CN204241632U - 一种变电站巡检机器人以及局部放电分析系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种变电站巡检机器人以及局部放电分析系统，变电站巡检机器人(100)包括：主体(11)、云台(12)、头部(13)、特高频指向型天线(14)。主体(11)包括数字信号处理芯片(111)、工控机(112)、无线通信装置一(113)。特高频指向型天线(14)与头部(13)固定连接并且设置于头部(13)上方，并且与数字信号处理芯片(111)通过数据线相连接。本实用新型实现了局部放电检测技术与机器人巡检技术的结合，使巡检机器人可以采用无接触检测技术对变电站设备进行定期的无人巡检，扩展了巡检机器人的功能，提高了巡检机器人的性能，并且大幅提高了变电站带电检测工作的效率。

Description

一种变电站巡检机器人以及局部放电分析系统

技术领域

本发明涉及电子信息处理技术领域，尤其是一种变电站巡检机器人以及局部放电分析系统。

背景技术

随着国民经济的发展，用电系统的电力负荷不断增加，为保证电网的安全稳定，需实时掌握一次设备的运行状态，于是引进高科技的电力设备带电检测技术势在必行。带电检测的合理运用还可以实现电网一次设备的状态检修，大大降低电网运行的成本。近年来，变电站巡检机器人技术逐渐成为电力行业的研究热点和发展趋势。巡检机器人能够自动地在变电站内沿着预定的路线运行并定位待检设备，对站内高压设备绝缘情况和表计读数情况进行检查和记录，并将检查结果就地分析后通过无线方式传送至后台系统，大大提高了变电设备带电检测的高效性和安全性。

待检设备的局部放电情况也是待检设备的待检状态中一个重要参数。目前在电力设备带电检测领域，变电站巡检机器人只可以通过可见光、红外线技术对待检设备进行相关检测，而无法检测待检设备的局部放电现象。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种变电站巡检机器人以及局部放电分析系统，以解决待检设备的局部放电情况无法通过现有的变电站巡检机器人实时检测的问题。

基于本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种变电站巡检机器人，包括：主体、云台、头部、特高频指向型天线；所述主体包括数字信号处理芯片、工控机、无线通信装置一；所述主体通过所述云台与所述头部固定连接，所述云台与所述数字信号处理芯片通过数据线相连接，所述数字信号处理芯片、所述工控机和无线通信装置一依次连接并且均位于所述主体内部，所述特高频指向型天线与所述头部固定连接并且设置于所述头部上方，所述特高频指向型天线与所述数字信号处理芯片通过数据线相连接。

其中，所述特高频指向型天线在所述头部上方的设置方式如下：所述特高频指向型天线的辐射方向与所述头部的正面朝向的方向一致。

其中，所述变电站巡检机器人还包括设置于所述主体上的用于采集工频信号的碟形天线，所述碟形天线与所述数字信号处理芯片通过数据线相连。

基于本实用新型的另一个方面，本实用新型还提供一种局部放电分析系统，包括：变电站巡检机器人和后台监控设备；

所述变电站巡检机器人包括：主体、云台、头部、特高频指向型天线；所述主体包括数字信号处理芯片、工控机、终端侧无线通信装置一；所述主体通过所述云台与所述头部固定连接，所述云台与所述数字信号处理芯片通过数据线相连接，所述数字信号处理芯片、所述工控机和无线通信装置一依次连接并且均位于所述主体内部，所述特高频指向型天线与所述头部固定连接并且设置于所述头部上方，所述特高频指向型天线与所述数字信号处理芯片通过数据线相连接；

所述后台监控设备包括相连的无线通信装置二和中央处理器。

其中，所述特高频指向型天线在所述头部上方的设置方式如下：所述特高频指向型天线的辐射方向与所述头部的正面朝向的方向一致。

其中，所述变电站巡检机器人还包括设置于所述主体上的用于采集工频信号的碟形天线，所述碟形天线与所述数字信号处理芯片通过数据线相连。

本实用新型中通过在机器人上安装超高频指向型天线和相应的数字信号处理芯片，实现了局部放电检测技术与机器人巡检技术的结合，使巡检机器人可以采用无接触检测技术对变电站设备进行定期的无人巡检，可实现常规变电站全站70％以上高压设备绝缘局部放电的带电检测，扩展了巡检机器人的功能，提高了巡检机器人的性能，大幅提高了变电站带电检测工作的效率，进而增强了电网的可靠性。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，而不是全部实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的实施例一中变电站巡检机器人的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例一中局部放电分析系统的结构示意图。

