CN109346980A - 一种局部放电巡检机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种局部放电巡检机器人，包括移动平台、旋转平台和检测平台，所述移动平台挂设在轨道上，并与所述轨道滑动连接，所述旋转平台转动连接在所述移动平台的下端，所述检测平台与所述旋转平台可升降连接，所述检测平台上设有局部放电检测组件。本发明提供一种局部放电巡检机器人，能够代替工作人员重复的设备巡检工作，保证电力设备的长期安全运行。

Description

一种局部放电巡检机器人

技术领域

本发明涉及电力检测设备技术领域，尤其涉及一种局部放电巡检机器人。

背景技术

在电力设备发生故障时，一般会发生局部放电现象，如不及时维修则会造成设备击穿，造成电力设备无法正常运行。由于没有可靠的实时检测***及时的发现局部放电部位，电力设备击穿的事故时有发生，而人为检测无法保证不间断性，可靠性不高。如果能在事故发生前及时发现放电部位就有可能避免事故的发生，避免较大的经济损失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种局部放电巡检机器人，用于代替工作人员重复的设备巡检工作，保证电力设备的长期安全运行。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种局部放电巡检机器人，包括移动平台、旋转平台和检测平台，所述移动平台挂设在轨道上，并与所述轨道滑动连接，所述旋转平台转动连接在所述移动平台的下端，所述检测平台与所述旋转平台可升降连接，所述检测平台上设有局部放电检测组件。

进一步的，沿所述轨道设有滑触线，所述移动平台包括机架、集电器、驱动轮、从动轮和平衡轮组，所述集电器固定连接在所述机架上，所述集电器的滑触片与所述滑触线电性接触，为所述局部放电巡检机器人供电，所述驱动轮在所述轨道的底面上滚动，所述驱动轮固定安装在驱动轮轴上，所述驱动轮轴通过一减速机构连接有驱动电机，所述驱动电机固定安装在所述机架上，所述减速机构包括小带轮、大带轮和减速带，所述小带轮与所述驱动电机的输出轴固定连接，所述大带轮与所述驱动轮轴固定连接，所述小带轮与所述大带轮通过所述减速带带连接，所述从动轮固定安装在从动轮轴上，所述从动轮轴安装在所述机架上，所述从动轮与所述驱动轮关于所述轨道对称设置，所述平衡轮组包括关于所述轨道对称设置的若干平衡轮，所述平衡轮在所述轨道的侧面上滚动，所述平衡轮固定安装在平衡轮轴上，所述平衡轮轴安装在平衡轮架上，所述平衡轮架通过一直线阻尼器与所述机架连接，所述直线阻尼器水平设置。

进一步的，所述局部放电巡检机器人还包括控制器和数据采集器，所述控制器控制所述局部放电巡检机器人的运动，所述数据采集器包括中央处理器和存储器，所述中央处理器处理局部放电数据并将处理后的数据存储到所述存储器中，所述集电器连接有调制解调器一，所述调制解调器一、局部放电检测组件、控制器和数据采集器通过交换机一连接，所述调制解调器一与所述集电器连接，所述滑触线连接有调制解调器二，所述调制解调器二连接有交换机二，所述交换机二与后台主机连接，所述后台主机与所述局部放电巡检机器人通过电力载波实现信号传递，所述后台主机向所述局部放电巡检机器人输入控制信号，所述局部放电巡检机器人向所述后台主机输入反馈信号。

进一步的，所述旋转平台呈筒柱状，所述旋转平台内设有设有齿圈、齿轮一、齿轮二和齿轮三，齿圈与旋转平台的内壁固定连接，齿轮一固定设置在齿轮轴一上，齿轮一与齿圈啮合，齿轮轴一连接有旋转电机，齿轮二与齿轮三啮合，齿轮二固定设置在齿轮轴二上，齿轮轴二的下端连接有丝杠机构，齿轮轴二与丝杠机构的丝杠固定连接，所述升降平台与丝杠机构的丝杠螺母固定连接，齿轮三固定设置在齿轮轴三上，齿轮轴三连接有升降电机，所述旋转电机、所述升降电机均与所述移动平台固定连接。

进一步的，所述旋转平台内还设有安装盘一和安装盘二，安装盘一和安装盘二上均设有与齿轮轴一、齿轮轴二和齿轮轴三相对应的轴承安装孔，轴承安装孔中均安装有轴承，所述旋转平台的内壁上分别设有用于安装安装盘一和安装盘二的安装凸台，用于安装所述安装盘一的安装凸台的内径大于安装盘二的外径。

