CN116298736A - 一种电力装置故障检测装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及GIS检测技术领域，公开了一种电力装置故障检测装置及其检测方法，一种电力装置故障检测装置，包括GIS壳体，GIS壳体的内部安装有高压导电杆，GIS壳体的内壁上安装有柱式支撑绝缘子，柱式支撑绝缘子远离GIS壳体的一端与高压导电杆连接；移动机器人套装在高压导电杆外并沿高压导电杆的长度方向行走，移动机器人上安装有第一框架，第一框架也套装于高压导电杆上，第一框架上安装有内置柔性特高频传感器；本发明通过调整内置柔性特高频传感器接收面与柱式支撑绝缘子伞裙表面之间的距离，从而避免了传感器接收面被电场强度大的伞裙表面的局部放电产生的电弧扫掠，有效地防止了传感器受损。

Description

一种电力装置故障检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及GIS检测领域，更具体地说，它涉及一种电力装置故障检测装置及其检测方法。

背景技术

GIS为全封闭设备，内部有导电杆、支撑绝缘子及其它各种元件，其检修过程较为复杂，检修人员很难进入设备内部查找故障点。

柱式支撑绝缘子安装在基本单元内部，用于支撑基本单元内部的高压导体。

传感器是检测GIS设备绝缘缺陷局部放电的重要设备。按照安装位置可将传感器分为内置式传感器和外置式传感器两种，其中内置柔性特高频传感器包括柔性基材以及设置在柔性基材两面的天线组件。

在GIS设备工作过程中，柱式支撑绝缘子的环氧绝缘体伞裙底部电场强度大，长期运行，该处会产生局部放电，检测装置在GIS设备内部检测高压导电杆时，经常需要越过柱式支撑绝缘子，在越障途中，靠近柱式支撑绝缘子局部放电处的传感器的天线组件容易被局部放电产生的电弧扫掠，从而烧坏天线组件或造成天线组件的使用不良。

发明内容

本发明提供一种电力装置故障检测装置及其检测方法，解决相关技术中移动的内置柔性特高频传感器的天线组件在越障过程中容易被柱式支撑绝缘子局部放电处的电弧损坏的技术问题。

本发明提供了一种电力装置故障检测装置，包括GIS壳体和移动机器人，GIS壳体的内部安装有高压导电杆，GIS壳体的内壁上安装有柱式支撑绝缘子，柱式支撑绝缘子远离GIS壳体的一端与高压导电杆连接；

移动机器人套装在高压导电杆外并沿高压导电杆的长度方向行走，移动机器人上安装有第一框架，第一框架也套装于高压导电杆上，且第一框架上安装有内置柔性特高频传感器；

内置柔性特高频传感器用于检测GIS壳体内柱式支撑绝缘子表面的局部放电处向外传播的电磁波信号；

第一框架上安装有调整机构，调整机构用于调整内置柔性特高频传感器的接收面与柱式支撑绝缘子伞裙表面的位置，使内置柔性特高频传感器的接收面与柱式支撑绝缘子的伞裙表面保持安全距离，安全距离为预设的距离，第一框架上安装有用于实时监测内置柔性特高频传感器接收面与高压导电杆外表面以及柱式支撑绝缘子伞裙表面的测距传感器；

第一框架上还安装有环绕机构，环绕机构用于驱动内置柔性特高频传感器对柱式支撑绝缘子的伞裙表面环绕检测。

在一个优选的实施方式中，内置柔性特高频传感器包括柔性基板和贴附在柔性基板上的螺旋天线组件，柔性基板上通过导线与外部检测系统连接。

在一个优选的实施方式中，第一框架包括两个半环导轨，两个半环导轨的其中一端铰接，且两个半环导轨之间安装有驱动机构，驱动机构用于驱动两个半环导轨绕铰接处相互贴近或分离，移动机器人包括筒状的车架，且车架上开设有开口，开口用于在移动机器人行进过程中避让柱式支撑绝缘子。

在一个优选的实施方式中，调整机构包括第一行走机构，第一行走机构包括定板，定板套装于半环导轨上，定板上安装有左架，左架上安装有第一导轮柱和第一齿轮柱，且第一导轮柱上安装有导轮，第一齿轮柱上安装有齿轮，第一导轮柱和第一齿轮柱分别与半环导轨的内外侧配合，左架上安装有电机，电机的输出轴与第一齿轮柱传动连接。

