CN206937330U - 一种输电系统用带电水冲洗、除冰作业设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种输电系统用带电水冲洗、除冰作业设备，包括履带底盘、回转支座、水平回转台、绝缘作业臂及清洗装置，水平回转台通过回转支座固定于履带底盘上，绝缘作业臂包括相互铰接的绝缘大臂和绝缘小臂。水平回转台的一侧连接有沿竖直方向布置的回转盘，回转盘的外侧连接有安装座，安装座上分别设置有大臂和小臂驱动减速电机，绝缘大臂的下端铰接于大臂驱动减速电机的输出轴上，绝缘小臂通过拉杆机构与小臂驱动电机的输出轴铰接，水平回转台上布置有回转盘驱动装置，清洗装置连接于绝缘作业臂的上端对绝缘子进行近距离清洗。水平回转台、回转盘及两驱动减速电机的配合应用，使本设备具有位置调整准确、清洗高效干净及用水量少的优势。

Description

一种输电系统用带电水冲洗、除冰作业设备

技术领域

本实用新型涉及一种输电系统用作业设备，具体涉及一种输电系统用带电水冲洗、除冰作业设备。

背景技术

变电站为户外设备，在长期运行过程中，灰尘、大气污染物等易在其支柱绝缘子表面沉积，影响支柱绝缘子的绝缘效果，易产生高压放电，因此需要对其进行定期清扫。此外，冬季时，变电站支柱绝缘子容易覆冰，不仅会造成变电站开关设备由于冰冻卡死而拒动，还会造成绝缘子绝缘性能降低、绝缘设备强烈电弧放电，甚至发生闪络。

带电水冲洗作业因其能在变电站设备不停电的情况下对电气设备进行清洗除污、除冰作业，开始在国内电力系统中逐步展开。现有的带电水冲洗作业基本为多名操作人员手持高压水喷射枪从不同方向对准电气设备进行清洗。

目前的带电水冲洗设备主要存在以下问题：

1、对于需要使用大口径、长射程的高压水清洗作业，由于高压水的反推作用力，仅靠人手持高压水喷射枪，极容易出现高压水柱偏离需冲洗设备的情形，降低带电水冲洗作业的效率；

2、冲洗时，操作人员劳动强度大，容易疲劳，冲洗效率及效果不容易控制，对多名冲洗作业人员同步要求较高；

3、由于手持射水枪冲洗时，距离远，水的热量散失速度快，冲洗水的温度下降快，难以达到预期除冰的效果；

4、由于操作人员站在地面进行作业，喷射高度有限，对水量及喷嘴直径要求较高；

5、由于操作人员位于高压电场内作业，对人员心理素质要求较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种提高清洗效率和效果、用水量小的近距离作业设备，用于输电系统变电站支柱绝缘子的清洗和除冰。

本实用新型提供的这种输电系统用带电水冲洗、除冰作业设备，包括履带底盘、回转支座、水平回转台、绝缘作业臂及清洗装置，水平回转台通过回转支座固定于履带底盘上，绝缘作业臂包括相互铰接的绝缘大臂和绝缘小臂。所述水平回转台的一侧连接有沿竖直方向布置的回转盘，回转盘的外侧连接有安装座，安装座上设置有大臂驱动减速电机和小臂驱动减速电机，所述绝缘大臂的下端铰接于大臂驱动减速电机的输出轴上，绝缘小臂通过拉杆机构与小臂驱动电机的输出轴铰接，水平回转台上布置有回转盘驱动装置，所述清洗装置连接于绝缘作业臂的上端。

所述绝缘大臂和绝缘小臂通过采用绝缘材料制作的关节轴承及铰接轴铰接为一体，绝缘小臂的上端连接有用于固定所述清洗装置的安装平台；

所述拉杆机构包括小臂驱动拉杆了铰接于其两端的下拉板和上拉板，三者铰接后形成Z字型结构，下拉板铰接于所述小臂驱动减速电机的输出轴上，上拉板铰接于所述绝缘大臂和绝缘小臂之间的铰接轴上，

所述绝缘作业臂还连接有姿态保持机构，姿态保持机构包括第一姿态保持连杆、第二姿态保持连杆及由三根连杆围成的三角形连杆架，第一姿态保持连杆和第二姿态保持连杆分别与所述绝缘大臂和绝缘小臂平行布置，三角形连杆架的一角铰接于所述绝缘大臂和绝缘小臂之间的铰接轴上，另外两个角分别与第一姿态保持连杆和第二姿态保持连杆的一端铰接为一体，第一姿态保持连杆和第二姿态保持连杆的另一端分别铰接于所述安装座和安装平台上。

