CN205212323U - 输变电智能监控维护系统的维护保养单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种输变电智能监控维护系统的维护保养单元，包括地面维护保养部件(31)、空中维护保养部件(32)和维护保养电控装置(33)；地面维护保养部件设置在输变电站内，包括地面维护保养机器人；空中维护保养部件包括无线飞行机器人。本输变电智能监控维护系统的维护保养单元通过人为或自动将需清洁保养的电力设备的位置坐标信息输入维护保养电控装置的工业控制计算机，然后维护保养电控装置发出指令通过地面维护保养部件对输变电站内的电力设备进行地面维护保养、通过空中维护保养部件对塔架机构或输电线路进行空中维护保养，实现自动化操作，智能化程度高，避免了人工操作的安全风险，同时维护保养效率较高。

Description

输变电智能监控维护系统的维护保养单元

技术领域

本实用新型涉及一种智能维护保养单元，具体是一种适用于电力行业的输变电智能监控维护系统的维护保养单元，属于电力设备技术装备领域。

背景技术

电流的远距离输送往往因线路发热造成损耗，所以在输送的时候都是通过变电站升高电压，让电流变小以减少发热损耗，高压电具有很高的危险性，且目标电器也不需要如此高压，这就需要进入目标电器前再次通过变电站降低电压，由于在电流输送的过程中需要多次的变电，所以把电流的输送称为输变电，输变电就像是一张布满全国的大网，变电站就是网中的节点，连接各个节点的就是输变线路。

输变电设备和线路是输变电系统的重要组成部份，随着输变电系统规模的大型化、复杂化、组成系统的元器件越来越多，只要其中一个元器件发生故障或失效，都会增加整个系统的故障率，因此元器件的可靠度是保证整个系统和成套装置可靠性的基础。

根据电力部门对中压中小型配电变压器事故率统计，国内配电变压器年事故率均为2.1％，全国平均供电可靠率只有99.71％，即平均年停电时间达几十个小时以上，大多数城市电网的10KV系统供电可靠性在99.8％以下，断电拉闸频繁发生，极大影响人们的生产和生活，其主要原因之一就是电气设备陈旧老化，可靠性差。

为保证输变电设备可靠运行，通常需定期对变电站的输变电设备和线路进行维护和保养检修，对输变电设备的维护与保养检修通常是人为通过观察期平时的工作情况后分析找到问题所在，然后结合设备自身特点来决定是否需要检修、哪些需要检修；输变电线路运行过程中通常会遇到雷击、覆冰或外力破坏等破坏问题，对输变电线路的维护和保养检修通常是线路巡线员巡视输电线路时通过仔细观察电力线路可能存在的如拉线位置、钢丝卡螺栓的松紧、导线绝缘子的完好、线路通道内树木的生长高度等问题，然后进行及时处理以避免倒塔、倒杆及断线事故的发生。

现有的单纯通过人工的方式对输变电进行维护和保养检修存在以下缺陷：

1.维护操作人员的经验及工作熟练程度不同，对人员的技能要求较高，不同的人员维护保养同一输变电站内的输变电设备或输变电线路、塔架机构的维护结果有可能不同，具有人为个体差异性；

2.输变电站内的设备保养采用人工操作比较容易，但针对输变电线路及塔架机构的保养通常需要维护操作人员爬上塔架机构或输电线，维护操作人员不仅劳动强度大、维护保养效率低，而且具有很高的安全风险。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种输变电智能监控维护系统的维护保养单元，智能化程度高，能够根据维护和保养检修计划对输变电进行无人化智能维护和保养。

为了实现上述目的，本输变电智能监控维护系统的维护保养单元包括地面维护保养部件、空中维护保养部件和维护保养电控装置；

所述的地面维护保养部件设置在输变电站内，包括地面维护保养机器人，地面维护保养机器人包括车体、清洁介质源、伸缩探测清洁头和电控装置，伸缩探测清洁头和电控装置安装在车体上，伸缩探测清洁头上包括探测传感器和清洁喷头，电控装置包括计算机、电源回路、无线收发回路、车体控制回路、侦测回路、坐标控制定位回路和清洁保养控制回路，清洁介质源通过管路和电磁阀与伸缩探测清洁头连接，探测传感器和电磁阀分别与计算机电连接；

