CN115566578A - 一种高压输电导线异物智能清除装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压输电导线异物智能清除装置，包括机架、设置在机架上的悬挂机构、图像获取机构和异物去除机构，所述机架一侧设置有驱动机构，并在所述机架内设置有动力机构；所述异物去除机构包括切割结构和激光器，所述切割结构设置在机架前端。本发明能够提高高压输电导线异物清除效率，有效节约成本，保障清障安全性、可靠性。

Description

一种高压输电导线异物智能清除装置

技术领域

本发明属于高压输电技术领域，具体涉及一种高压输电导线异物智能清除装置。

背景技术

电力要想从发电厂高质量传输到用电地，则必然要借助电网的传输功能。而高压电线所传输的电压越高，那么在传输过程中，传输过程中能耗越小，也因此，我国现行的超高压输电线网路的输电电压大多在110千伏以上。

也因此，在高空条件下电网的建设和维护的工作越来越多，架空输电导线容易被塑料薄膜、风筝、广告条幅等异物悬挂、缠绕。架空输电导线悬挂异物(如风筝(线)、塑料垃圾等)如果不及时处理，一旦遇到阴雨雷电天气，可能会因此造成输电线路短路、跳闸等故障，甚至会危及人身、设备安全，造成大面积停电。

在现有技术中，为了克服这一技术问题，主要采用有“人工清障”、“绝缘杆悬挂法”、“切割法”、“无人机摘除”等等方法，这些清障方式在清理成本、清理有效性、安全性等方面或多或少都存在一定的不足，例如无人机摘除的方法只能适用于简单缠绕清除、切割法需用刀具对缠绕物反复切割，有的切割刀具非常锋利很容对电力电缆造成切割伤害，人工清障劳动强度大等等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压输电导线异物智能清除装置，进一步提高高压输电导线异物清除效率，有效节约成本，保障清障安全性、可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案具体为：

一种高压输电导线异物智能清除装置，包括机架、设置在机架上的悬挂机构、图像获取机构和异物去除机构，所述机架一侧设置有驱动机构，并在所述机架内设置有动力机构；所述异物去除机构包括切割结构和激光器，所述切割结构设置在机架前端。

进一步地，所述切割结构包括切割刀片组、驱动切割刀片的减速电机、切割辅助器，所述切割刀片组连接到减速电机的输出轴。

进一步地，所述切割辅助器包括两个分别设置在切割刀片组两侧且相互连接的可调节导向器，两个导向器呈八字形分布，且导向器一端铰接在机架内。

进一步地，所述激光器包括激光测距仪、激光发射器和激光接收器，且均分别安装在机架上，所述激光发射器朝向并照射到高压输电线的缠绕物上。

进一步地，所述激光发射器上集成有控制管理器。

进一步地，所述图像获取机构包括用以获取图像信息的摄像头、用以传递图像信息和接受处理信号的远程控制器，所述摄像头安装到机架底部。

进一步地，所述驱动机构包括蓄电池、太阳能电池板、驱动电机、驱动扇叶，所述蓄电池和太阳能电池板均包括多个，分别向激光器、驱动电机和减速电机提供动力。

进一步地，所述驱动扇叶连接在机架外部，且驱动扇叶连接到驱动电机输出轴。

进一步地，所述悬挂机构包括设置在机架顶部的挂架、设置在挂架端部的滑轮结构，且所述滑轮结构设置有输电线卡接槽。

进一步地，所述滑轮结构包括多个绝缘材质的滑轮或多个包裹有绝缘外皮的滑轮。

与现有技术相比，本发明的优点在于：首先，本发明采用了智能成像、测距模块、动力模块以及可视化智能识别等，为地面操作人员提供准确的导线异物的性质、悬挂位置、悬挂情况以及形状大小等信息。

其次，本发明采用电机和电池组成的推动装置为产品运行及作业提供动力，为地面操作人员通过终端设备进行半自动化异物清除提供保障。

再次，本发明产品具有两种切割模式：对于悬挂式异物采用刀片切割，对于缠绕式异物采用激光切割，弥补了市场上现有产品的不足，应用前景更加广阔。通过智能设备与地面终端的有机结合，智能化识别并清除异物，既缩短了作业时间，省去了断电作业的麻烦，也节约了人工成本，提升了异物清除的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应该看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明提供的高压输电导线异物智能清除装置的效果示意图。