所述清洗装置包括安装支架、两绝缘爪臂及分别连接于两绝缘爪臂上的若干清扫轮刷，两绝缘爪臂对称连接于爪臂开合支架上，爪臂开合支架铰接于安装支架上，安装支架上连接有清扫轮刷驱动装置，绝缘爪臂连接有使其实现开合动作的液压缸。

所述安装支架包括安装板和连接于安装板一侧的U型架，安装板沿竖直方向布置，U型架沿水平方向布置；所述爪臂开合支架包括对称布置啮合为一体的两个支架板，每个支架板包括连接部和啮合部，啮合部的外缘为圆弧面，圆弧面为齿面，圆弧面的中心位置处通过铰接轴与所述安装支架的U型架铰接为一体，两支架板之间通过齿面啮合传动；所述绝缘爪臂的内端通过爪臂过渡安装块与支架板的连接部连为一体。

所述绝缘爪臂为由上、板及端板围成的框架型结构，高度方向两侧为开口侧，上、下板的形状相同，内侧缘为外凸的曲面；清扫轮刷位于绝缘爪臂的下侧，清扫轮刷的轮轴垂直穿过绝缘爪臂的上下板，轮轴上连接有两个沿水平方向布置的带轮，带轮位于绝缘爪臂的内腔中，绝缘爪臂上与所述爪臂开合支架的连接端连接有直齿轮/同步带轮双联构件，相邻的清扫轮刷之间、直齿轮/带轮双联构件与相邻清扫轮刷之间依次通过同步带连为一体。

所述清扫轮刷驱动装置包括减速电机、绝缘传动轴、输入锥齿轮、过渡锥齿轮、传递齿轮和输出齿轮，输出齿轮为锥/直双联齿轮，传递齿轮为共轴的锥/锥双联齿轮，传递齿轮与输入齿轮共轴向中心线布置，过渡齿轮啮合于传递齿轮的第一个锥齿轮和输入齿轮之间，输出齿轮垂直布置啮合于传递齿轮第二个锥齿轮的外端，减速电机通过联轴器与绝缘传动轴连接，输入锥齿轮连接于绝缘传动轴的端部，过渡锥齿轮垂直于输入锥齿轮布置，过渡锥齿轮的轮轴、传递齿轮和输出齿轮的轮轴分别连接于所述安装支架上。

所述安装支架的U 型架上输出齿轮的两侧对称啮合有过渡直齿轮，过渡直齿轮分别与直齿轮/同步带轮双联构件的直齿轮和输出齿轮的直齿轮啮合，过渡直齿轮连接于所述爪臂开合支架与所述安装支架的铰接轴上。

所述绝缘爪臂的上侧连接有冲洗装置，冲洗装置包括喷嘴、喷嘴安装座和冲洗水管，喷嘴安装座上有分别与冲洗水管和喷嘴连通的过水通道；绝缘爪臂上安装有超声波发生器和定位传感器，超声波发生器将高压水管中的高压水处理为微小气泡后经所述喷嘴喷出；所述液压缸为水压缸，数量为一个，水压缸的两端分别与所述安装支架的安装板和爪臂过渡安装块铰接。

本实用新型通过水平回转台带动回转盘及绝缘作业臂同时在水平面上旋转调整作业方位，再通过回转盘带动绝缘作业臂在竖直平面上旋转调整绝缘作业臂的左右位置，通过大臂驱动减速电机和小臂驱动减速电机调整绝缘作业臂的高度，使清洗装置的位置与绝缘子位置对应。沿竖直方向布置的回转盘可使本设备不仅适用于垂直安装的绝缘子清洗，也适用于倾斜安装的绝缘子的清洗。由于清洗装置固定于绝缘小臂的上端，通过调整位置后，可使清洗装置对绝缘子进行近距离清洗，提高清洗效率和清洗效果的同时节约用水量。清洗作业时，为了进一步保证作业稳定性，在绝缘作业臂上连接了姿态保持机构。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2为本实施例绝缘作业臂打开状态的结构示意图。

图3为本实施例准备从上往下清洗绝缘子的状态图。

图4为本实施例从上往下清洗完绝缘子的状态图。

图5为图1中清洗装置的立面结构放大示意图。

图6为图5的俯视示意图。

图7为图5的侧视示意图。

图8为清洗装置的工作状态图。

具体实施方式

如图1至图4所示，本实用新型提供的这种输电系统用带电水冲洗、除冰作业设备，用于对变电站的支柱绝缘子进行清洗。包括履带底盘1、回转支座2、水平回转台3、竖直回转盘4、绝缘作业臂5、姿态保持机构6、清洗装置7。

