[實用新型]一種變電站帶電水沖洗機器人用安全防護系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520265304.0
• 申請日: 2015-04-28
• 公開（公告）號: CN204912140U
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李健;劉洪正;慕世友;任杰;傅孟潮;韓磊;魯守銀;王振利;譚林;呂曦晨;趙金龍;李建祥;陳強;張海龍;高郎宏
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院;山東魯能智能技術(shù)有限公司
• 主分類號: B08B3/02
• 分類號: B08B3/02;B08B13/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種變電站帶電水沖洗機器人用安全防護系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著大氣環(huán)境污染日趨嚴重，電網(wǎng)設(shè)備污閃事故增加,嚴重影響電網(wǎng)設(shè)備安全運行。變電站絕緣子長時間暴露在外界環(huán)境中，表面易沉積污垢，這些污垢受惡劣天氣侵害容易發(fā)生污閃事故。據(jù)統(tǒng)計，由污穢引起的絕緣閃絡(luò)事故目前在電網(wǎng)事故總數(shù)中已占到第2位，僅1971-1994年全國35-500kV發(fā)、變電站就污閃1768座次。絕緣子帶電水沖洗作業(yè)可以提高供電的可靠性，減少停電損失，保證變電站及輸電線路的安全。在現(xiàn)階段的變電站絕緣子沖洗作業(yè)主要存在以下缺點：

1、沖洗方式大多是由清洗技術(shù)人員手持沖洗設(shè)備進入現(xiàn)場進行作業(yè)，人工沖洗不僅依賴于天氣情況，還需要清洗人員具備較高技術(shù)水平及熟練的操作流程，對絕緣子進行帶電水沖洗時需要高規(guī)格的安全防護，以避免短路電流造成的安全事故，引發(fā)人員傷亡，這類作業(yè)方式存在安全隱患；

2、人工作業(yè)面臨著勞動強度大，效率低，自動化水平低等諸多問題；

3、無法對水阻率、水壓、水柱長度的實時在線監(jiān)測，無法實時修改機器人運行狀態(tài)，不能保證水沖洗過程中機器人本體及變電站帶電設(shè)備的絕緣性能；

4、無自動化的控制系統(tǒng)，保持供電的連續(xù)性和水沖洗機器人一直與絕緣子保持安全距離；

因此研發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)用于水沖洗機器人的安全防護系統(tǒng)是非常有必要的，是符合時代發(fā)展要求的。

實用新型內(nèi)容

本實用新型為了解決上述問題，提出了一種變電站帶電水沖洗機器人用安全防護系統(tǒng)，該系統(tǒng)可代替操作人員，在不停電的情況下對變電站設(shè)備進行機器人帶電水沖洗作業(yè)，其可有效減輕人工清洗工作的繁重體力勞動，保證操作人員的人身安全，保證電網(wǎng)的安全運行。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種變電站帶電水沖洗機器人用安全防護系統(tǒng)，包括行走控制系統(tǒng)和安全控制系統(tǒng)，行走控制系統(tǒng)包括遙控模塊、車載控制器和信息采集模塊，所述遙控模塊與車載控制器之間通過無線方式連接，用于控制水洗機器人的垂直升降機構(gòu)和行走機構(gòu)；所述信息采集模塊采集裝設(shè)于水沖洗機器人上的各個傳感器測得的信號，安全控制系統(tǒng)基于對絕緣安全造成影響的因素，控制機器人與絕緣子串之間的距離保持在安全距離之內(nèi)，安全控制系統(tǒng)包括超聲傳感器、激光測距儀、水電阻率傳感器、水壓傳感器及磁場測距傳感器，超聲傳感器和磁場測距傳感器安裝在機械臂末端的四個面上，用于檢測機械臂末端與帶電設(shè)備間的距離，激光測距儀與水槍平行安裝，實時檢測水沖洗過程中水柱的長度，水電阻率傳感器及水壓傳感器安裝在高壓純水制備設(shè)備之上，用于實時檢測沖洗過程中水的壓力和水的導(dǎo)電性能。

所述車載控制器布置在水沖洗機器人移動底盤之上，電控開關(guān)是車載控制器的末端執(zhí)行機構(gòu)，當(dāng)電控開關(guān)位于中位，此時電控開關(guān)控制電動機停止運動；當(dāng)輸入電壓大于中位電壓時，控制電動機正向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)輸入電壓小于中位電壓時，控制電動機反向旋轉(zhuǎn)，通過TRIO控制器(為英國生產(chǎn)的翠歐運動控制器)的IO輸出口與垂直升降機構(gòu)的電控開關(guān)輸入口連接，通過控制TRIO控制器輸出口的輸出電壓，實現(xiàn)機器人電氣執(zhí)行機構(gòu)的運動方向及運動速度的控制。

所述遙控模塊包括由工控機、觸摸屏、遙控手柄和按鍵，在控制系統(tǒng)中，一方面，遙控手柄、觸摸屏和按鍵均與工控機連接，通過無線WIFI向TRIO控制器下發(fā)垂直升降機構(gòu)的控制命令，實現(xiàn)機開環(huán)控制；另一方面，工控機、TRIO控制器、電控開關(guān)及云臺的角度傳感器又組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對垂直升降機構(gòu)的二級機械臂的閉環(huán)伺服控制。

所述信息采集模塊及車載控制器的角度傳感器采集垂直升降機構(gòu)的升降高度及云臺的角度信息，通過串口服務(wù)器將RS485協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為TCP協(xié)議數(shù)據(jù)，并通過HUB將數(shù)據(jù)發(fā)送至無線AP模塊，進而實現(xiàn)與遙控端工控機的實時通訊。

所述信息采集模塊布置在水沖洗機器人水槍云臺之上，信息采集模塊通過無線CLIENT與主控模塊中的無線AP模塊建立WIFI通訊連接，信息采集模塊通過串口服務(wù)器采集絕對值角度編碼器獲取的云臺俯仰、云臺傾角數(shù)據(jù)，并通過WIFI網(wǎng)絡(luò)上傳至遙控模塊的工控機中，實現(xiàn)從而水槍云臺上傳感器信息的實時采集。

所述信息采集模塊通過串口服務(wù)器采集絕對值角度編碼器獲取的云臺俯仰及云臺傾角數(shù)據(jù)，并通過WIFI網(wǎng)絡(luò)上傳至遙控模塊的工控機中；

所述遙控模塊包括工控機，工控機收集信息采集模塊采集的傳感器信息，通過TRIO控制器實現(xiàn)垂直升降機構(gòu)及車體的控制。

所述無線方式為采用無線AP模塊和無線CLIENT設(shè)備。