專利名稱：高壓輸電線檢修方法及故障檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓線檢修方法及裝置，尤其是安裝在遙控直升飛機上，用于對高壓輸電線進行自動巡線以實現(xiàn)自動故障檢測的裝置。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)中，輸電線路(特別是架空線路)最容易發(fā)生故障，例如由于雷電過電壓引起的絕緣子表面閃絡(luò)，大風引起的短時碰線，通過鳥類身體的放電以及樹枝等物掉落在導線上引起的短路等。因此，保證輸電線路安全運行是很重要的。
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，各地的高壓輸電線越來越多，然而由于高壓輸電線路的距離長，布置地理形勢復雜及測試設(shè)備的局限性，現(xiàn)在對高壓輸電線路尤其足位于原始森林、海洋等偏僻或不易進入地域的線路沒有有效、及時、簡單、可靠的日常檢修方法，只有在產(chǎn)生故障后再尋找故障點對其進行維修，不能做到防范于未燃，非常危險，產(chǎn)生問題后反應修復的時間長，由停電等造成的損失也大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種高壓線檢修方法及故障檢測裝置，它能利用遙控直升飛機進行自動巡線，并自動準確、快速地查找故障點及故障隱患點以實現(xiàn)高壓線的日常檢修，提高供電的可靠性。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的在一架遙控直升飛機內(nèi)安裝GPS全球定位系統(tǒng)接收機、線路跟蹤系統(tǒng)、高壓電線距離保持儀、3G實時傳輸系統(tǒng)、距離記錄儀及在飛機底部安裝一個攜帶檢測平臺的吊艙進行自動巡線檢測，再把檢測結(jié)果、圖像通過3G實時傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)接脩艚K端即控制中心實現(xiàn)在線實時檢測。在用戶終端有安裝相應分析軟件系統(tǒng)的計算機，還有一個按一定比例縮小的實景模擬顯示屏，可以在多條線路交叉的情況下用計算機對飛機進行遙控，人工確定其應走的線路方向。
檢測平臺上安裝光學攝像頭及有攝像頭的紅外線故障掃描儀，并在吊艙上開攝像口，通過它們可以得到檢測需傳回的圖像。
上述吊艙通過磁鐵減震器和姿態(tài)控制器與直升飛機上的帶剎車器的步進電機連接，并在吊艙上安裝水平和垂直陀螺穩(wěn)定儀，以實現(xiàn)檢測平臺的平穩(wěn)飛行，而不受直升飛機振動或風吹等因素的影響。
上述吊艙底下還連接一個RFID讀取器，并在每根電桿上貼RFID電子標簽，使飛機飛行時，可以讀取關(guān)于電桿的信息，如標號、坐標等方便對故障線路定位。
由于輸電干線旁有強磁場，在吊艙的攝像口底下安裝帶霍爾元件的電子感應器，以檢測最近電磁強度，以根據(jù)此強度進行線路跟蹤和距離保持。
采用上述方案的有益效果是1)裝置安裝在遙控直升飛機上后，由直升飛機攜帶可以進行自動巡線，自動故障檢測，實現(xiàn)了對高壓輸電線路的日常檢修，這樣保證了高壓輸電線路的可靠運行，減輕了運行人員巡線的工作負擔；2)控制中心接收直升飛機上檢測儀器傳輸過來的信息，再進行分析、處理，可實現(xiàn)實時、全自動的測試管理；3)根據(jù)對每根電桿上RFID電子標簽的讀出信息，地面的維修車和維修人員可以快速對問題線路定位進行維修；4)磁鐵減震器及姿態(tài)控制器的設(shè)置，使直升飛機飛行時的劇烈振動不會影響吊艙，水平和垂直陀螺穩(wěn)定儀的安裝，可以更減少振動和風等外界因素的影響，使裝置可以得到清晰的傳輸圖像，且吊艙可拆下脫離方便對直升機的檢測維護。