回转支座2连接于履带底盘1的上端，履带底盘1上还连接有纯水储水箱SX和控制柜KZG。

水平回转台3通过回转伺服电机8驱动做其水平回转运动。

竖直回转盘4通过安装座9连接于水平回转3台的一侧。安装座9的两侧分别布置有大臂驱动减速电机11和小臂驱动减速电机伺服电机10。

绝缘作业臂5包括相互铰接的绝缘大臂51和绝缘小臂52，绝缘大臂51的下端铰接于大臂驱动减速电机11的输出轴上，绝缘小臂52通过绝缘材料的关节轴承12及铰接轴铰接于绝缘大臂51的上端，绝缘小臂52可绕铰接处转动。绝缘小臂52上设置有绝缘伞裙。

姿态保持机构6包括第一姿态保持连杆61、第二姿态保持连杆62及由三根连杆围成的三角形连杆架63，第一姿态保持连杆61和第二姿态保持连杆62分别与绝缘大臂51和绝缘小臂52平行布置，三角形连杆架63的一角铰接于绝缘大臂51和绝缘小臂52之间的铰接轴上，另外两个角分别与第一姿态保持连杆61和第二姿态保持连杆62的一端铰接为一体。

绝缘小臂52连接有拉杆机构，拉杆机构包括小臂驱动拉杆15和铰接于其两端的上拉板13和下拉板14，三者形成Z字型结构。上拉板13铰接于绝缘大臂51和绝缘小臂52之间的铰接轴上，下拉板铰接于小臂驱动减速电机伺服电机10的输出轴上。

第一姿态保持连杆61和第二姿态保持连杆62的另一端分别铰接于安装平台AZT和安装座9上。

如图5至图8所示，清洗装置7包括减速电机e，绝缘传动轴b，输入锥齿轮c，过渡锥齿轮a， -传递齿轮d，输出齿轮f，安装支架h，爪臂开合支架i，爪臂过渡安装块j，高压软管k，连接水管L，清扫轮刷m，喷嘴安装座n，带轮o，同步带p，绝缘爪臂q，直齿轮/带轮双联构件s，过渡直齿轮t，水压缸u，超声波发生器v，定位传感器x。

安装支架h包括安装板和连接于安装板一侧的U型架，安装板沿竖直方向布置，U型架沿水平方向布置。安装板与绝缘作业臂小臂上端的安装平台连接。

爪臂开合支架i包括对称布置啮合为一体的两个支架板，每个支架板包括连接部和啮合部，啮合部的外缘为圆弧面，圆弧面为齿面，圆弧面的中心位置处通过铰接轴与安装支架h的U型架铰接为一体，两支架板之间通过齿面啮合传动。

绝缘爪臂q为由上、板及端板围成的框架型结构，高度方向两侧为开口侧，上、下板的形状相同，内侧缘为外凸的曲面。清扫轮刷m位于绝缘爪臂q的下侧，清扫轮刷m的轮轴垂直穿过绝缘爪臂q的上下板，轮轴上连接有两个沿水平方向布置的带轮o，带轮o位于绝缘爪臂q的内腔中。清扫轮的内侧缘伸出于绝缘爪臂的内侧缘外。本实施例的每个绝缘爪臂q上连接有三个清扫轮刷m，相邻的清扫轮刷m之间依次通过同步带p连为一体。

两绝缘爪臂q对称布置于安装支架h的两侧，绝缘爪臂q的内端分别通过爪臂过渡安装块j与支架板的连接部连为一体。

清扫轮刷驱动装置包括减速电机e、输入锥齿轮c、过渡锥齿轮a、传递齿轮d和输出齿轮f。输出齿轮f为锥/直双联齿轮，传递齿轮d为共轴的锥/锥双联齿轮，传递齿轮d与输入齿轮c共轴向中心线布置，过渡锥齿轮a啮合于传递齿轮d的第一个锥齿轮和输入锥齿轮c之间，输出齿轮f垂直布置啮合于传递齿轮d的第二个锥齿轮的外端。减速电机e固定于绝缘作业臂5小臂上端的安装平台AZT上。需要时可调节安装平台AZT的角度。

减速电机e的输出轴通过联轴器连接有绝缘传动轴b，输入锥齿轮c连接于绝缘传动轴b的端部，过渡锥齿轮a垂直于输入锥齿轮c布置。安装支架h的安装板外侧连接有沿水平方向布置的轴承座，输入锥齿轮c的轮轴通过轴承连接于轴承座上，连接轴的上端连接有限位螺母g。传递齿轮d的轮轴通过轴承与安装支架h的安装板垂直安装，其两个锥齿轮分别位于安装板的两侧，输出齿轮f的轮轴垂直连接于安装支架U型架的两侧壁上。