图2是本发明提供的高压输电导线异物智能清除装置的正视图一。

图3是本发明提供的高压输电导线异物智能清除装置的正视图二。

图4是本发明提供的高压输电导线异物智能清除装置的效果示意图二

图5是本发明提供的高压输电导线异物智能清除装置的效果示意图三。

附图标记：1-驱动机构、2-悬挂机构、3-机架、4-激光器、5-切割结构、6-导向器、7-图像获取机构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

如图1-图5所示，一种高压输电导线异物智能清除装置，包括机架3、设置在机架3上的悬挂机构2、图像获取机构7和异物去除机构，机架3一侧设置有驱动机构1，并在机架3内设置有动力机构；异物去除机构包括切割结构5和激光器4，切割结构5设置在机架3前端。

与现有技术相比较而言，现有技术中，所主要采用的集中去除异物的方式或多或少均存在一定的缺点，如采用无人机摘除的方法只能适用于简单缠绕清除、切割法需用刀具对缠绕物反复切割，有的切割刀具非常锋利很容对电力电缆造成切割伤害，人工清障劳动强度大等等。而在本发明中，采用了图像获取机构7用以成像显示，并利用机械切割和激光烧结的结合形式，对悬挂或者缠绕在高压输电线上的异物进行清除，不需要登高作业，不需要绝缘杆、绝缘软梯等辅助器具，可用于110千伏以上电压等级高跨越运行线路作业，具有轻便、灵活、安全性和智能性高等特点，能解决当前导线异物清除费钱、费时、费力等难题。

切割结构5包括切割刀片组、驱动切割刀片的减速电机、切割辅助器，切割刀片组连接到减速电机的输出轴。切割辅助器包括两个分别设置在切割刀片组两侧且相互连接的可调节导向器6，两个导向器6呈八字形分布，且导向器6一端铰接在机架3内。在刀片连接处加装交流齿轮微型减速电机实现刀片的自动旋转，如果发现电线上存在悬挂异物，地面工作人员通过电机调速装置来控制刀片的旋转快慢对电线上的异物进行切割。为有效应对一些特殊情况，如高空风力较大时，需要切割的异物可能会随风飘扬，导致刀片切割不到，我们设计了在刀片两侧安装一个相连的可调节的八字形切割辅助导向器6，当装置在前进过程中导向器6处于向上垂直状态，其长度保持在垂直状态下高于电线，当装置停止运动准备作业时，导向器6向下放平，由垂直状态变为水平状态，将电线水平线以下180°范围内的异物固定到刀片可切割范围内，便于刀片顺利切割。

激光器4包括激光测距仪、激光发射器和激光接收器，且均分别安装在机架3上，激光发射器朝向并照射到高压输电线的缠绕物上。激光发射器上集成有控制管理器。在通过高清的摄像头成像后，若分析出采用机械切割的形式无法去除缠绕物，此时，设备采用的激光测距仪对高压电网上的缠绕物进行测距。通过计时器纪录激光脉冲的发出时间，当激光波碰到物体后，部分能量返回，当激光接收器收到返回激光波时的激光接收时间来确定物体的精确距离，实时掌握导线上的异物悬挂位置及异物形状大小等信息，然后地面工作人员通过控制激光器4的功率，在异物表面聚焦异物吸收激光瞬间高能量后，温度急剧升高，迅速熔化或者气化异物的缠绕点，使得异物其他部分自然掉落。在融化异物时，配合切割辅助导向器6，将异物固定在一定范围内，利用激光开展精准的近距离作业，最大限度避免对电线造成损坏。

图像获取机构7包括用以获取图像信息的摄像头、用以传递图像信息和接受处理信号的远程控制器，摄像头安装到机架3底部。通过在条形脱离板下方加装高清免驱自动对焦摄像头模组，该部分可以对导线上异物悬挂位置进行精准定位，操作人员通过终端设备实时掌握导线上的异物悬挂位置及异物形状大小等信息，对拆除工作进行提前综合评估，然后进行拆除作业的精确度校准，提升拆除作业可靠性，规避可能的安全风险，有效提高线路运行可靠性。