进一步的，所述局部放电检测组件通过一伸缩机构与所述检测平台连接，所述伸缩机构的伸缩方向与所述检测平台的升降方向垂直。

进一步的，所述局部放电检测组件包括可使所述局部放电检测组件与变电站开关柜相吸的磁吸件。

进一步的，所述局部放电检测组件包括瞬态地电波传感器、超高频传感器和脉冲电流传感器。

进一步的，所述检测平台上还设有视频检测组件，所述视频检测组件包括红外热成像相机和可见光相机。

进一步的，所述视频检测组件通过一俯仰机构与所述检测平台连接。

采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：

1、局部放电巡检机器人在设置在变电站室内的轨道上滑动，检测电力设备的放电部位时，局部放电巡检机器人移动平台移动到待检设备的上方，通过旋转平台的转动和检测平台的升降，使得局部放电检测组件对准待检部位，以检测电力设备在该部位的放电情况。本发明的局部放电巡检机器人可代替工作人员重复的设备巡检工作，保证电力设备的长期安全运行，并且，其具有工作可靠，工作时间不受限制的特点，特备适用于运行周期较长的重要电力***设备中。

2、移动平台由单轨道吊装支撑，结构简单、紧凑，体积小，占用的空间也小，可用于窄小的空间使用，同时大大降低了对轨道安装时施工的难度；采用平衡轮组，在局部放电巡检机器人的移动过程中，由于机身偏转或机身振动或转弯过程中向心力的作用，轨道两侧的平衡轮受力不等，在直线阻尼器的作用下，以平衡两侧的力，使得移动机构运行平稳，不会出现出轨、机身晃动的问题。

3、后台主机与局部放电巡检机器人通过电力载波通信，后台主机下发巡检命令至巡检机器人，使得控制器控制巡检机器人移动至巡检点，局部放电检测组件采集局部放电数据，中央处理器处理局部放电数据并将处理后的数据存储到存储器中，局部放电数据反馈至后台主机，后台主机接收完毕局部放电数据后，控制巡检机器人移动至下一个巡检点。通过巡检机器人代替人工进入现场进行局放检测作业，避免可能导致的人身伤害；并可定时定点进行局放检测作业，且自动分析变化趋势，输出巡检结果，检测结果参考性强，减小了运维人员数据处理工作量，解决了现有技术中在线局部放电检测方法需要较多局部放电待检测设备，成本过高，及便携式局部放电检测需要运维人员携带便携式局部放电检测仪进行检测，人员安全得不到保证，且检测结果可参考性不高的技术问题。

4、旋转电机带动齿轮一转动，齿轮一带动与之啮合的齿圈转动，使得旋转平台转动；升降电机带动齿轮三转动，齿轮三带动与之啮合的齿轮二转动，齿轮二带动丝杆转动，丝杆螺母升降从而带动检测平台升降。本发明的局部放电巡检机器人的旋转与升降采用并联结构，旋转与升降二自由度相互独立、互不干涉，便于控制的实现；并且，机器人结构简单且紧凑，加工方便，便于安装与拆卸。

5、齿轮轴一、齿轮轴二和齿轮轴三通过安装盘一、安装盘二和设置在安装盘上的各轴承安装在旋转平台内，安装盘一、安装盘二通过各安装凸台限位，用于安装所述安装盘一的安装凸台的内径大于安装盘二的外径，便于安装盘二、安装盘一的依次装入。

6、巡检机器人到达待检的电力设备的位置后，通过旋转平台的转动、检测平台的升降，使得局部放电检测组件对准电力设备的待测部位，伸缩机构伸长使得局部放电检测组件贴紧电力设备的待测部位，以进行局部放电检测。

7、局部放电检测组件包括可使所述局部放电检测组件与变电站电力设备相吸的磁吸件，用于使局部放电检测组件与电力设备的待测部位紧贴、防止局部放电检测组件滑移。

8、局部放电检测组件包括瞬态地电波传感器、超高频传感器和脉冲电流传感器，瞬态地电波传感器实时检测电力设备局放信号的主要特征量，包括局放脉冲次数、脉冲幅值，通过对不同缺陷模型下的时域相位、脉冲数和测量阀值之间关系的研究，结合超高频传感器和脉冲电流传感器，排除场干扰信号，对电力设备绝缘故障情况进行报警。