安装支架h的U型架上输出齿轮f的两侧对称啮合过渡直齿轮t，过渡直齿轮t连接于爪臂开合支架j与安装支架h的铰接轴上。

绝缘爪臂q上与爪臂开合支架i的连接端连接有直齿轮/同步带轮双联构件s，过渡直齿轮t分别与直齿轮/同步带轮双联构件s的直齿轮和输出齿轮的直齿轮啮合。直齿轮/同步带轮双联构件s和相邻的清扫轮刷m的带轮之间通过同步带p连为一体。

绝缘爪臂q的上侧连接有冲洗装置，冲洗装置包括喷嘴（图中未示出）、喷嘴安装座n和冲洗水管，冲洗水管包括高压水管k和连接水管L，喷嘴安装座n上有分别与冲洗水管和喷嘴连通的过水通道。高压水管通过阀门与纯水储水箱连通，高压水管固定于绝缘作业臂上。

安装支架h的安装板和爪臂过渡安装块j之间连接有水压缸u作为实现绝缘爪臂实现开合动作的驱动装置。绝缘爪臂q上安装有超声波发生器v和定位传感器x。

清洗装置7固定于安装平台AZT上，安装平台AZT铰接于绝缘作业臂的小臂上端，通过第一姿态保持连杆61和第二姿态保持连杆62及三角形连杆架63始终与地面保持固定角度，如跟地面垂直或者某个倾斜的角度，根据支柱绝缘子的安装角度确定，以保证清洗装置对支柱绝缘子进行清洗。

本设备的工作过程如下：履带底盘可将整个设备移动至需要作业的位置，控制水平回转台工作带动回转盘及绝缘作业臂旋转调整好作业方位，由于清洗装置始终保持与地面的固定角度，控制回转盘转动带动绝缘作业臂根据支柱绝缘子的安装角度改变左右方位，以使清洗装置能从上往下清洗支柱绝缘子。控制大臂驱动电机和小臂驱动电机工作调整绝缘作业臂的高度。两绝缘爪臂的初始状态为张开状态，使支柱绝缘子从两绝缘爪臂之间的开口处穿过，通过安装在绝缘爪臂上的定位传感器实时检测其与支柱绝缘子之间的间距（包括冲洗过程），并反馈至控制中心自动调整。进行清扫作业时，由控制中心控制电动水阀，利用冲洗高压水推动水压缸动作，使两绝缘爪臂同时向内收拢将支柱绝缘子包裹，然后开启清扫驱动装置的减速电机，依次通过输入锥齿轮、过渡锥齿轮、传递齿轮和输出齿轮、过渡直齿轮和直齿轮/同步带轮双联构件及清扫轮刷之间的同步带使清扫轮刷紧贴支柱绝缘子做旋转运动将支柱绝缘子表面的灰尘清除。清扫结束后，开启超声波发生器，将高压水处理后形成微小气泡后再经喷嘴喷出对绝缘子进行冲洗，进一步将支柱绝缘子上污迹及灰尘冲洗干净。高压水经超声波处理后再进行冲洗具有提高冲洗效率和冲洗效果及节约用水的目的。清扫和冲洗过程中，通过姿态保持机构保证清洗装置与地面之间的固定角度。清洗装置沿支柱绝缘子的上下移动通过大臂驱动减速电机和小臂驱动减速电机实现。

Claims (10)

1.一种输电系统用带电水冲洗、除冰作业设备，包括履带底盘、回转支座、水平回转台、绝缘作业臂及清洗装置，水平回转台通过回转支座固定于履带底盘上，绝缘作业臂包括相互铰接的绝缘大臂和绝缘小臂，其特征在于：所述水平回转台的一侧连接有沿竖直方向布置的回转盘，回转盘的外侧连接有安装座，安装座上设置有大臂驱动减速电机和小臂驱动减速电机，所述绝缘大臂的下端铰接于大臂驱动减速电机的输出轴上，绝缘小臂通过拉杆机构与小臂驱动电机的输出轴铰接，水平回转台上布置有回转盘驱动装置，所述清洗装置连接于绝缘作业臂的上端。

2.如权利要求1所述的输电系统用带电水冲洗、除冰作业设备，其特征在于：所述绝缘大臂和绝缘小臂通过采用绝缘材料制作的关节轴承及铰接轴铰接为一体，绝缘小臂的上端连接有用于固定所述清洗装置的安装平台。

