CN104787274B - 海底电缆运动检测器及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种海底电缆运动检测器及其控制方法，属于电器检测领域，检测器包括主舱和机械手，机械手连接固定在主舱下方卡合连接在电缆线上，主舱内安装有控制器、漏电检测模块、红外热成像摄像头、重力调整模块和求救信号模块，漏电检测模块和红外热成像摄像头均连接控制器的信号输入端，控制器的输出端连接重力调整模块和求救信号模块。本发明提供的检测器中设有机械手能够卡合在电缆线上沿着电缆线运动，对电缆的漏点情况和腐蚀情况进行实时检测。同时判断是否在断线情况，如果是断线情况，检测器能够松开电缆线漂浮在水面上，并发出求救信号，解决了现有技术中海底电缆检测不及时，断缆定位困难的问题。
Description
技术领域
本发明属于电器检测领域，尤其涉及一种海底电缆运动检测器及其控制方法。
背景技术
我国海岸线长达3. 2万公里，大小岛屿有6500多个，领海面积约473万平方公里，海上工作平台众多，海底电缆在远程供电、高压输电、电力通信、信号传输、保证海岛居民的生产生活和海上工作平台正常运行中起关键作用。
由于受到海水的冲刷、侵蚀等因素，容易造成海底电缆的绝缘老化、阻水性能变差，使得海底电缆产生漏电流，从而造成海底电缆在故障点处的温度升高，进而引起更大的故障，譬如:接地短路故障等。海底电缆负载电流的变化，也会使海底电缆的温度产生变化，即海底电缆温度的变化可以反映海底电缆的运行状况，为使海底电缆在安全的温度范围内运行，延长海底电缆使用寿命，有必要对海底电缆健康状况进行日常监控维护。
随着海洋开发利用活动的日益增加，海域内的养殖、渔网、船锚等对海缆运行的影响不容忽视，并且传统方式下，受落锚、抛锚、渔业捕捞、船只拖拽、岸基作业等破坏时无法预警，对事故点的准确定位及肇事船只的确认以及断缆线头打捞困难，影响了事故抢修和损失理赔。因此研究海底电缆健康状况监测的新方法、新手段，对于确保电网安全稳定运行、构建坚强智能电网具有非常重要的意义。
发明内容
为了克服现有技术中海底电缆检测不及时，断缆定位困难的不足，本发明提供一种海底电缆运动检测器及其控制方法。
本发明的技术方案是：一种海底电缆运动检测器，所述检测器包括主舱和机械手，机械手连接固定在主舱下方卡合连接在电缆线上，主舱内安装有控制器、漏电检测模块、红外热成像摄像头、重力调整模块和求救信号模块，漏电检测模块和红外热成像摄像头均连接控制器的信号输入端，控制器的输出端连接重力调整模块和求救信号模块。所述主舱和机械手的外壳采用不锈钢和合金双层材料，表面涂有防腐剂。所述主舱是流线型的潜水器外形。所述机械手包括指关节和连接臂，指关节电连接控制器，连接臂固定在主舱下方。所述检测器还包括测距单元，测距单元安装在主舱内，连接控制器。所述控制器包括存储控制器接收到的信号的信号存储器，信号存储器连接控制器。述重力调整模块位于主舱尾部，采用水压调节方式。
一种海底电缆运动检测器的控制方法，所述方法步骤包括：步骤一、机械手加持在海底电缆线上；步骤二、检测器沿着电缆线运动，采集电缆线的图像信息和漏电信息，采集到的信息发送到控制器；步骤三、控制器保存接收到的信息，根据控制器设置的阈值判断电缆线是否漏电；步骤四、如果电缆线漏电，控制器记录下电缆线的距离信息并发出漏电警报信号，判断电缆线外层是否受损；步骤五、如果电缆线表层受损严重，控制器记录下电缆线的距离信息并发出受损警报信号，判断机械手是否在电缆线上，检测器正常运动；步骤六、如果检测器运动受阻或不正常运动，分析采集到的图像，判断电缆线是否断线；步骤七、如果电缆线断线，控制器发出松开指令，机械手松开，检测器漂浮在水面，控制器发出求救无线信号。