四

圖1是本發(fā)明高壓線自動故障檢測裝置的立體示意圖；圖2是本發(fā)明實施例1的主半剖視圖；圖3是圖2中的A-A剖視圖。
圖4是本發(fā)明實施例2的主半剖視圖；對各幅附圖中的標號說明如下1-吊桿；2-步進電機；3-螺栓件；4-U形桿；5-吊艙；6-中軸；7-光學攝像頭；8-檢測平臺；8a-電機固定架；9-水平離心盤；10-RFID讀取器；11-紅外線故障掃描儀；12-高速電機；13-半環(huán)蕩桿；14-蕩環(huán)；15-攝像口；16-外膽；16a-凸耳；17-垂直離心盤；18-內(nèi)芯；18a-凸耳；18b-U形耳；19-電子感應器；20-高速電機；21-磁鐵；22-固定板；23-螺釘；24-螺栓件；25-直流電磁鐵。
五具體實施例方式
實施例1 本實施例的高壓線自動故障檢測裝置，其結(jié)構(gòu)可從圖1、圖2和圖3中看到，該裝置為一個固定在直升飛機底部并攜帶能進行自動圖像數(shù)據(jù)采集的檢測平臺的吊艙5。吊艙5是一個底為球面的圓筒，有一個檢測平臺8與吊艙5底部固定，吊艙5通過磁鐵減震器和姿態(tài)控制器與直升飛機上的帶剎車器的步進電機2連接，并在吊艙5內(nèi)安裝水平和垂直陀螺穩(wěn)定儀，在飛行時保持吊艙5內(nèi)檢測平臺8的穩(wěn)定。
檢測平臺8上包括光學攝像頭7及有攝像頭的紅外線故障掃描儀11，并在吊艙5上開攝像口15方便圖像數(shù)據(jù)采集；在攝像口15底下安裝帶霍爾元件的電子感應器19檢測電磁強度；在吊艙5底下還連接一個RFID讀取器10，并在每根電桿上貼RFID電子標簽，記錄電桿的信息，如標號、坐標等。
如圖所示，磁鐵減震器含有兩個相互嵌套的中空五面體，稱為內(nèi)芯18和外膽16，在內(nèi)芯18和外膽16的前、后、左、右、底五面上各裝一對磁鐵20，形成5對磁鐵，使它們同極相對，產(chǎn)生一定的排斥力。另外，在外膽16頂部的一對側(cè)面上有一對凸耳16a；在內(nèi)芯18頂部的一對側(cè)面上也有一對凸耳18a，在其另一對側(cè)面上還有一對U形耳18b。在外膽凸耳16a的上下面上各放一塊磁鐵，在U形耳18b內(nèi)側(cè)的上下面上也各裝一塊與凸耳16a上的極性相同的磁鐵，以增加磁鐵減震器的減震能力。在內(nèi)芯凸耳18a上有一個通孔；在外膽凸耳16a和內(nèi)芯U形耳18b上分別開一個位置相對應的通孔，其中內(nèi)芯18為螺紋孔，外膽16為直孔。
磁鐵減震器安裝時，先將內(nèi)芯18上前、后、左、右、底五面的磁鐵21及外膽凸耳16a上的磁鐵直接固定在各面上；然后將內(nèi)芯18套入外膽16，用螺栓件24將內(nèi)芯18與外膽16在凸耳16a和U形耳18b的通孔處連接，如圖3中虛線所示；再將外膽16上前、后、左、右、底五面的磁鐵及內(nèi)芯U形耳18b上的磁鐵先固定在一固定板22上，最后將固定板22由螺釘23固定在各面上。
可以在吊艙5內(nèi)底部固定一根半環(huán)蕩桿13，其兩端與一根中軸6以銷軸鉸接。吊艙5內(nèi)還有一根蕩環(huán)14，其上繞環(huán)心平均開四個孔，其中一對孔與中軸6鉸接，另一對孔與一根U形桿4兩端鉸接，這樣最終使U形桿4與半環(huán)蕩桿13為90度交叉布置，它們共同構(gòu)成一個姿態(tài)控制器。在U形桿4上還有兩個與內(nèi)芯凸耳18a上的通孔位置對應的通孔。
磁鐵減震器、姿態(tài)控制器在裝置內(nèi)的連接是將內(nèi)芯18在凸耳18a上的通孔處由螺栓件3固定在U形桿4上，再將步進電機2的轉(zhuǎn)軸穿過內(nèi)芯18底面上比其直徑大的通孔后固定在外膽16的底面上即可。連接后，將螺栓件24拆下，使內(nèi)芯18與外膽16之間無接觸。故障檢測裝置安裝后，將步進電機2上的吊桿1與直升飛機固定即可。