所述的空中维护保养部件包括无线飞行机器人，无线飞行机器人包括可悬停飞行器、清洁介质源、探测清洁头和电控装置，探测清洁头设置在可悬停飞行器的底端、包括对称设置的两组基体，基体通过水平伸缩机构与可悬停飞行器的底端连接，探测传感器设置在基体的内、外两侧面上，清洁喷头设置在基体上、喷口相对设置，清洁喷头通过管路和电磁阀与清洁介质源连接，电控装置设置在可悬停飞行器内部，包括计算机、电源回路、无线收发回路、可悬停飞行器控制回路、侦测回路、坐标控制定位回路和清洁保养控制回路，计算机分别与探测传感器和电磁阀电连接；

所述的维护保养电控装置包括工业控制计算机，工业控制计算机与信息处理电控单元的中央控制计算机电连接，工业控制计算机分别与地面维护保养部件的计算机和空中维护保养部件的计算机电连接。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的可悬停飞行器底部还设有控制快换夹具机构，控制快换夹具机构与空中维护保养部件的电控装置电连接。

作为本实用新型的进一步改进方案，本输变电智能监控维护系统的维护保养单元还包括爬线机器人，爬线机器人与维护保养电控装置电连接。

作为本实用新型的进一步改进方案，所述的伸缩探测清洁头和清洁喷头上均带有驱动旋转清洁刷。

与现有技术相比，本输变电智能监控维护系统的维护保养单元由于通过人为将需清洁保养的变电站内具体的电力设备的位置坐标信息和具体塔架机构或输电线的位置坐标信息输入维护保养电控装置的工业控制计算机，或者信息处理电控单元的中央控制计算机将需清洁保养的变电站内具体的电力设备的位置坐标信息和具体塔架机构或输电线的位置坐标信息通过无线发射回路发送给维护保养电控装置的工业控制计算机，然后维护保养电控装置发出指令通过地面维护保养部件对输变电站内的电力设备设施进行地面维护保养、通过空中维护保养部件对塔架机构或输电线路进行空中维护保养，地面维护保养部件和空中维护保养部件均通过建立数学模型、重新建立坐标系对电力设备进行定位以保证准确定位清洁保养，因此可以实现人工智能、智慧控制、自动化操作，智能化程度高、节省了劳动力资源，避免了人工操作的安全风险，同时维护保养效率较高。

附图说明

图1是本实用新型安装在输变电智能监测监控维护保养系统中的结构示意图；

图2是本实用新型地面维护保养部件的结构示意图；

图3是本实用新型空中维护保养部件的结构示意图。

图中：1、监测监控单元，11、监测监控装置，12、监测监控电控装置，2、信息处理电控单元，3、维护保养单元，31、地面维护保养部件，311、车体，312、伸缩探测清洁头，32、空中维护保养部件，321、可悬停飞行器，322、探测清洁头，323、基体，324、探测传感器，325、清洁喷头，33、维护保养电控装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本输变电智能监控维护系统的维护保养单元3包括地面维护保养部件31、空中维护保养部件32和维护保养电控装置33。

如图2所示，所述的地面维护保养部件31设置在输变电站内，包括地面维护保养机器人，地面维护保养机器人包括车体311、清洁介质源、伸缩探测清洁头312和电控装置，伸缩探测清洁头312和电控装置安装在车体311上，伸缩探测清洁头312上包括探测传感器和清洁喷头，电控装置包括计算机、电源回路、无线收发回路、车体控制回路、侦测回路、坐标控制定位回路和清洁保养控制回路，车体311上可自带清洁介质源，清洁介质可以是压力气源或者压力带电清洗剂，清洁介质源通过管路和电磁阀与伸缩探测清洁头312连接，探测传感器和电磁阀分别与计算机电连接，电控装置可以控制地面维护保养机器人移动至变压器或互感器附近、侦测回路进行扫描并坐标定位、对被定位的变压器绝缘套管、瓷瓶等电气元件进行清洁保养。