3.如权利要求2所述的输电系统用带电水冲洗、除冰作业设备，其特征在于：所述拉杆机构包括小臂驱动拉杆了铰接于其两端的下拉板和上拉板，三者铰接后形成Z字型结构，下拉板铰接于所述小臂驱动减速电机的输出轴上，上拉板铰接于所述绝缘大臂和绝缘小臂之间的铰接轴上。

4.如权利要求2所述的输电系统用带电水冲洗、除冰作业设备，其特征在于：所述绝缘作业臂还连接有姿态保持机构，姿态保持机构包括第一姿态保持连杆、第二姿态保持连杆及由三根连杆围成的三角形连杆架，第一姿态保持连杆和第二姿态保持连杆分别与所述绝缘大臂和绝缘小臂平行布置，三角形连杆架的一角铰接于所述绝缘大臂和绝缘小臂之间的铰接轴上，另外两个角分别与第一姿态保持连杆和第二姿态保持连杆的一端铰接为一体，第一姿态保持连杆和第二姿态保持连杆的另一端分别铰接于所述安装座和安装平台上。

5.如权利要求1所述的输电系统用带电水冲洗、除冰作业设备，其特征在于：所述清洗装置包括安装支架、两绝缘爪臂及分别连接于两绝缘爪臂上的若干清扫轮刷，两绝缘爪臂对称连接于爪臂开合支架上，爪臂开合支架铰接于安装支架上，安装支架上连接有清扫轮刷驱动装置，绝缘爪臂连接有使其实现开合动作的液压缸。

6.如权利要求5所述的输电系统用带电水冲洗、除冰作业设备，其特征在于：所述安装支架包括安装板和连接于安装板一侧的U型架，安装板沿竖直方向布置，U型架沿水平方向布置；所述爪臂开合支架包括对称布置啮合为一体的两个支架板，每个支架板包括连接部和啮合部，啮合部的外缘为圆弧面，圆弧面为齿面，圆弧面的中心位置处通过铰接轴与安装支架的U型架铰接为一体，两支架板之间通过齿面啮合传动；所述绝缘爪臂的内端通过爪臂过渡安装块与支架板的连接部连为一体。

7.如权利要求6所述的输电系统用带电水冲洗、除冰作业设备，其特征在于：所述绝缘爪臂为由上、板及端板围成的框架型结构，高度方向两侧为开口侧，上、下板的形状相同，内侧缘为外凸的曲面；清扫轮刷位于绝缘爪臂的下侧，清扫轮刷的轮轴垂直穿过绝缘爪臂的上下板，轮轴上连接有两个沿水平方向布置的带轮，带轮位于绝缘爪臂的内腔中，绝缘爪臂上与所述爪臂开合支架的连接端连接有直齿轮/同步带轮双联构件，相邻的清扫轮刷之间、直齿轮/带轮双联构件与相邻清扫轮刷之间依次通过同步带连为一体。

8.如权利要求5所述的输电系统用带电水冲洗、除冰作业设备，其特征在于：所述清扫轮刷驱动装置包括减速电机、绝缘传动轴、输入锥齿轮、过渡锥齿轮、传递齿轮和输出齿轮，输出齿轮为锥/直双联齿轮，传递齿轮为共轴的锥/锥双联齿轮，传递齿轮与输入齿轮共轴向中心线布置，过渡齿轮啮合于传递齿轮的第一个锥齿轮和输入齿轮之间，输出齿轮垂直布置啮合于传递齿轮第二个锥齿轮的外端，减速电机通过联轴器与绝缘传动轴连接，输入锥齿轮连接于绝缘传动轴的端部，过渡锥齿轮垂直于输入锥齿轮布置，过渡锥齿轮的轮轴、传递齿轮和输出齿轮的轮轴分别连接于所述安装支架上。

9.如权利要求5所述的输电系统用带电水冲洗、除冰作业设备，其特征在于：所述安装支架的U 型架上输出齿轮的两侧对称啮合有过渡直齿轮，过渡直齿轮分别与直齿轮/同步带轮双联构件的直齿轮和输出齿轮的直齿轮啮合，过渡直齿轮连接于所述爪臂开合支架与所述安装支架的铰接轴上。

10.如权利要求8所述的输电系统用带电水冲洗、除冰作业设备，其特征在于：所述绝缘爪臂的上侧连接有冲洗装置，冲洗装置包括喷嘴、喷嘴安装座和冲洗水管，喷嘴安装座上有分别与冲洗水管和喷嘴连通的过水通道；绝缘爪臂上安装有超声波发生器和定位传感器，超声波发生器将高压水管中的高压水处理为气泡后经所述喷嘴喷出；所述液压缸为水压缸，数量为一个，水压缸的两端分别与所述安装支架的安装板和爪臂过渡安装块铰接。