9、检测平台上还设有视频检测组件，所述视频检测组件包括红外热成像相机和可见光相机。根据可见光相机的图像采集信息，对有读数的表记进行数据读取，自动记录和判断，并提出报警，使得巡检机器人能自动识别图像中的各种指示灯、电力设备柜面布置的压板、空开、转换开关等二次设备状态。红外线热成像相机用于室内各电力设备、配电箱等设备的热监控，可以测变电站室内发热设备的温度，并和可见光相机组成双视***。

10、视频检测组件通过一俯仰机构与所述检测平台连接，使得视频检测组件能够上下转动，以增加视频检测组件的检测范围。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明的一种局部放电巡检机器人的结构示意图。

图2为本发明的一种局部放电巡检机器人的侧视图。

图3为本发明中移动平台的结构示意图。

图4为本发明的控制***示意图。

图5为本发明的一种局部放电巡检机器人在旋转平台剖视时的结构示意图。

图6为图5中A处的局部放大图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，一种局部放电巡检机器人，包括移动平台1、旋转平台2和检测平台3，移动平台1挂设在轨道4上，并与轨道4滑动连接，旋转平台2转动连接在移动平台1的下端，检测平台3与旋转平台2可升降连接，检测平台3上设有局部放电检测组件5。

如图2、图3所示，沿轨道4设有滑触线21。移动平台包括机架101、集电器22、驱动轮23、从动轮24和平衡轮组。集电器22固定连接在机架101上，集电器22的滑触片与滑触线21电性接触，为移动平台供电。驱动轮23在轨道4的底面上滚动，驱动轮23固定安装在驱动轮轴25上，驱动轮轴25通过一减速机构连接有驱动电机26，驱动电机26固定安装在机架101上，减速机构包括小带轮27、大带轮28和减速带29，小带轮27与驱动电机26的输出轴固定连接，大带轮28与驱动轮轴25固定连接，小带轮27与大带轮28通过减速带29带连接。从动轮24固定安装在从动轮轴30上，从动轮轴30安装在机架101上，从动轮24与驱动轮23关于轨道4对称设置。平衡轮组包括关于轨道4对称设置的若干平衡轮31，平衡轮31在轨道4的侧面上滚动，平衡轮31固定安装在平衡轮轴32上，平衡轮轴32安装在平衡轮架33上，平衡轮架33通过一直线阻尼器34与机架101连接，直线阻尼器34水平设置。

移动平台由单轨道吊装支撑，结构简单、紧凑，体积小，占用的空间也小，可用于窄小的空间使用，同时大大降低了对轨道安装时施工的难度；采用平衡轮组，在局部放电巡检机器人的移动过程中，由于机身偏转或机身振动或转弯过程中向心力的作用，轨道两侧的平衡轮受力不等，在直线阻尼器的作用下，以平衡两侧的力，使得移动平台运行平稳，不会出现出轨、机身晃动的问题。

本实施例中，直线阻尼器34为电磁式直线阻尼器。因直线阻尼器在巡检机器人移动过程中始终保持工作状态，其运行寿命是巡检机器人需要考虑的问题，机械式直线阻尼器在巡检机器人受到大的冲击力时容易损坏，而电磁式直线阻尼器采用电磁感应原理，摩擦小，使得直线阻尼器的运行寿命提升；可承受较大冲击力，不易损坏；平衡精度高，使得巡检机器人的运行平稳性提升。

本实施例中，减速机构设置在驱动轮23和驱动电机26的外侧，继而驱动轮23和驱动电机26位于同侧，使得移动平台结构紧凑。

如图4所示，局部放电巡检机器人还包括控制器46和数据采集器47，控制器46控制局部放电巡检机器人的运动，数据采集器47包括中央处理器和存储器，中央处理器处理局部放电数据并将处理后的数据存储到存储器中，集电器22连接有调制解调器一48，调制解调器一48、局部放电检测组件5、控制器46和数据采集器47通过交换机一49连接，调制解调器一48与集电器22连接，滑触线21连接有调制解调器二410，调制解调器二410连接有交换机二411，交换机二411与后台主机41连接，后台主机41与局部放电巡检机器人通过电力载波实现信号传递，后台主机41向局部放电巡检机器人输入控制信号，局部放电巡检机器人向后台主机41输入反馈信号。

