CN207628842U - 一种高压输电线外绝缘子的清洗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高压输电线外绝缘子的清洗装置，能安全有效的清洁高压输电外绝缘子。本实用新型提供的一种高压输电线外绝缘子的清洗装置，包括：能够围绕外绝缘子转动的机械手臂；能够聚焦在所述外绝缘子表面的激光头，安装在所述机械手臂上；激光器，通过光纤连接所述激光头。

Description

一种高压输电线外绝缘子的清洗装置

技术领域

本实用新型涉及表面的清洗技术，特别是涉及一种高压输电线外绝缘子的清洗装置。

背景技术

由于输电线路绝缘子长期暴露在户外，容易积累污垢，引发“污闪”等电力事故，污闪事故一旦发生，将直接导致用户大面积、长时间停电，造成重大社会影响及经济损失。因此，防止发生大面积污闪事故，就成为电力系统安全可靠运行的前提条件。

绝缘子具有隔绝导电部分和支撑两种主要作用，被大量用于送电线路和发电站、变电站的设备上。当绝缘子被污垢污染时，它的绝缘性能会大大下降。绝缘子被污染通常是由灰尘等固体颗粒引起的，此外在沿海地区绝缘子上会附着海水带来的盐分，绝缘子受到雨水的润湿后，表面电阻明显下降，丧失绝缘性能，最终导致闪络事故。为了减少清洗时断电给企业及用户带来的不便，因此更多企业开始选择带电清扫的方式。带电清扫主要包括干式清扫、吹气式清扫、水冲洗等。

干式清扫是直接对电力系统的外绝缘子进行清扫处理，无需切断电源的一种带电清扫方式。其优点是利用物理方法直接除污，没有化学介质的参与，无二次污染问题。但是从目前的使用情况看，干式清扫有很显著的缺点：清扫效率低，多数工作还依赖于人工方式处理，若选用机械手替代人工，则因机械手暂用空间较大，在密集布置的变电站中无法进行清扫。此外由于绝缘子形状存在较大的差异，清理时往往会存在无法清除的死角。干式清扫仅能将表面浮灰、部分盐分和金属粉尘清除干净，对静电附着物、油渍、有害物质等无法有效清除。

吹气式主要借助于气体压力实现清扫的一类方法，是清除污垢的常用方法。吹气式在使用过程中操作相对简单，但最大的缺点在于清扫效果较差。受到清扫人员技能、喷洗设备等条件的影响，并且绝缘子的形状复杂，吹气过程中很多死角无法清扫到，导致处理效果不理想。

水冲洗带电清扫是利用水作为介质，配合足够的压力冲洗电力设备。但由于水是一种导电介质，在带电清扫中若受到高压电力传输后会带电，容易给清扫人员造成安全危害。此外，水冲洗也存在许多技术上难以克服的困难，水冲洗仅限于66～220kV电压等级的电力设备，对35kV及以下、500kV电压等级的电力设备则无法使用该技术。并且水冲洗过程中是利用水的机械冲击力将外绝缘上的灰尘、金属粉尘等冲走，但对粘附在设备上的油膜及氧化膜则难以有效清理。

因此，如何安全有效的清洁高压输电外绝缘子，是有待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种高压输电线外绝缘子的清洗装置，能安全有效的清洁高压输电外绝缘子

为了实现上述目的，本实用新型提供一种高压输电线外绝缘子的清洗装置，包括：

能够围绕外绝缘子转动的机械手臂；

能够聚焦在所述外绝缘子表面的激光头，安装在所述机械手臂上；

激光器，通过光纤连接所述激光头。

优选的，上述的清洗装置中，所述激光头包括光斑整形装置，所述光斑整形装置输入点光斑输出线光斑。

优选的，上述的清洗装置中，所述光斑整形装置为扫描振镜。

优选的，上述的清洗装置中，所述光斑整形装置为旋转多面镜。

优选的，上述的清洗装置中，所述激光头还包括平场聚焦透镜和保护镜。

优选的，上述的清洗装置中，还包括：吸尘装置，设置在所述机械手臂上。

优选的，上述的清洗装置中，所述激光器的参数包括：激光脉冲宽度为10ns～100ns，激光波长为532nm～1064nm，脉冲激光的平均功率为60W～300W，脉冲频率为1kHz～100kHz。

本实用新型实施例具有以下技术效果：

1)本实用新型实施例通过激光直接作用于外绝缘子表面，使得外绝缘子表面上的尘土、油污及盐分被加热膨胀后瞬间从基体上剥离，从而达到清洁的目的。因此，激光清洗过程中不会有清洗介质靠近接触高压线，避免高压线漏电造成生产事故。激光具有不发散性，清洗人员可以远距离操作，防止操作人员的触电风险。

2)激光清洗技术绿色环保。清洗掉的污物经过吸尘装置收集，不会对环境造成污染，且使用激光不需要水和化学试剂等，不存在废液处理的问题。

3)激光清洗的成本低。激光清洗设备将电能转化为光能，无需引入其他物料成本。

4)可以根据绝缘子的污染情况调节激光参数，在保证清洗后绝缘子表面清洁质量的同时实现高效清洗。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是本实用新型实施例的清洗装置的结构示意图。