吊艙5內(nèi)的陀螺穩(wěn)定儀是一個由高速電機帶動的離心盤，離心盤外緣重力較大。其中水平陀螺穩(wěn)定儀的水平離心盤9放置在檢測平臺8下面，其高速電機20的轉(zhuǎn)子與水平離心盤9及檢測平臺8上中心位置的一個通孔同軸配合；垂直陀螺穩(wěn)定儀的垂直離心盤17在中軸兩端各有一個，其高速電機12的轉(zhuǎn)子在中軸6中部與其同軸配合；高速電機12和高速電機20的底座都固定在檢測平臺8上的電機固定架8a上。
下面結(jié)合附圖及以上內(nèi)容說明本發(fā)明高壓輸電線檢修方法及故障檢測裝置的工作原理在一架遙控直升飛機內(nèi)安裝GPS全球定位系統(tǒng)接收機、線路跟蹤系統(tǒng)、高壓電線距離保持儀、3G實時傳輸系統(tǒng)及距離記錄儀進行自動控制，包括自動巡線和數(shù)據(jù)回傳；在飛機底部安裝一個攜帶檢測平臺8的吊艙5進行自動圖像數(shù)據(jù)采集，檢測平臺8上安裝光學攝像頭7及有攝像頭的紅外線故障掃描儀11。在每根高壓電桿上貼電子標簽進行標號、存儲地理位置等數(shù)據(jù)，以對高壓電桿實現(xiàn)定位。
高壓輸電線路周圍有強磁場，在吊艙5的攝像口15底下安裝帶霍爾元件的電子感應器19可以檢測電磁強度，依據(jù)測得的數(shù)據(jù)，線路跟蹤系統(tǒng)和高壓電線距離保持儀可以對直升飛機進行控制，使其既可以沿高壓線路飛行進行自動巡線，又不會太靠近高壓線，始終保持安全距離飛行。GPS全球定位系統(tǒng)在此可起到導航的作用。在控制中心還有一個按一定比例縮小的實景模擬顯示屏，可以在多條線路交叉的情況下用計算機對飛機進行遙控，人工確定其應走的線路方向。
沿高壓線路飛行時，由帶剎車器的步進電機2控制，將攝像口15始終對準高壓線路，透過攝像口15，光學攝像頭7可以拍攝高壓線路的實景圖像，有攝像頭的紅外線故障掃描儀11可以拍攝高壓輸電線路的溫度掃描圖，這些圖像數(shù)據(jù)將通過3G實時傳輸系統(tǒng)實時在線快速傳輸?shù)娇刂浦行牡碾娔X上，由運行人員進行實時查看線路外觀故障，根據(jù)溫度變化判斷內(nèi)部故障點或故障隱患點的存在及提出解決辦法。
飛行時，吊艙的晃動會影響圖像采集的清晰度，這里磁鐵減震器、姿態(tài)控制器和陀螺穩(wěn)定儀解決了這個問題。內(nèi)芯18與外膽16上對應磁鐵同極相對，產(chǎn)生排斥力，振動發(fā)生時，磁鐵之間距離發(fā)生變化，排斥力大小也跟著發(fā)生變化，其變化方向為減小振動，由此實現(xiàn)減振的目的。姿態(tài)控制器上U形桿4與半環(huán)蕩桿13為90度交叉布置并可繞各自軸心旋轉(zhuǎn)，即實現(xiàn)360度的任意旋轉(zhuǎn)，使在任何情況下，吊艙5上檢測平臺8及儀器都會由重力作用自動保持垂直狀態(tài)，實現(xiàn)平穩(wěn)飛行。水平陀螺穩(wěn)定儀的水平離心盤9和垂直陀螺穩(wěn)定儀的垂直離心盤17的高速旋轉(zhuǎn)，加強垂直和水平方向的穩(wěn)定，可以更減少振動和風等外界因素的影響。
當發(fā)現(xiàn)故障或故障隱患點時，通過全球定位系統(tǒng)(GPS)，接收機計算出所在位置坐標，也就可以對故障點位置自動定位。即一旦發(fā)現(xiàn)故障，GPS全球定位系統(tǒng)可得到直升飛機坐標，將數(shù)據(jù)傳給控制中心，即可知道故障實際位置。此時讀取器也可以根據(jù)電子標簽的內(nèi)容迅速準確判斷故障的位置，即存在于哪兩根電桿之間。RFID電子標簽能夠輕易嵌入或附著在不同形狀、類型的產(chǎn)品上，使用壽命長，能在惡劣環(huán)境下工作，非常適合于在此使用。