在一个优选的实施方式中，定板上远离左架的一侧安装有右架，右架上安装有第二导轮柱和第二齿轮柱，且第二导轮柱上安装有导轮，第二齿轮柱上安装有齿轮，第二导轮柱和第二齿轮柱分别与半环导轨的内外侧配合。

在一个优选的实施方式中，环绕机构包括第二框架，第二框架包括环形导轨，环形导轨上安装有安装轴，定板上安装有安装槽，安装轴与安装槽配合连接，安装轴上套装有可沿环形导轨做圆周运动的第二行走机构，内置柔性特高频传感器安装于第二行走机构上。

在一个优选的实施方式中，环形导轨上设有活动部，活动部通过销轴与环形导轨转动连接，且销轴内设有复位弹簧，当活动部与柱式支撑绝缘子挤压抵靠时，活动部绕销轴向内转动，使柱式支撑绝缘子进入到环形导轨内直至柱式支撑绝缘子与环形导轨同轴。

在一个优选的实施方式中，移动机器人还包括三角设置的车轮，车轮与GIS壳体的内壁抵靠，车架上安装有用于驱动车轮自转的动力单元。

在一个优选的实施方式中，半环导轨和环形导轨的内侧均开设有轮齿。

一种电力装置故障检测方法，包括下列步骤：

S1、移动机器人带动内置柔性特高频传感器沿高压导电杆长度方向行进，调整内置柔性特高频传感器的接收面正对高压导电杆的外表面，检测高压导电杆的外表面；

S2、当移动机器人运动到柱式支撑绝缘子的位置处，调整机构调整内置柔性特高频传感器的接收面与柱式支撑绝缘子伞裙表面的位置，使内置柔性特高频传感器的接收面与柱式支撑绝缘子的伞裙表面保持安全距离；

S3、环绕机构驱动内置柔性特高频传感器环绕柱式支撑绝缘子的伞裙表面并进行检测。

本发明的有益效果在于：

本发明通过调整移动机器人在跨越柱式支撑绝缘子时的内置柔性特高频传感器接收面与柱式支撑绝缘子伞裙表面之间的距离，使两者保持安全距离，从而避免了传感器接收面被电场强度大的伞裙表面的局部放电产生的电弧扫掠，有效地防止了传感器受损。

本发明通过在内置柔性特高频传感器在越过柱式支撑绝缘子的过程中，环绕检测柱式支撑绝缘子的伞裙表面，全面检测GIS设备壳体内的元件，能够实时得出设备内部的情况，有利于消除安全隐患。

附图说明

图1是本发明整体结构的正视剖面示意图。

图2是本发明图1中M-M视角的结构示意图。

图3是本发明第一框架与高压导电杆对应的结构示意图。

图4是本发明第一框架展开时与柱式支撑绝缘子对应的结构示意图。

图5是本发明图4中A处结构的放大示意图。

图6是本发明图2中N-N视角的结构示意图。

图7是本发明第二框架套在柱式支撑绝缘子外的结构示意图。

图8是本发明检测方法的流程图。

图中：1、GIS壳体；11、高压导电杆；12、柱式支撑绝缘子；13、导线；2、移动机器人；21、车架；22、开口；3、第一框架；31、半环导轨；32、驱动机构；4、第一行走机构；41、定板；42、安装槽；43、左架；44、第一导轮柱；45、第一齿轮柱；46、右架；47、第二导轮柱；48、第二齿轮柱；5、第二框架；51、环形导轨；52、安装轴；53、活动部；54、销轴；55、第二行走机构；6、内置柔性特高频传感器。

具体实施方式

现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。

如图1-图7所示，一种电力装置故障检测装置，包括GIS壳体1和移动机器人2，GIS壳体1的内部安装有高压导电杆11，GIS壳体1的内壁上安装有柱式支撑绝缘子12，柱式支撑绝缘子12远离GIS壳体1的一端与高压导电杆11连接；

移动机器人2套装在高压导电杆11外并沿高压导电杆11的长度方向行走，移动机器人2上安装有第一框架3，第一框架3也套装于高压导电杆11上，且第一框架3上安装有内置柔性特高频传感器6；