如图3所示，所述的空中维护保养部件32包括无线飞行机器人，无线飞行机器人包括可悬停飞行器321、清洁介质源、探测清洁头322和电控装置，探测清洁头设置在可悬停飞行器321的底端、包括对称设置的两组基体323，基体323通过水平伸缩机构与可悬停飞行器321的底端连接，两组基体323之间的间距通过伸缩机构调节，探测传感器324设置在基体的内、外两侧面上，清洁喷头325设置在基体323上、喷口相对设置，清洁喷头325通过管路和电磁阀与清洁介质源连接，清洁介质可以是压力气源或者压力带电清洗剂，电控装置设置在可悬停飞行器内部，包括计算机、电源回路、无线收发回路、可悬停飞行器控制回路、侦测回路、坐标控制定位回路和清洁保养控制回路，计算机分别与探测传感器324和电磁阀电连接，电控装置可以控制无线飞行机器人移动至输电线或输电铁塔的上方、侦测回路进行扫描并坐标定位、对被定位的瓷瓶等电气元件和输电线进行清洁保养。

所述的维护保养电控装置33包括工业控制计算机，工业控制计算机与信息处理电控单元2的中央控制计算机电连接，工业控制计算机分别与地面维护保养部件31的计算机和空中维护保养部件32的计算机电连接。

本输变电智能监控维护系统的维护保养单元安装在输变电智能监测监控维护保养系统中后，如图1所示，设置在塔架机构顶端和输变电站顶端的监测监控装置11对塔架机构和输变电站一定半径范围内进行周期性发射扫描信号，各扫描范围有重叠，对输电线及塔架机构和输变电站内变压器、互感器等电力设备的外部形位特征、放电状态等信息进行实时监控，甚至可以对塔架机构上的鸟窝进行监控以防止隐患，并通过扫描接收反馈机构反馈给监测监控电控装置12的计算机，计算机通过信息上传回路将监测信息上传至信息处理电控单元2的中央控制计算机。

信息处理回路和打印输出回路工作，信息处理电控单元2的中央控制计算机通过设定程序对监测信息进行对比处理并生成对比表格，操作人员可以任意调取进行打印，若监测信息在程序设定数值的范围内，则直接存储对比表格并根据具体数值生成维护保养计划；若监测信息超出程序设定的数值范围、或到达定期强制维护的日期时，则中央控制计算机根据具体监测位置发出的监测监控信息控制维护保养单元3开始工作；若输电线监测信息反馈有雷击或锈蚀严重时，中央控制计算机发出需更换报警信号。

信息处理电控单元2的中央控制计算机将需清洁保养的变电站内具体的电力设备的位置坐标通过无线发射回路发送给维护保养电控装置33的工业控制计算机，维护保养电控装置33的工业控制计算机同时传送给地面维护保养部件31的电控装置的计算机并发出控制指令，地面维护保养部件31的电控装置即通过车体控制回路控制车体311移动至该电力设备附近、伸缩探测清洁头312翻出，侦测回路工作使伸缩探测清洁头312对该电力设备进行扫描并建立数学模型、重新建立坐标系，然后计算机根据重新建立的坐标系对该电力设备上的绝缘套管、瓷瓶等电气元件进行坐标定位，然后坐标控制定位回路工作根据重新建立的坐标系使伸缩探测清洁头312正对该电力设备上的绝缘套管、瓷瓶等电气元件，清洁保养控制回路工作打开电磁阀、压力气源或者压力带电清洗剂自清洁喷头中喷出对被定位的该电力设备上的变压器绝缘套管、瓷瓶等电气元件进行外部清洁保养；同时，同上所述，位于输变电站顶端的监测监控装置11扫描并反馈外部形位特征等信息，直至形位特征监测信息在程序设定数值的范围内，完成变电站内具体变压器或互感器的清洁维护保养，地面维护保养部件31回到初始位置待命；