其中，附图标记如下：变电站巡检机器人100、主体11、云台12、头部13、特高频指向型天线14、数字信号处理芯片111、工控机112、无线通信装置一113、后台监控设备200、无线通信装置二21、中央处理器22。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

下面通过两个实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例一

图1是实施例一中变电站巡检机器人100的结构示意图。此变电站巡检机器人100包括：主体11、云台12、头部13、特高频指向型天线14。主体11包括数字信号处理芯片111、工控机112、无线通信装置一113。其中，特高频指向型天线14能够在一定距离内接特定方向上的因局部放电产生的超高频电磁波。

变电站巡检机器人100中各组件的具体连接关系如下：主体11通过云台12与头部13固定连接，云台12与数字信号处理芯片111通过数据线相连接，数字信号处理芯片111、工控机112和无线通信装置一113依次连接并且均位于主体11内部，特高频指向型天线14与头部13固定连接并且设置于头部13上方，特高频指向型天线14与数字信号处理芯片111通过数据线相连接。其中，特高频指向型天线14在头部13上方的典型设置方式为：特高频指向型天线14的辐射方向与头部13的正面朝向的方向一致。

图2是局部放电分析系统的结构示意图。此局部放电分析系统包括变电站巡检机器人100和后台监控设备200。变电站巡检机器人100包括：主体11、云台12、头部13、特高频指向型天线14。主体11包括数字信号处理芯片111、工控机112、无线通信装置一113。其中，变电站巡检机器人100的结构已在上文中描述，此处不再赘述。后台监控设备200包括相连的无线通信装置二21和中央处理器22。后台监控设备200与变电站巡检机器人100通过无线网络进行无线通信。

上述局部放电分析系统的使用方法中包括以下步骤一、步骤二和步骤三。

步骤一，变电站巡检机器人100以全自主方式进行变电站巡检，到达停靠点后对变电站设备进行可见光检测和红外检测。变电站巡检机器人100上的云台12根据数字信号处理芯片111的控制可带动头部13进行转动(例如360度的转动)，固定于头部13的特高频指向型天线14便可随着头部13的转动而转动，从而特高频指向型天线14可以捕获到特定方向上的因局部放电而产生的超高频电磁波。

步骤二，特高频指向型天线14将捕获到的超高频电磁波发送至数字信号处理芯片111。数字信号处理芯片111将接收到的超高频电磁波进行前置放大并经过高速A/D转换器采样得到超高频电磁波数字信号，并将此超高频电磁波数字信号发送至工控机112。工控机112通过无线通信装置一113经由无线网络发送此高频电磁波数字信号。在其它方法中，此超高频电磁波数字信号还可以是数字信号处理芯片111计算得到的超高频电磁波数字幅度信号。

步骤三，后台监控设备200的无线通信装置二21通过无线网络接收到高频电磁波数字信号并发送至中央处理器22。中央处理器22判断此高频电磁波数字信号是否为局部放电产生的高频电磁波数字信号，并记录，根据历史数据完成局部放电情况报告以及局部放电的趋势分析。

本实用新型中通过在机器人上安装超高频指向型天线和相应的数字信号处理芯片，实现在将局部放电检测技术与机器人巡检技术的结合，使巡检机器人可以采用无接触检测技术对变电站设备进行定期的无人巡检，可实现常规变电站全站70％以上高压设备绝缘局部放电的带电检测，扩展了巡检机器人的功能，提高了巡检机器人的性能，并且大幅提高了变电站带电检测工作的效率，进而增强了电网可靠性。

实施例二

实施例二与实施例一中的区别包括：变电站巡检机器人100还包括设置于主体11上的用于采集工频信号的碟形天线，此碟形天线与数字信号处理芯片111通过数据线相连，可实时采集50赫兹工频信号。

实施例二中局部放电分析系统的使用方法中包括步骤一、步骤二和步骤三。

步骤一，变电站巡检机器人100以全自主方式进行变电站巡检，到达停靠点后对变电站设备进行可见光检测和红外检测。变电站巡检机器人100上的云台12根据数字信号处理芯片111的控制可带动头部13进行转动(例如360度的转动)，固定于头部13的特高频指向型天线14便可随着头部13的转动而转动，从而特高频指向型天线14可以捕获到特定方向上的因局部放电而产生的超高频电磁波。碟形天线捕获到50赫兹工频信号。