本实施例中，如图1、图4所示，检测平台3上还设有视频检测组件，视频检测组件包括红外热成像相机6和可见光相机7，视频检测组件412与数据采集器47连接。根据可见光相机的图像采集信息，对有读数的表记进行数据读取，自动记录和判断，并提出报警，使得巡检机器人能自动识别图像中的各种指示灯、电力设备柜面布置的压板、空开、转换开关等二次设备状态。红外线热成像相机用于室内各电力设备、配电箱等设备的热监控，可以测变电站室内发热设备的温度，并和可见光相机组成双视***。

本实施例中，视频检测组件通过一俯仰机构与检测平台3连接，使得视频检测组件能够上下转动，以增加视频检测组件的检测范围。

后台主机与局部放电巡检机器人通过电力载波通信，后台主机下发巡检命令至巡检机器人，使得控制器控制巡检机器人移动至巡检点，局部放电检测组件采集局部放电数据，中央处理器处理局部放电数据并将处理后的数据存储到存储器中，局部放电数据反馈至后台主机，后台主机接收完毕局部放电数据后，控制巡检机器人移动至下一个巡检点。

如图5、图6所示，旋转平台2呈筒柱状，旋转平台2内设有设有齿圈8、齿轮一9、齿轮二10和齿轮三11，齿圈8与旋转平台2的内壁固定连接，齿轮一9固定设置在齿轮轴一12上，齿轮一9与齿圈8啮合，齿轮轴一12连接有旋转电机13，齿轮二10与齿轮三11啮合，齿轮二12固定设置在齿轮轴二14上，齿轮轴二14的下端连接有丝杠机构15，齿轮轴二14与丝杠机构15的丝杠固定连接，检测平台3与丝杠机构15的丝杠螺母固定连接，齿轮三11固定设置在齿轮轴三16上，齿轮轴三16连接有升降电机17，旋转电机13、升降电机17均与移动平台1固定连接。

旋转电机13带动齿轮一9转动，齿轮一9带动与之啮合的齿圈8转动，使得旋转平台2转动；升降电机17带动齿轮三11转动，齿轮三11带动与之啮合的齿轮二10转动，齿轮二10带动丝杆转动，丝杆螺母升降从而带动检测平台3升降。本发明的变电站局部放电巡检机器人的旋转与升降采用并联结构，旋转与升降二自由度相互独立、互不干涉，便于控制的实现；并且，机器人结构简单且紧凑，加工方便，便于安装与拆卸。

旋转平台2内还设有安装盘一18和安装盘二19，安装盘一18和安装盘二19上均设有与齿轮轴一12、齿轮轴二14和齿轮轴三16相对应的轴承安装孔，轴承安装孔中均安装有轴承20，旋转平台2的内壁上分别设有用于安装安装盘一18和安装盘二19的安装凸台，用于安装安装盘一18的安装凸台的内径大于安装盘二19的外径。齿轮轴一12、齿轮轴二14和齿轮轴三16通过安装盘一18、安装盘二19和设置在安装盘上的各轴承20安装在旋转平台2内，安装盘一18、安装盘二19通过各安装凸台限位，用于安装安装盘一18的安装凸台的内径大于安装盘二19的外径，便于安装盘二19、安装盘一18的依次装入。

本实施例中，如图2所示，局部放电检测组件5通过一伸缩机构与检测平台3连接，伸缩机构的伸缩方向与检测平台3的升降方向垂直。巡检机器人到达待检的电力设备的位置后，通过旋转平台的转动、检测平台的升降，使得局部放电检测组件对准电力设备的待测部位，伸缩机构伸长使得局部放电检测组件贴紧电力设备的待测部位，以进行局部放电检测。

本实施例中，局部放电检测组件5包括可使所述局部放电检测组件与变电站电力设备相吸的磁吸件，用于使局部放电检测组件5与电力设备的待测部位紧贴、防止局部放电检测组件5滑移。

局部放电检测组件5包括瞬态地电波传感器、超高频传感器和脉冲电流传感器，瞬态地电波传感器实时检测电力设备局放信号的主要特征量，包括局放脉冲次数、脉冲幅值，通过对不同缺陷模型下的时域相位、脉冲数和测量阀值之间关系的研究，结合超高频传感器和脉冲电流传感器，排除场干扰信号，对电力设备绝缘故障情况进行报警。

除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定义的范围。

Claims (10)