信息处理电控单元2的中央控制计算机将需清洁保养的具体塔架机构或输电线的位置坐标信息通过无线发射回路发送给维护保养电控装置33的工业控制计算机，维护保养电控装置33的工业控制计算机同时传送给空中维护保养部件32的电控装置的计算机并发出控制指令，空中维护保养部件32的电控装置即通过可悬停飞行器控制回路控制可悬停飞行器321飞行至塔架机构或输电线的附近，侦测回路工作使基体323上的探测传感器324对该塔架机构或输电线进行扫描并根据监测监控电控装置12的独立坐标系建立数学模型、重新建立坐标系，然后计算机根据重新建立的坐标系对塔架机构上的绝缘套管、瓷瓶等电气元件或对输电线进行坐标定位，然后可悬停飞行器控制回路和坐标控制定位回路同时工作根据重新建立的坐标系使可悬停飞行器321动作，使绝缘套管、瓷瓶等电气元件或输电线定位在两组基体323之间，此时清洁喷头325正对绝缘套管、瓷瓶等电气元件或输电线，清洁保养控制回路工作打开电磁阀、压力气源或者压力带电清洗剂自清洁喷头325中喷出对被定位的变压器绝缘套管、瓷瓶等电气元件或输电线进行外部清洁保养，清洁保养过程中可悬停飞行器321可根据重新建立的坐标系坐标移动实现全方位清洁保养，清洁保养输电线过程中可同时对输电线进行截面扫描；同时，同上所述，位于塔架机构顶端的监测监控装置11扫描并反馈外部形位特征等信息，直至形位特征监测信息在程序设定数值的范围内，完成塔架机构上具体绝缘套管、瓷瓶等电气元件的清洁维护保养或输电线的全线清洁维护保养，空中维护保养部件32回到初始位置待命。

清洁维护保养工作全部结束后，信息处理电控单元2的中央控制计算机通过设定程序对形位特征监测信息进行处理并重新生成表格存储。

由于输变电智能监测监控维护保养系统是一智能监测监控维护保养网络系统，为了防止各监测监控节点损坏后能快速修复，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的监测监控装置11通过快换机构与塔架机构顶端和输变电站顶端连接；所述的可悬停飞行器321底部还设有控制快换夹具机构，控制快换夹具机构与空中维护保养部件32的电控装置电连接；所述的信息处理电控单元2还包括系统自维护回路，当某一监测监控装置11未上传监测信息时系统自维护回路工作，信息处理电控单元2的中央控制计算机将未上传监测信息的监测监控装置11的具体位置坐标信息通过无线发射回路发送给维护保养电控装置33的工业控制计算机，维护保养电控装置33的工业控制计算机同时传送给空中维护保养部件32的电控装置的计算机并发出控制指令，空中维护保养部件32的电控装置即通过可悬停飞行器控制回路控制可悬停飞行器321的控制快换夹具机构夹持备用的监测监控装置11并飞行至未上传监测信息的监测监控装置11的附近，扫描并重新建立坐标系并坐标定位后通过控制快换夹具机构进行快速更换监测监控装置11，完成更换后空中维护保养部件32回到初始位置待命。

由于输变电线路通常距离地面较高，为了防止经空中维护保养部件32多次清洁后输电线的扫描信息数值仍不在程序设定数值的范围内，即输电线上存在顽固污渍，作为本实用新型的进一步改进方案，本输变电智能监控维护系统的维护保养单元还包括爬线机器人，爬线机器人与维护保养电控装置33电连接，在对输电线维护保养过程中空中维护保养部件32进行清洁维护，位于塔架机构顶端的监测监控装置11扫描并反馈的输电线外部形位信息始终不在程序设定数值的范围内，至程序设定时间后，空中维护保养部件32将爬线机器人吊装在输电线上，由爬线机器人进行清洁维护，直至监测监控装置11反馈的监测信息在程序设定数值的范围内，完成输电线清洁维护工作，空中维护保养部件32将爬线机器人吊下并回到初始位置待命。