步骤二，特高频指向型天线14将捕获到的超高频电磁波发送至数字信号处理芯片111。碟形天线将捕获到50赫兹工频信号发送至数字信号处理芯片111。数字信号处理芯片111将接收到的超高频电磁波以及50赫兹工频信号进行前置放大并经过高速A/D转换器采样得到超高频电磁波数字信号和工频数字信号，并将此超高频电磁波数字信号和工频数字信号发送至工控机112。工控机112通过无线通信装置一113经由无线网络发送此高频电磁波数字信号和工频数字信号。在其它方法中，此超高频电磁波数字信号还可以是数字信号处理芯片111计算得到的超高频电磁波数字幅度信号，此工频数字信号还可以是数字信号处理芯片111计算得到的工频数字幅度信号。

步骤三，后台监控设备200的无线通信装置二21通过无线网络接收到高频电磁波数字信号和工频数字信号并发送至中央处理器22。中央处理器22通过工频数字信号对高频电磁波数字信号进行过滤，去除干扰后判断收到的高频电磁波数字信号是否为局部放电产生的高频电磁波数字信号，并记录，根据历史数据完成局部放电情况报告以及局部放电的趋势分析。中央处理器22在判断接收到的高频电磁波数字信号是局部放电产生的高频电磁波数字信号后，还进一步地根据机器人实时位置信息和头部转动角度信息对局部放电的设备进行定位。

实施例二的方案相比实施例一的方案，在实施例一方案的技术效果基础上进一步提高了高压设备绝缘局部放电的带电检测的成功率和有效率。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，仅仅参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种变电站巡检机器人(100)，其特征在于，包括：主体(11)、云台(12)、头部(13)、特高频指向型天线(14)；所述主体(11)包括数字信号处理芯片(111)、工控机(112)、无线通信装置一(113)；所述主体(11)通过所述云台(12)与所述头部(13)固定连接，所述云台(12)与所述数字信号处理芯片(111)通过数据线相连接，所述数字信号处理芯片(111)、所述工控机(112)和无线通信装置一(113)依次连接并且均位于所述主体(11)内部，所述特高频指向型天线(14)与所述头部(13)固定连接并且设置于所述头部(13)上方，所述特高频指向型天线(14)与所述数字信号处理芯片(111)通过数据线相连接。

2.如权利要求1所述的变电站巡检机器人(100)，其特征在于，

所述特高频指向型天线(14)在所述头部(13)上方的设置方式如下：所述特高频指向型天线(14)的辐射方向与所述头部(13)的正面朝向的方向一致。

3.如权利要求1或2所述的变电站巡检机器人(100)，其特征在于，

所述变电站巡检机器人还包括设置于所述主体(11)上的用于采集工频信号的碟形天线，所述碟形天线与所述数字信号处理芯片(111)通过数据线相连。

4.一种局部放电分析系统，其特征在于，包括：变电站巡检机器人(100)和后台监控设备(200)；

所述变电站巡检机器人(100)包括：主体(11)、云台(12)、头部(13)、特高频指向型天线(14)；所述主体(11)包括数字信号处理芯片(111)、工控机(112)、终端侧无线通信装置一(113)；所述主体(11)通过所述云台(12)与所述头部(13)固定连接，所述云台(12)与所述数字信号处理芯片(111)通过数据线相连接，所述数字信号处理芯片(111)、所述工控机(112)和无线通信装置一(113)依次连接并且均位于所述主体(11)内部，所述特高频指向型天线(14)与所述头部(13)固定连接并且设置于所述头部(13)上方，所述特高频指向型天线(14)与所述数字信号处理芯片(111)通过数据线相连接；

所述后台监控设备(200)包括相连的无线通信装置二(21)和中央处理器(22)。

5.如权利要求4所述的局部放电分析系统，其特征在于，

所述特高频指向型天线(14)在所述头部(13)上方的设置方式如下：所述特高频指向型天线(14)的辐射方向与所述头部(13)的正面朝向的方向一致。

6.如权利要求4或5所述的局部放电分析系统，其特征在于，

所述变电站巡检机器人还包括设置于所述主体(1)上的用于采集工频信号的碟形天线，所述碟形天线与所述数字信号处理芯片(111)通过数据线相连。