内置柔性特高频传感器6用于检测GIS壳体1内柱式支撑绝缘子12表面的局部放电处向外传播的电磁波信号；

第一框架3上安装有调整机构，调整机构用于调整内置柔性特高频传感器6的接收面与柱式支撑绝缘子12伞裙表面的位置，使内置柔性特高频传感器6的接收面与柱式支撑绝缘子12的伞裙表面保持安全距离，安全距离为提前预设的距离，第一框架3上安装有用于实时监测内置柔性特高频传感器6接收面与高压导电杆11外表面以及柱式支撑绝缘子12伞裙表面的测距传感器，用于确定内置柔性特高频传感器6的接收面与高压导电杆11外表面以及柱式支撑绝缘子12的伞裙表面是否处于安全距离；

第一框架3上还安装有环绕机构，环绕机构用于驱动内置柔性特高频传感器6绕柱式支撑绝缘子12的轴线对柱式支撑绝缘子12的伞裙表面环绕检测。

在本实施例中，实施场景具体为：将移动机器人2、第一框架3和第二框架5等结构安装布置好以后，并为各结构提供驱动力；在需要对正常使用的GIS设备内高压导电杆11检测时，移动机器人2带动内置柔性特高频传感器6沿高压导电杆11长度方向行进，调整内置柔性特高频传感器6的接收面正对高压导电杆11的外表面（可布置多个，从而对高压导电杆11的外表面全面检测），检测高压导电杆11的外表面是否有局部放电缺陷，若有，则通过内置柔性特高频传感器6输出该缺陷处的电磁波信号，基于内置柔性特高频传感器6的运动轨迹，从而确定该缺陷处的具体位置；

当移动机器人2运动到柱式支撑绝缘子12的位置处，调整机构调整内置柔性特高频传感器6的接收面与柱式支撑绝缘子12伞裙表面的位置，将内置柔性特高频传感器6的接收面由正对高压导电杆11的外表面调整至与柱式支撑绝缘子12伞裙表面正对，并使内置柔性特高频传感器6的接收面与柱式支撑绝缘子12的伞裙表面保持安全距离；

接着通过环绕机构驱动内置柔性特高频传感器6绕柱式支撑绝缘子12的轴线对柱式支撑绝缘子12的伞裙表面环绕检测，从而确定柱式支撑绝缘子12的伞裙表面是否有局部放电的缺陷。

在本发明的一个实施例中，具体通过调整内置柔性特高频传感器6的接收面（天线组件的表面）与柱式支撑绝缘子12场强最大处（即伞裙位置处）的直线距离，使该直线距离不小于内置柔性特高频传感器6的接收面与高压导电杆11外表面的直线距离。

在本发明的一个实施例中，内置柔性特高频传感器6设置有多个，且多个内置柔性特高频传感器6初始时呈阵列环绕高压导电杆11的外表面方式布置，在此条件下，只需要调整最接近柱式支撑绝缘子12的内置柔性特高频传感器6与柱式支撑绝缘子12伞裙位置处的距离，然后使传感器绕柱式支撑绝缘子12环绕运动，对柱式支撑绝缘子12的伞裙位置进行检测，判断柱式支撑绝缘子12的优良状态。

内置柔性特高频传感器6包括柔性基板和贴附在柔性基板上的螺旋天线组件，柔性基板上通过导线13与外部检测系统连接。

第一框架3包括两个半环导轨31，两个半环导轨31的其中一端铰接，且两个半环导轨31之间安装有驱动机构32，驱动机构32用于驱动两个半环导轨31绕铰接处相互贴近或分离，移动机器人2包括筒状的车架21，且车架21上开设有开口22，开口22用于在移动机器人2行进过程中避让柱式支撑绝缘子12。

需要说明的是，驱动机构32为直线驱动装置，例如液压缸，且液压缸的输出端即固定端分别与两个半环导轨31铰接。

调整机构包括第一行走机构4，第一行走机构4包括定板41，定板41套装于半环导轨31上，定板41上安装有左架43，左架43上安装有第一导轮柱44和第一齿轮柱45，且第一导轮柱44上安装有导轮，第一齿轮柱45上安装有齿轮，第一导轮柱44和第一齿轮柱45分别与半环导轨31的内外侧配合，左架43上安装有电机，电机的输出轴与第一齿轮柱45传动连接。