所述方法中机械手安装在电缆线上的方法包括手动卡合固定在电缆线或者电动卡合固定在电缆线上。所述方法步骤中，检测器运行是通过结合浮力调整重力在海底运动。
本发明有如下积极效果：本发明提供的海底电缆运动检测器，检测器中设有机械手能够卡合在电缆线上沿着电缆线运动，对电缆的漏点情况和腐蚀情况进行实时检测。同时判断是否在断线情况，如果是断线情况，检测器能够松开电缆线漂浮在水面上，并发出求救信号。
附图说明
图1 是本发明中海底电缆运动检测器的工作示意图；
图2 是本发明中海底电缆运动检测器的工作结构框图；
图3 是本发明中海底电缆运动检测器的控制方法的工作流程图；
图4 是本发明中海底电缆运动检测器的机械手的示意图；
图中，1为主舱，2为机械手，3为螺旋桨，4为电缆线，5为指关节，6为连接臂，7为指关节外层，8为指关节内层。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
海底电缆运动检测器，如图1所示，该检测器的主体外形是流线型的潜水器模型主舱1，检测器还包括一对用来卡合在电缆线4上的机械手2，引导检测器的运动方向，机械手2位于潜水器模型主舱1下方，机械手2连接固定在主舱1上。检测器还包括漏电检测模块、红外热成像摄像头、重力调整模块、求救信号模块和控制器，这些电路模块均安置在主舱1中，模型外壳是加厚加固外壳，主舱1和机械手2的外壳均采用不锈钢和铜合金双层材料，表面涂有防腐剂，这样利于增加检测器工作时间，减小受损几率。
漏电检测模块和红外热成像摄像头连接到控制器，将采集到的信号发送给控制器，控制器判断输出指令到重力调整模块和求救信号模块。漏电检测模块用来检测电缆线4是否漏电，检测信号发给控制器进行处理和判断，如果检测到漏电信号，控制器中设有信号存储器，漏电检测的数据均保存在信号存储器中，漏电危险信号也被存储起来，等到海底电缆运动检测器被回收的时候，发出漏电信号警告。检测器中还设置了测距单元连接到控制器，当检测到漏电信号时，控制器记录下漏电危险信号的同时记录下测距单元的结果，方便维修人员定点维修。红外热成像摄像头在检测器的运动过程中，拍下电缆线的外壳状况，汇集成图像信息保存在信号存储器中，控制器中提取信号存储器中的正常图像信号与检测到的信号进行初步信号比较，发现异常信号的地方，记录下图像信息和距离信息形成电缆外套警告信号。
重力调整模块连接控制器，根据浮力和受到的电缆拉力，重力调整模块调整检测器整体手里平衡，保持在电缆线上方或下方，促进检测器运动。检测器中设置有动力模块和螺旋桨3，螺旋桨3安装在潜水器模型主舱1的尾部连接动力模块，水流的转动结合动力模块提供的动力推动检测器沿着电缆线4移动。
检测器的机械手2电连接到控制器，机械手2卡合在电缆线4上，保证检测器沿着电缆线运动。机械手2包括指关节5和连接臂6，用于电连接的电线隐藏于指关节5和连接臂6内部，机械手2采用钢结构，机械手2表层都涂有防腐涂料，达到防腐稳固耐用的作用。机械手2通过连接臂连接固定到主舱下方，为了增大机械手的安全使用时长，机械手同样采用双层结构，指关节5是由指关节外层7和指关节内层8构成，外层7和内层8均采用不锈钢或其他耐腐蚀硬度大的金属制作而成。
当电缆线4出现断线的情况时，机械手2就无法沿轨道运行，中途被迫停止，此时，控制器收到机械手2停止信号，就会发出指令到机械手2，机械手2自动打开。控制器通过发出指令到重力调整模块，重力调整模块通过调整检测器整体重力大小，保证检测器浮出水面。控制器检测到短线信号的同时也发送指令给求救信号模块，测距单元一直实时记录控制器接收到警报信号时的电缆距离信息，求救信号模块发出求救无线信号，等待工作人员寻找过来回收机器，工作人员根据控制器发出的求救信号内容就可了解到断线情况和断线距离，同时读取信号存储器中的数据进行电缆信号的分析。