驱动机构1包括蓄电池、太阳能电池板、驱动电机、驱动扇叶，蓄电池和太阳能电池板均包括多个，分别向激光器4、驱动电机和减速电机提供动力。驱动扇叶连接在机架3外部，且驱动扇叶连接到驱动电机输出轴。在产品顶部设置两块太阳能电池板，产品里面再加装两块高功率锂电池。装置顶部的太阳能电磁板将太阳能转化为电能对锂电池充电，整个产品由两块高功率锂电池供电，一块高功率电池给激光切割提供电力，另外一块高功率锂电池通过传动装置给后面的扇叶和前面的刀片提供动力。由电机驱动扇叶转动来推动整个装置前进或后退，扇叶的转动速率可由人为操控来控制装置的运动速率。

悬挂机构2包括设置在机架3顶部的挂架、设置在挂架端部的滑轮结构，且滑轮结构设置有输电线卡接槽。滑轮结构包括多个绝缘材质的滑轮或多个包裹有绝缘外皮的滑轮。滑轮由高摩擦力的绝缘材料组成，确保整个装置在没有动力的情况下不会在电线上自由滑动，同时便于装置在发现异物后能及时停止运动，开展作业。

具体使用时，通过将本发明提供的清除装置悬挂在高压输电线上，绝缘并具有高摩擦性能的滑轮组件通过摩擦使整个清除装置能够通过挂架稳定在高压输电线上，其自身并不移动。在工作时，通过蓄电池向驱动电机供电，驱动电机带动驱动扇叶的旋转来推动整个装置的前进或者后退，并通过设置在机架3底部的摄像头实时获取高压输电线上的异物情况，当遇到异物缠绕或者悬挂在高压输电线上后，驱动电机停止工作，并将清除装置运送到合适的位置，地面的操作人员或者远程操作系统，通过摄像头所反馈的图像信息来确认该缠绕物是采用机械清除或者激光清除，亦或者两者结合的清除方式。整体结构能够更加灵活可靠，且能有效减轻人工劳动强度。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种高压输电导线异物智能清除装置，其特征在于：包括机架(3)、设置在机架(3)上的悬挂机构(2)、图像获取机构(7)和异物去除机构，所述机架(3)一侧设置有驱动机构(1)，并在所述机架(3)内设置有动力机构；所述异物去除机构包括切割结构(5)和激光器(4)，所述切割结构(5)设置在机架(3)前端。

2.根据权利要求1所述的高压输电导线异物智能清除装置，其特征在于：所述切割结构(5)包括切割刀片组、驱动切割刀片的减速电机、切割辅助器，所述切割刀片组连接到减速电机的输出轴。

3.根据权利要求2所述的高压输电导线异物智能清除装置，其特征在于：所述切割辅助器包括两个分别设置在切割刀片组两侧且相互连接的可调节导向器(6)，两个导向器(6)呈八字形分布，且导向器(6)一端铰接在机架(3)内。

4.根据权利要求1所述的高压输电导线异物智能清除装置，其特征在于：所述激光器(4)包括激光测距仪、激光发射器和激光接收器，且均分别安装在机架(3)上，所述激光发射器朝向并照射到高压输电线的缠绕物上。

5.根据权利要求4所述的高压输电导线异物智能清除装置，其特征在于：所述激光发射器上集成有控制管理器。

6.根据权利要求1所述的高压输电导线异物智能清除装置，其特征在于：所述图像获取机构(7)包括用以获取图像信息的摄像头、用以传递图像信息和接受处理信号的远程控制器，所述摄像头安装到机架(3)底部。

7.根据权利要求1所述的高压输电导线异物智能清除装置，其特征在于：所述驱动机构(1)包括蓄电池、太阳能电池板、驱动电机、驱动扇叶，所述蓄电池和太阳能电池板均包括多个，分别向激光器(4)、驱动电机和减速电机提供动力。

8.根据权利要求7所述的高压输电导线异物智能清除装置，其特征在于：所述驱动扇叶连接在机架(3)外部，且驱动扇叶连接到驱动电机输出轴。

9.根据权利要求1所述的高压输电导线异物智能清除装置，其特征在于：所述悬挂机构(2)包括设置在机架(3)顶部的挂架、设置在挂架端部的滑轮结构，且所述滑轮结构设置有输电线卡接槽。

10.根据权利要求9所述的高压输电导线异物智能清除装置，其特征在于：所述滑轮结构包括多个绝缘材质的滑轮或多个包裹有绝缘外皮的滑轮。

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