需要说明的是，齿轮与轮齿配合，当电机驱动齿轮转动时，由于导轮和齿轮的夹持，齿轮与轮齿啮合，驱动第一行走机构4沿第一框架3做环绕圆周运动，使内置柔性特高频传感器6正对高压导电杆11的外表面，再环绕检测高压导电杆11的外表面，使得本发明检测装置能够全面检测高压导电杆11是否局部放电。

定板41上远离左架43的一侧安装有右架46，右架46上安装有第二导轮柱47和第二齿轮柱48，且第二导轮柱47上安装有导轮，第二齿轮柱48上安装有齿轮，第二导轮柱47和第二齿轮柱48分别与半环导轨31的内外侧配合。

需要说明的是，左架43和右架46对称布置，有效地平衡导轮和齿轮的受力。

环绕机构包括第二框架5，第二框架5包括环形导轨51，环形导轨51上安装有安装轴52，定板41上安装有安装槽42，安装轴52与安装槽42配合连接，安装轴52上套装有可沿环形导轨51做圆周运动的第二行走机构55，内置柔性特高频传感器6安装于第二行走机构55上。

需要说明的是，第二行走机构55可采用与第一行走机构4相同的结构，也可采用其他等可以实现绕环形导轨51轨迹运动的其他结构；安装轴52与安装槽42的配合处安装有驱动单元，用于驱动第二框架5沿安装轴52轴线摆动或转动，以实现调整内置柔性特高频传感器6的接收面始终与高压导电杆11正对。

需要进一步说明的是，内置柔性特高频传感器6与第二行走机构55的连接处也安装有驱动单元，用于使内置柔性特高频传感器6沿连接轴转动翻转，以实现调整其接收面能够与柱式支撑绝缘子12的伞裙表面正对

环形导轨51上设有活动部53，活动部53通过销轴54与环形导轨51转动连接，且销轴54内设有复位弹簧，当活动部53与柱式支撑绝缘子12挤压抵靠时，活动部53绕销轴54向内转动，使柱式支撑绝缘子12进入到环形导轨51内直至柱式支撑绝缘子12与环形导轨51同轴。

移动机器人2还包括三角设置的车轮，车轮与GIS壳体1的内壁抵靠，车架21上安装有用于驱动车轮自转的动力单元。

半环导轨31和环形导轨51的内侧均开设有轮齿。

如图8所示，一种电力装置故障检测方法，包括下列步骤：

S1、移动机器人2带动内置柔性特高频传感器6沿高压导电杆11长度方向行进，调整内置柔性特高频传感器6的接收面正对高压导电杆11的外表面，检测高压导电杆11的外表面；

S2、当移动机器人2运动到柱式支撑绝缘子12的位置处，调整机构调整内置柔性特高频传感器6的接收面与柱式支撑绝缘子12伞裙表面的位置，使内置柔性特高频传感器6的接收面与柱式支撑绝缘子12的伞裙表面保持安全距离；

S3、环绕机构驱动内置柔性特高频传感器6环绕柱式支撑绝缘子12的伞裙表面并进行检测。

上面对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。

Claims (10)

1.一种电力装置故障检测装置，其特征在于，包括GIS壳体（1）和移动机器人（2），所述GIS壳体（1）的内部安装有高压导电杆（11），所述GIS壳体（1）的内壁上安装有柱式支撑绝缘子（12），所述柱式支撑绝缘子（12）远离GIS壳体（1）的一端与高压导电杆（11）连接；

所述移动机器人（2）套装在高压导电杆（11）外并沿所述高压导电杆（11）的长度方向行走，所述移动机器人（2）上安装有第一框架（3），所述第一框架（3）也套装于高压导电杆（11）上，且所述第一框架（3）上安装有内置柔性特高频传感器（6）；

所述内置柔性特高频传感器（6）用于检测GIS壳体（1）内柱式支撑绝缘子（12）表面的局部放电处向外传播的电磁波信号；

所述第一框架（3）上安装有调整机构，所述调整机构用于调整内置柔性特高频传感器（6）的接收面与柱式支撑绝缘子（12）伞裙表面的位置，使所述内置柔性特高频传感器（6）的接收面与柱式支撑绝缘子（12）的伞裙表面保持安全距离，所述安全距离为预设的距离，所述第一框架（3）上安装有用于实时监测内置柔性特高频传感器（6）接收面与高压导电杆（11）外表面以及柱式支撑绝缘子（12）伞裙表面的测距传感器；