1.一种局部放电巡检机器人，其特征在于，包括

移动平台，所述移动平台挂设在轨道上，并与所述轨道滑动连接；

旋转平台，所述旋转平台转动连接在所述移动平台的下端；

和检测平台，所述检测平台与所述旋转平台可升降连接，所述检测平台上设有局部放电检测组件。

2.根据权利要求1所述的一种局部放电巡检机器人，其特征在于，沿所述轨道设有滑触线，所述移动平台包括机架、集电器、驱动轮、从动轮和平衡轮组，所述集电器固定连接在所述机架上，所述集电器的滑触片与所述滑触线电性接触，为所述局部放电巡检机器人供电，所述驱动轮在所述轨道的底面上滚动，所述驱动轮固定安装在驱动轮轴上，所述驱动轮轴通过一减速机构连接有驱动电机，所述驱动电机固定安装在所述机架上，所述减速机构包括小带轮、大带轮和减速带，所述小带轮与所述驱动电机的输出轴固定连接，所述大带轮与所述驱动轮轴固定连接，所述小带轮与所述大带轮通过所述减速带带连接，所述从动轮固定安装在从动轮轴上，所述从动轮轴安装在所述机架上，所述从动轮与所述驱动轮关于所述轨道对称设置，所述平衡轮组包括关于所述轨道对称设置的若干平衡轮，所述平衡轮在所述轨道的侧面上滚动，所述平衡轮固定安装在平衡轮轴上，所述平衡轮轴安装在平衡轮架上，所述平衡轮架通过一直线阻尼器与所述机架连接，所述直线阻尼器水平设置。

3.根据权利要求2所述的一种局部放电巡检机器人，其特征在于，所述局部放电巡检机器人还包括控制器和数据采集器，所述控制器控制所述局部放电巡检机器人的运动，所述数据采集器包括中央处理器和存储器，所述中央处理器处理局部放电数据并将处理后的数据存储到所述存储器中，所述集电器连接有调制解调器一，所述调制解调器一、局部放电检测组件、控制器和数据采集器通过交换机一连接，所述调制解调器一与所述集电器连接，所述滑触线连接有调制解调器二，所述调制解调器二连接有交换机二，所述交换机二与后台主机连接，所述后台主机与所述局部放电巡检机器人通过电力载波实现信号传递，所述后台主机向所述局部放电巡检机器人输入控制信号，所述局部放电巡检机器人向所述后台主机输入反馈信号。

4.根据权利要求1所述的一种局部放电巡检机器人，其特征在于，所述旋转平台呈筒柱状，所述旋转平台内设有设有齿圈、齿轮一、齿轮二和齿轮三，齿圈与旋转平台的内壁固定连接，齿轮一固定设置在齿轮轴一上，齿轮一与齿圈啮合，齿轮轴一连接有旋转电机，齿轮二与齿轮三啮合，齿轮二固定设置在齿轮轴二上，齿轮轴二的下端连接有丝杠机构，齿轮轴二与丝杠机构的丝杠固定连接，所述升降平台与丝杠机构的丝杠螺母固定连接，齿轮三固定设置在齿轮轴三上，齿轮轴三连接有升降电机，所述旋转电机、所述升降电机均与所述移动平台固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种局部放电巡检机器人，其特征在于，所述旋转平台内还设有安装盘一和安装盘二，安装盘一和安装盘二上均设有与齿轮轴一、齿轮轴二和齿轮轴三相对应的轴承安装孔，轴承安装孔中均安装有轴承，所述旋转平台的内壁上分别设有用于安装安装盘一和安装盘二的安装凸台，用于安装所述安装盘一的安装凸台的内径大于安装盘二的外径。

6.根据权利要求1所述的一种局部放电巡检机器人，其特征在于，所述局部放电检测组件通过一伸缩机构与所述检测平台连接，所述伸缩机构的伸缩方向与所述检测平台的升降方向垂直。

7.根据权利要求6所述的一种局部放电巡检机器人，其特征在于，所述局部放电检测组件包括可使所述局部放电检测组件与变电站开关柜相吸的磁吸件。

8.根据权利要求1所述的一种局部放电巡检机器人，其特征在于，所述局部放电检测组件包括瞬态地电波传感器、超高频传感器和脉冲电流传感器。

9.根据权利要求1所述的一种局部放电巡检机器人，其特征在于，所述检测平台上还设有视频检测组件，所述视频检测组件包括红外热成像相机和可见光相机。

10.根据权利要求9所述的一种局部放电巡检机器人，其特征在于，所述视频检测组件通过一俯仰机构与所述检测平台连接。