为了进一步保证清洁效果、提高清洁效率，作为本实用新型的进一步改进方案，所述的伸缩探测清洁头312和清洁喷头325上均带有驱动旋转清洁刷，驱动旋转清洁刷在清洁过程中可对电气元气件表面进行刷洗，进而可保证清洁效果、提高清洁效率。

本输变电智能监控维护系统的维护保养单元由于通过人为将需清洁保养的变电站内具体的电力设备的位置坐标信息和具体塔架机构或输电线的位置坐标信息输入维护保养电控装置33的工业控制计算机，或者信息处理电控单元2的中央控制计算机将需清洁保养的变电站内具体的电力设备的位置坐标信息和具体塔架机构或输电线的位置坐标信息通过无线发射回路发送给维护保养电控装置33的工业控制计算机，然后维护保养电控装置33发出指令通过地面维护保养部件31对输变电站内的电力设备设施进行地面维护保养、通过空中维护保养部件32对塔架机构或输电线路进行空中维护保养，地面维护保养部件31和空中维护保养部件32均通过建立数学模型、重新建立坐标系对电力设备进行定位以保证准确定位清洁保养，因此可以实现人工智能、智慧控制、自动化操作，智能化程度高、节省了劳动力资源，避免了人工操作的安全风险，同时维护保养效率较高。

Claims (4)

1.一种输变电智能监控维护系统的维护保养单元，其特征在于，包括地面维护保养部件(31)、空中维护保养部件(32)和维护保养电控装置(33)；

所述的地面维护保养部件(31)设置在输变电站内，包括地面维护保养机器人，地面维护保养机器人包括车体(311)、清洁介质源、伸缩探测清洁头(312)和电控装置，伸缩探测清洁头(312)和电控装置安装在车体(311)上，伸缩探测清洁头(312)上包括探测传感器和清洁喷头，电控装置包括计算机、电源回路、无线收发回路、车体控制回路、侦测回路、坐标控制定位回路和清洁保养控制回路，清洁介质源通过管路和电磁阀与伸缩探测清洁头(312)连接，探测传感器和电磁阀分别与计算机电连接；

所述的空中维护保养部件(32)包括无线飞行机器人，无线飞行机器人包括可悬停飞行器(321)、清洁介质源、探测清洁头(322)和电控装置，探测清洁头设置在可悬停飞行器(321)的底端、包括对称设置的两组基体(323)，基体(323)通过水平伸缩机构与可悬停飞行器(321)的底端连接，探测传感器(324)设置在基体的内、外两侧面上，清洁喷头(325)设置在基体(323)上、喷口相对设置，清洁喷头(325)通过管路和电磁阀与清洁介质源连接，电控装置设置在可悬停飞行器内部，包括计算机、电源回路、无线收发回路、可悬停飞行器控制回路、侦测回路、坐标控制定位回路和清洁保养控制回路，计算机分别与探测传感器(324)和电磁阀电连接；

所述的维护保养电控装置(33)包括工业控制计算机，工业控制计算机与信息处理电控单元(2)的中央控制计算机电连接，工业控制计算机分别与地面维护保养部件(31)的计算机和空中维护保养部件(32)的计算机电连接。

2.根据权利要求1所述的输变电智能监控维护系统的维护保养单元，其特征在于，所述的可悬停飞行器(321)底部还设有控制快换夹具机构，控制快换夹具机构与空中维护保养部件(32)的电控装置电连接。

3.根据权利要求1或2所述的输变电智能监控维护系统的维护保养单元，其特征在于，本输变电智能监控维护系统的维护保养单元还包括爬线机器人，爬线机器人与维护保养电控装置(33)电连接。

4.根据权利要求1或2所述的输变电智能监控维护系统的维护保养单元，其特征在于，所述的伸缩探测清洁头(312)和清洁喷头(325)上均带有驱动旋转清洁刷。