所述第一框架（3）上还安装有环绕机构，所述环绕机构用于驱动内置柔性特高频传感器（6）对柱式支撑绝缘子（12）的伞裙表面环绕检测。

2.根据权利要求1所述的一种电力装置故障检测装置，其特征在于，所述内置柔性特高频传感器（6）包括柔性基板和贴附在柔性基板上的螺旋天线组件，柔性基板上通过导线（13）与外部检测系统连接。

3.根据权利要求2所述的一种电力装置故障检测装置，其特征在于，所述第一框架（3）包括两个半环导轨（31），两个所述半环导轨（31）的其中一端铰接，且两个所述半环导轨（31）之间安装有驱动机构（32），所述驱动机构（32）用于驱动两个所述半环导轨（31）绕铰接处相互贴近或分离，所述移动机器人（2）包括筒状的车架（21），且所述车架（21）上开设有开口（22），所述开口（22）用于在移动机器人（2）行进过程中避让柱式支撑绝缘子（12）。

4.根据权利要求3所述的一种电力装置故障检测装置，其特征在于，所述调整机构包括第一行走机构（4），所述第一行走机构（4）包括定板（41），所述定板（41）套装于半环导轨（31）上，所述定板（41）上安装有左架（43），所述左架（43）上安装有第一导轮柱（44）和第一齿轮柱（45），且所述第一导轮柱（44）上安装有导轮，所述第一齿轮柱（45）上安装有齿轮，所述第一导轮柱（44）和第一齿轮柱（45）分别与半环导轨（31）的内外侧配合，所述左架（43）上安装有电机，电机的输出轴与第一齿轮柱（45）传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种电力装置故障检测装置，其特征在于，所述定板（41）上远离左架（43）的一侧安装有右架（46），所述右架（46）上安装有第二导轮柱（47）和第二齿轮柱（48），且所述第二导轮柱（47）上安装有导轮，所述第二齿轮柱（48）上安装有齿轮，所述第二导轮柱（47）和第二齿轮柱（48）分别与半环导轨（31）的内外侧配合。

6.根据权利要求5所述的一种电力装置故障检测装置，其特征在于，所述环绕机构包括第二框架（5），所述第二框架（5）包括环形导轨（51），所述环形导轨（51）上安装有安装轴（52），所述定板（41）上安装有安装槽（42），所述安装轴（52）与安装槽（42）配合连接，所述安装轴（52）上套装有可沿环形导轨（51）做圆周运动的第二行走机构（55），所述内置柔性特高频传感器（6）安装于第二行走机构（55）上。

7.根据权利要求6所述的一种电力装置故障检测装置，其特征在于，所述环形导轨（51）上设有活动部（53），所述活动部（53）通过销轴（54）与环形导轨（51）转动连接，且所述销轴（54）内设有复位弹簧，当所述活动部（53）与柱式支撑绝缘子（12）挤压抵靠时，所述活动部（53）绕销轴（54）向内转动，使所述柱式支撑绝缘子（12）进入到环形导轨（51）内直至柱式支撑绝缘子（12）与环形导轨（51）同轴。

8.根据权利要求7所述的一种电力装置故障检测装置，其特征在于，所述移动机器人（2）还包括三角设置的车轮，所述车轮与GIS壳体（1）的内壁抵靠，所述车架（21）上安装有用于驱动车轮自转的动力单元。

9.根据权利要求8所述的一种电力装置故障检测装置，其特征在于，所述半环导轨（31）和环形导轨（51）的内侧均开设有轮齿。

10.一种电力装置故障检测方法，其特征在于，包括下列步骤：

S1、移动机器人（2）带动内置柔性特高频传感器（6）沿高压导电杆（11）长度方向行进，调整内置柔性特高频传感器（6）的接收面正对高压导电杆（11）的外表面，检测高压导电杆（11）的外表面；

S2、当移动机器人（2）运动到柱式支撑绝缘子（12）的位置处，调整机构调整内置柔性特高频传感器（6）的接收面与柱式支撑绝缘子（12）伞裙表面的位置，使所述内置柔性特高频传感器（6）的接收面与柱式支撑绝缘子（12）的伞裙表面保持安全距离；

S3、环绕机构驱动内置柔性特高频传感器（6）环绕柱式支撑绝缘子（12）的伞裙表面并进行检测。

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