飛行過程中距離記錄儀會自動記錄直升飛機的航程，當飛到一定距離時控制飛機自動返回，保證飛機有足夠的能源返回。
實施例2 本實施例的高壓線故障檢測裝置，其結(jié)構(gòu)可從圖4中看到，它與實施例1不同的是連接吊艙5和飛機的磁鐵減震器在外膽16底面的磁鐵也可以采用直流電磁鐵25，并在內(nèi)芯18上安裝一個壓力傳感器，使直流電磁鐵25的磁通量可通過微機接收壓力傳感器的信號進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)在線實時調(diào)節(jié)，可以將振動盡可能地減小，有助于光學攝像頭7及紅外線故障掃描儀11對圖像的采集。
權(quán)利要求
1.一種高壓輸電線檢修方法及故障檢測裝置，其特征是在一架遙控直升飛機內(nèi)安裝GPS全球定位系統(tǒng)接收機、線路跟蹤系統(tǒng)、高壓電線距離保持儀、3G實時傳輸系統(tǒng)及距離記錄儀進行自動控制，包括自動巡線和數(shù)據(jù)回傳；在飛機底部安裝一個攜帶檢測平臺(8)的吊艙(5)即故障檢測裝置進行自動圖像數(shù)據(jù)采集，檢測平臺(8)上安裝光學攝像頭(7)及有攝像頭的紅外線故障掃描儀(11)，并在吊艙(5)上開攝像口(15)；在吊艙(5)底下連接一個RFID讀取器(10)，并在每根高壓電桿上貼電子標簽進行標號、存儲地理位置等數(shù)據(jù)，以對高壓電桿實現(xiàn)定位；檢測結(jié)果、圖像數(shù)據(jù)通過3G實時傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)接脩艚K端即控制中心實現(xiàn)在線實時檢測；在用戶終端有安裝相應分析軟件系統(tǒng)的計算機，還有一個按一定比例縮小的實景模擬顯示屏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障檢測裝置，其特征是所說的吊艙(5)是一個底為球面的圓筒，所說的檢測平臺(8)在吊艙(5)內(nèi)與其底部固定，吊艙(5)通過磁鐵減震器和姿態(tài)控制器與直升飛機上的帶剎車器的步進電機(2)連接，將步進電機(2)上的吊桿(1)與直升飛機固定，并在吊艙(5)內(nèi)安裝水平和垂直陀螺穩(wěn)定儀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的故障檢測裝置，其特征是所說的磁鐵減震器含有兩個相互嵌套的中空五面體，稱為內(nèi)芯(18)和外膽(16)，在內(nèi)芯(18)和外膽(16)的前、后、左、右、底五面上各裝一對磁鐵(20)，形成5對磁鐵，使它們同極相對，產(chǎn)生一定的排斥力；在外膽(16)頂部的一對側(cè)面上有一對凸耳(16a)，在內(nèi)芯(18)頂部的一對側(cè)面上也有一對凸耳(18a)，在其另一對側(cè)面上還有一對U形耳(18b)，在外膽凸耳(16a)的上下面上各放一塊磁鐵，在U形耳(18b)內(nèi)側(cè)的上下面上也各裝一塊與凸耳(16a)上的極性相同的磁鐵；在內(nèi)芯凸耳(18a)上有一個通孔；在外膽凸耳(16a)和內(nèi)芯U形耳(18b)上分別開一個位置相對應的通孔，其中內(nèi)芯(18)為螺紋孔，外膽(16)為直孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的故障檢測裝置，其特征是所說的磁鐵減震器的內(nèi)芯(18)上前、后、左、右、底五面的磁鐵(21)及外膽凸耳(16a)上的磁鐵直接固定在各面上；外膽(16)上前、后、