用故障维修设备，其特征在于：所述管道行走机器人包括架体（1），所述架体（1）的侧面安装有至少三个呈圆周分布的轴杆（2），所述轴杆（2）的外侧设有行走机构（3），所述行走机构（3）包括行走轮（31），所述轴杆（2）的杆壁中间固定安装有隔环（11），所述隔环（11）的内侧转动设有齿环（4），所述架体（1）、隔环（11）和齿环（4）的一侧均开设有缺口（41），所述检测机构（6）安装于齿环（4）的内周侧。

4.根据权利要求3所述的一种AIS变电站用故障维修设备，其特征在于：所述架体（1）上安装有至少三个自转的锥齿轮（5），所述锥齿轮（5）与齿环（4）啮合连接，当所述齿环（4）沿电缆长度方向旋转时，所述检测轮（61）自转，驱使多个检测器（643）中始终有一个与检测轮（61）和电缆表面的接触点切线垂直或近似垂直。

5.根据权利要求4所述的一种AIS变电站用故障维修设备，其特征在于：所述检测轮（61）的外周侧嵌装有多个均匀分布的弹片（65），所述弹片（65）的检测器（643）之间设有固定腔室，所述检测器（643）包括压力传感器，所述压力传感器用于检测固定腔室内的压强状态，所述压强状态包括正常状态和异常状态。

6.根据权利要求5所述的一种AIS变电站用故障维修设备，其特征在于：所述检测轮（61）的内部设有多个缸体（64），多个所述缸体（64）与多个所述检测器（643）一一对应，所述缸体（64）的内部活动设有活塞（641），所述检测器（643）安装于活塞（641）上，当所述检测轮（61）沿电缆表面螺旋行走时，所述活塞（641）的沿缸体（64）往复运动，使检测器（643）周期性地远离或靠近电缆表面。

7.根据权利要求6所述的一种AIS变电站用故障维修设备，其特征在于：所述检测轮（61）的一侧中心处固定安装有中心盘（611），所述扎带（7）与中心盘（611）之间通过传动机构连接，所述中心盘（611）的中心位置处通过轴承转动安装有第一轴（612），所述检测轮（61）远离中心盘（611）的一侧设有偏心盘（63），所述偏心盘（63）的外侧铰接有活塞杆（642），所述活塞杆（642）远离偏心盘（63）的端部与活塞（641）铰接，所述偏心盘（63）与中心盘（611）偏心设置，所述偏心盘（63）的中心位置处通过轴承转动安装有第二轴（62），所述检测轮（61）自转时，所述检测轮（61）与电缆接触点对应的检测器（643）始终与电缆接触点为最近的极限位置。

8.根据权利要求7所述的一种AIS变电站用故障维修设备，其特征在于：所述隔环（11）的内壁安装有多个周向分布的限位轮（12），所述限位轮（12）的轮面为倒U状，所述齿环（4）的外侧活动嵌设于多个限位轮（12）的轮面内，所述行走机构（3）还包括支撑杆（32），所述支撑杆（32）的一端铰接于轴杆（2）的杆壁上，所述轴杆（2）的杆壁上滑动套装有滑套（34），且所述滑套（34）的一端与弹簧（35）固定连接，所述弹簧（35）远离滑套（34）的一端与隔环（11）固定连接，所述滑套（34）的外侧铰接有调节杆（33），所述调节杆（33）远离滑套（34）的端部与支撑杆（32）远离轴杆（2）的端部铰接。

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