[發(fā)明專利]一種激光清理供電系統(tǒng)絕緣子的方法及設備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710077363.9
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN106807693A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設計）人: 吳國慶;韓洪松;朱維南;宋晨光;張旭東;霍偉
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: B08B7/00
• 分類號: B08B7/00
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權代理有限公司32243
• 代理人: 錢靚

技術領域

本發(fā)明涉及一種激光清理供電系統(tǒng)絕緣子的方法及設備，用于電力系統(tǒng)絕緣物的表面清洗。

背景技術

目前，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和工業(yè)化進程的加快，電力需求增大使得電網(wǎng)規(guī)模的擴大愈來愈明顯，對電力系統(tǒng)變電站的安全運行提出了更高的要求。環(huán)境因素的影響導致污染物在絕緣子表層積聚，對電力系統(tǒng)的安全運行造成了極大的威脅。當大霧、細雨、降露等天氣出現(xiàn)或冰雪融化時，容易使絕緣子上附著的污穢物受潮引起污穢閃絡，造成線路、變電站跳閘，大面積停電，嚴重時甚至造成人員傷亡。檢修人員需要對絕緣子進行定期除污，傳統(tǒng)的除污方法效率低，勞動量大、需要斷電、帶電水沖洗污染環(huán)境、帶電氣吹清掃和帶電機械干清掃易造成二次污染、涂防污涂料難清除。電力系統(tǒng)絕緣子的清洗急需一種高效環(huán)保不斷電的清理方法和設備。

激光是一種快速能量的傳輸方式，激光具有可聚焦性、高能量密度、柔性傳導特性以及可實現(xiàn)快速、準確傳輸?shù)奶攸c，因此激光優(yōu)于傳統(tǒng)熱源。激光是一門發(fā)展迅速的高新技術，已成為發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)，改造傳統(tǒng)制造業(yè)的關鍵技術之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種無機械接觸、無基體損傷、選擇性清理、綠色環(huán)保、清理效率高、可帶電清理的激光清理供電系統(tǒng)絕緣子的方法和設備。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案來實現(xiàn)：一種激光清理供電系統(tǒng)絕緣子的方法，使用激光有序的對絕緣子表面進行照射掃描，使絕緣子表面的積污被剝離和沖擊掉，具體為使用的激光可以為連續(xù)激光或脈沖激光，當使用連續(xù)激光時，激光的功率為0.08～100MW/cm²,激光的波長為193nm～1064nm，當使用脈沖激光器時，激光的脈沖持續(xù)時間為10～1500ns，激光的峰值功率為0.8～100MW/cm^2，激光的波長為193nm～1064nm。激光清洗可以在0～10m范圍內(nèi)對絕緣子進行激光清理。激光的掃描速度與激光的功率相匹配，激光的光斑為長條狀。

本發(fā)明的進一步改進在于：具體步驟如下：

A、定位激光清洗頭與絕緣子的位置：使用激光可以在一定范圍內(nèi)對絕緣子進行激光清理，由于絕緣子為回轉(zhuǎn)體，清理過程中激光頭要繞絕緣子旋轉(zhuǎn)，因此要把絕緣子定位在激光頭的回轉(zhuǎn)圓心中；

B、調(diào)整激光器的參數(shù)：根據(jù)絕緣子的積污情況，選擇合理的激光功率參數(shù)和頻率和脈寬；

C、激光掃描清理：條形光斑以平行于絕緣子軸線的方式照射絕緣子，激光頭繞絕緣子旋轉(zhuǎn)同時按絕緣子軸向運動進行掃描，以此方式循環(huán)直到清理完整個絕緣子。

一種絕緣子激光清理系統(tǒng)，該絕緣子激光清理機由激光器、激光傳輸系統(tǒng)、激光頭、機械運動系統(tǒng)、監(jiān)測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成；激光器為CO₂激光器、YAG激光器、準分子激光器、光纖激光器、碟片激光器；激光傳輸系統(tǒng)采用光纖傳輸，直接使用光纖把激光器產(chǎn)生的激光傳輸?shù)郊す忸^中；激光頭把光束整形使照射在絕緣子上的光斑為長條狀；機械運動系統(tǒng)為激光頭提供了運動掃描功能，該功能使得從激光頭發(fā)出的光束能夠準確的掃描在絕緣子上；監(jiān)測系統(tǒng)可以測量激光傳輸?shù)木嚯x和絕緣子的激光反射率，評估激光清理的效果；控制系統(tǒng)控制激光器的輸出模式既連續(xù)模式或脈沖模式、脈沖頻率、功率、脈寬，機械運動系統(tǒng)的運動參數(shù)，采集監(jiān)測系統(tǒng)反饋的信息。

本發(fā)明的進一步改進在于：控制系統(tǒng)控制著激光器和機械運動系統(tǒng)，并采集監(jiān)測系統(tǒng)反饋來的信號，激光器產(chǎn)生的激光通過光纖傳輸?shù)郊す忸^上，激光經(jīng)過激光頭的光學系統(tǒng)整形后被投射在絕緣子表面上，而激光頭的掃描運動則由機械系統(tǒng)提供，整個系統(tǒng)的工作過程是控制系統(tǒng)控制激光器產(chǎn)生激光，激光通過光纖傳輸?shù)郊す忸^，激光頭把激光整形后投射在絕緣子上，而激光的掃描運動由控制系統(tǒng)控制機械運動系統(tǒng)來形成，監(jiān)測系統(tǒng)測量激光的傳輸距離和監(jiān)測絕緣子激光反射率，并把這些數(shù)據(jù)反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)反饋來的信號控制激光器和機械運動系統(tǒng)，這整個過程為閉環(huán)控制。