一种海底电缆运动检测器的控制方法，方法步骤包括：
步骤一、机械手加持在海底电缆线上，机械手安装在电缆线上的方法包括手动卡合固定在电缆线或者电动卡合固定在电缆线上。
步骤二、检测器沿着电缆线运动，采集电缆线的图像信息和漏电信息，采集到的信息发送到控制器，检测器通过主舱内安装的漏点检测模块和红外热成像摄像头进行信息采集并发送给控制器。
步骤三、控制器保存接收到的信息，根据控制器设置的阈值判断电缆线是否漏电。
步骤四、如果电缆线漏电，控制器记录下电缆线的距离信息并发出漏电警报信号，继续判断电缆线外层是否受损；如果电缆线状态正常，也是继续判断电缆线外层是否受损。
步骤五，如果电缆线表层受损严重，控制器记录下电缆线的距离信息并发出受损警报信号，判断机械手是否在电缆线上，检测器正常运动。
步骤六，如果检测器运动受阻或不正常运动，分析采集到的图像，判断电缆线是否断线。
步骤七，如果电缆线断线，控制器发出松开指令，机械手松开，检测器漂浮在水面，控制器发出求救无线信号，检测器通过重力调整模块调整主舱内的水体积，通过浮力学使得检测器漂浮在水面上。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种海底电缆运动检测器，其特征在于，所述检测器包括主舱和机械手，机械手连接固定在主舱下方卡合连接在电缆线上，主舱内安装有控制器、漏电检测模块、红外热成像摄像头、重力调整模块和求救信号模块，漏电检测模块和红外热成像摄像头均连接控制器的信号输入端，控制器的输出端连接重力调整模块和求救信号模块；所述检测器还包括测距单元，测距单元安装在主舱内，连接控制器；所述机械手包括指关节和连接臂，指关节电连接控制器，连接臂固定在主舱下方，指关节由指关节外层和指关节内层构成。
2.根据权利要求1所述的海底电缆运动检测器，其特征在于，所述主舱和机械手的外壳采用不锈钢和铜合金双层材料，表面涂有防腐剂。
3.根据权利要求1所述的海底电缆运动检测器，其特征在于，所述主舱是流线型的潜水器外形。
4.根据权利要求1所述的海底电缆运动检测器，其特征在于，所述控制器包括存储控制器接收到的信号的信号存储器，信号存储器连接控制器。
5.根据权利要求1所述的海底电缆运动检测器，其特征在于，所述重力调整模块位于主舱尾部，采用水压调节方式。
6.根据权利要求1所述的一种海底电缆运动检测器的控制方法，其特征在于，
所述方法步骤包括：
步骤一、机械手加持在海底电缆线上；
步骤二、检测器沿着电缆线运动，采集电缆线的图像信息和漏电信息，采集到的信息发送到控制器；
步骤三、控制器保存接收到的信息，根据控制器设置的阈值判断电缆线是否漏电；
步骤四、如果电缆线漏电，控制器记录下电缆线的距离信息并发出漏电警报信号，判断电缆线外层是否受损；
步骤五、如果电缆线表层受损严重，控制器记录下电缆线的距离信息并发出受损警报信号，判断机械手是否在电缆线上，检测器正常运动；
步骤六、如果检测器运动受阻或不正常运动，分析采集到的图像，判断电缆线是否断线；
步骤七、如果电缆线断线，控制器发出松开指令，机械手松开，检测器漂浮在水面，控制器发出求救无线信号。
7.根据权利要求6所述的海底电缆运动检测器的控制方法，其特征在于，所述方法中机械手安装在电缆线上的方法包括手动卡合固定在电缆线或者电动卡合固定在电缆线上。
8.根据权利要求6所述的海底电缆运动检测器的控制方法，其特征在于，所述方法步骤中，检测器运行是通过结合浮力调整重力在海底运动。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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