具体实施方式

图1是本实用新型实施例的清洗装置的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例提供一种高压输电线外绝缘子的清洗装置，包括：

能够围绕外绝缘子转动的机械手臂110；

能够聚焦在所述外绝缘子表面的激光头120，安装在所述机械手臂上；

激光器130，通过光纤140连接所述激光头。

可见，本实用新型实施例通过激光直接作用于外绝缘子表面，使得外绝缘子表面上的尘土、油污及盐分被加热膨胀后瞬间从基体上剥离，从而达到清洁的目的。因此，激光清洗过程中不会有清洗介质靠近接触高压线，避免高压线漏电造成生产事故。激光具有不发散性，清洗人员可以远距离操作，防止操作人员的触电风险。

激光清洗也被公认为是一种最有效、最可靠的“绿色”清洗解决方案，因为吸收不同，激光不损伤外绝缘子基体，而直接作用于表面污染物。

在本实用新型的一个实施例中，所述激光头包括光斑整形装置，所述光斑整形装置输入点光斑输出线光斑。所述光斑整形装置为扫描振镜或旋转多面镜。

在本实用新型的一个实施例中，所述激光头还包括平场聚焦透镜和保护镜。所述激光器的参数包括：激光脉冲宽度为10ns～100ns，激光波长为532nm～1064nm，脉冲激光的平均功率为60W～300W，脉冲频率为1kHz～100kHz。

在本实用新型的一个实施例中，还包括：吸尘装置，设置在所述机械手臂上。

本实用新型实施例还提供了一种高压输电线外绝缘子的清洗方法，创造性地将激光清洗技术运用到高压输电线外绝缘子表面污染物的清洗工作中。绝缘子表面附着的成分复杂的污染物经过高能脉冲激光束照射后发生膨胀气化分解，从而脱离绝缘子表面达到清洁的目的，针对污染程度不同的绝缘子可以调节激光的功率参数对绝缘子表面进行清洗，在获得洁净的绝缘子表面的同时实现高效清洗。本实用新型的技术方案中激光清洗方法包括：

1)根据绝缘子表面的污染层的厚度及表层状态，所选激光脉冲宽度为10ns～100ns，激光波长为532nm～1064nm，脉冲激光的平均功率为60W～300W，脉冲频率为1kHz～100kHz。

2)采用脉冲激光与绝缘子表面污物相互作用，脉冲在激光器内的谐振腔中产生，经光纤或导光管等装置传输至光斑整形装置，圆点光斑经过整形后变成线光斑，本实用新型的整形装置采用扫描振镜或旋转多面镜。光束经过平场聚焦透镜及保护镜后最终照射在绝缘子表面。

3)通过机械手臂或其他机械传动装置控制激光光斑在待清洗表面上的移动，使光斑的焦点始终处于待清洗表面。

4)被洗掉的污物通过吸尘装置进行收集、过滤，从而保证整个清洗过程不会对环境造成污染。

本实用新型实施例还提供了清洗装置的清洗操作方法，包括：

步骤一：通过调节机械手臂、机械传动装置等控制激光镜头与待清洗表面的距离，使激光焦点位于待清洗表面上。

步骤二：选取一组激光清洗参数，脉冲激光的波长为1064nm，脉冲频率为10kHz，脉冲宽度为30ns，平均输出功率为100W。

步骤三：开启光斑整形装置并开启激光，通过控制机械手臂、机械传动装置控制线光斑在待清洗表面上扫描式照射，同时开启吸尘装置对清除掉的污物进行收集和过滤。

本实用新型具有以下技术优势：

1)本实用新型实施例通过激光直接作用于外绝缘子表面，使得外绝缘子表面上的尘土、油污及盐分被加热膨胀后瞬间从基体上剥离，从而达到清洁的目的。因此，激光清洗过程中不会有清洗介质靠近接触高压线，避免高压线漏电造成生产事故。激光具有不发散性，清洗人员可以远距离操作，防止操作人员的触电风险。

2)激光清洗技术绿色环保。清洗掉的污物经过吸尘装置收集，不会对环境造成污染，且使用激光不需要水和化学试剂等，不存在废液处理的问题。

3)激光清洗的成本低。激光清洗设备将电能转化为光能，无需引入其他物料成本。

4)可以根据绝缘子的污染情况调节激光参数，在保证清洗后绝缘子表面清洁质量的同时实现高效清洗。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (7)

1.一种高压输电线外绝缘子的清洗装置，其特征在于，包括：

能够围绕外绝缘子转动的机械手臂；

能够聚焦在所述外绝缘子表面的激光头，安装在所述机械手臂上；

激光器，通过光纤连接所述激光头。

2.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述激光头包括光斑整形装置，所述光斑整形装置输入点光斑输出线光斑。

3.根据权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述光斑整形装置为扫描振镜。

4.根据权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述光斑整形装置为旋转多面镜。

5.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述激光头还包括平场聚焦透镜和保护镜。

6.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，还包括：吸尘装置，设置在所述机械手臂上。

7.根据权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，所述激光器的参数包括：激光脉冲宽度为10ns～100ns，激光波长为532nm～1064nm，脉冲激光的平均功率为60W～300W，脉冲频率为1kHz～100kHz。