左、右、底五面的磁鐵及內(nèi)芯U形耳(18b)上的磁鐵先固定在一固定板(22)上，再將固定板(22)由螺釘(23)固定在各面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的故障檢測裝置，其特征是在所說的吊艙(5)內(nèi)底部固定一根半環(huán)蕩桿(13)，其兩端與一根中軸(6)以銷軸鉸接；吊艙(5)內(nèi)還有一根蕩環(huán)(14)，其上繞環(huán)心平均開四個孔，其中一對孔與中軸(6)鉸接，另一對孔與一根U形桿(4)兩端鉸接，這樣最終使U形桿(4)與半環(huán)蕩桿(13)為90度交叉布置，它們共同構(gòu)成所說的姿態(tài)控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的故障檢測裝置，其特征是在U形桿(4)上還有兩個與內(nèi)芯凸耳(18a)上的通孔位置對應的通孔，所說的磁鐵減震器、姿態(tài)控制器在裝置內(nèi)的連接是將內(nèi)芯(18)在凸耳(18a)上的通孔處由螺栓件(3)固定在U形桿(4)上，再將步進電機(2)的轉(zhuǎn)軸穿過內(nèi)芯(18)底面上比其直徑大的通孔后固定在外膽(16)的底面上即可。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的故障檢測裝置，其特征是所說的吊艙(5)內(nèi)的陀螺穩(wěn)定儀是一個由高速電機帶動的離心盤；其中水平陀螺穩(wěn)定儀的水平離心盤(9)放置在檢測平臺(8)下面，其高速電機(20)的轉(zhuǎn)子與水平離心盤(9)及檢測平臺(8)上中心位置的一個通孔同軸配合；垂直陀螺穩(wěn)定儀的垂直離心盤(17)在中軸兩端各有一個，其高速電機(12)的轉(zhuǎn)子在中軸(6)中部與其同軸配合；高速電機(12)和高速電機(20)的底座都固定在檢測平臺(8)的電機固定架(8a)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的故障檢測裝置，其特征是在所說的吊艙(5)的攝像口(15)底下安裝帶霍爾元件的電子感應器(19)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的故障檢測裝置，其特征是所說的磁鐵減震器在外膽(16)底面的磁鐵可以采用直流電磁鐵(25)，并在內(nèi)芯(18)上安裝一個壓力傳感器。
全文摘要
高壓輸電線檢修方法及故障檢測裝置。它涉及一種高壓線檢修方法及裝置，尤其是安裝在遙控直升飛機上，用于對高壓輸電線進行自動循線以實現(xiàn)自動故障檢測的裝置。它是在一架遙控直升飛機內(nèi)安裝GPS全球定位系統(tǒng)接收機、線路跟蹤系統(tǒng)、高壓電線距離保持儀、3G實時傳輸系統(tǒng)、距離記錄儀及在飛機底部安裝一個攜帶檢測平臺的吊艙進行自動巡線檢測，再把檢測結(jié)果、圖像通過3G實時傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)接脩艚K端即控制中心實現(xiàn)在線實時檢測。在用戶終端有安裝相應分析軟件系統(tǒng)的計算機和一個按一定比例縮小的實景模擬顯示屏。本發(fā)明利用遙控直升飛機進行自動巡線，能自動準確、快速地查找故障點及故障隱患點以實現(xiàn)高壓線的日常檢修，提高供電的可靠性。
文檔編號G01R31/08GK101017190SQ20061015507
公開日2007年8月15日 申請日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月7日
發(fā)明者王寶根 申請人:王寶根