[发明专利]用于电力变压器内部故障检测的微型机器人

说明书

技术领域

本发明属于微型探测装置，特别涉及一种用于电力变压器内部故障检测的微型机器人。

背景技术

目前国内和国外已经有很多科研机构和高校研究微型机器人，虽然有些国家研究成功了，但他们都是将微型机器人运用到军事领域，像运用到电力变压器(电抗器)故障探测方面，还没有见到文章报导。

目前对电力变压器(电抗器)进行故障探测，普遍利用加装在线检测装置，通过对电压、电流、声光、电磁波、气相色谱等表象得到结论，但得到的结论往往具有局限性和不确定性，且探测到的故障点位置确定比较困难；目前在线检测装置的误判率还达不到现场的要求，因而在线检测装置推广比较困难；在经济上，在线检测装置体积大，质量重，在运输过程中比较麻烦，且检测的费用很大。

该探测微型机器人主要是对变压器(电抗器)故障苗头进行检测，这样能有效防止故障的发生或恶化。目前随着电压等级的升高，电力变压器肩负着越来越大的重任，这意味着对变压器故障的识别要求更高，因此本发明能解决这些问题，对电力网正常运行具有重要意义；同时本发明是研究一种深入变压器内部进行故障检测的装置，该装置在质量和体积上能克服在线装置带来的缺点，给社会可以带来很大的直接经济效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于电力变压器内部故障检测的微型机器人，该机器人包括微型探测机器人器身和微型机器人外围数据处理系统；采用四个直驱无刷电机驱动四个螺旋桨，四螺旋桨均匀布置在四个角，同时配有相关检测设备，测量变压器内部异常信息量，根据四个螺旋桨旋转状态的变化改变该机器人向左，向右，向上，向下，向前和向后的六自由度运行状态；该机器人能准确掌握六个方向运动姿势和速度变化，使该机器人能顺利通过变压器油道，并能以电磁波信息与外界进行通信。

所述的微型探测机器人器身由以下几个部分组成：微型机器人控制系统，超声波避碰系统，电路检测部分，微型摄像头和无线数据传输模块；

所述微型机器人外围数据处理系统包括配有数据采集卡、视频采集卡、LABVIEW软件的笔记本电脑、图像接收天线、数据接收和传输天线、滤波装置和电量转换装置。

所述微型机器人控制系统由X陀螺仪，X加速度计，Y陀螺仪，Y加速度计，Z陀螺仪，Z加速度计，四个直驱的无刷电机，四个螺旋桨和微型控制处理芯片组成，其中X、Y、Z三个陀螺仪分别掌握微型机器人在各自方向的稳态信息，X、Y、Z三个加速度计能测量微型机器人在各自方向的速度变化；四个直驱的无刷电机驱动四个螺旋桨，微型控制处理芯片能实时控制和协调各部件的正常工作。

所述超声波避碰系统由红外线传感器和超声波传感器构成，利用二者路径规划和导航技术实现探测机器人在变压器内部的避碰功能。

所述电路检测部分由微型红外光成像传感器，高指向红外温度传感器组成，微型红外光成像传感器确定机器人所在位置，观察变压器的局部放电、火花放电、及观测部位的绕组变形；高指向红外温度传感器检测变压器铁轭、分接开关及套管的可观测部位的局部温升。

所述微型摄像头，用于采集变压器内部绕组，变压器铁轭、分接开关和套管的可观测部位的图像，采集的图像信息直接送给无线传输模块。

所述无线数据传输模块由内置天线，模数转换单元，数据串行口通信电路，构成，该部分功能是将微型摄像头采集到的图像信息和各个传感器采集到的信息量进行模数转换后，再通过串行口通信电路并转化为电磁波，传出变压器器身，这样便于微型机器人外围数据处理系统中的天线接收。

本发明的有益效果是该机器人能自主浮游在变压器绕组外与油箱间的空隙中，能自主绕过障碍物，避免碰撞；并确定绕组内部放电点；能检测变压器铁轭、分接开关及套管等可观测部位的局部温升；能对线圈表面、套管尾部、分接开关、铁轭穿心螺栓等部位的放电、过热、变形、异物等故障信息进行检测，观察变压器的局部放电、火花放电、可观测部位的绕组变形等。总之，采用该微型机器人对变压器故障进行检测，检测过程简单且检测效果比较明显。

附图说明

图1为本发明的微型机器人器身结构说明图；

图2为本发明的微型机器人外围数据处理系统图；

图3为本发明的微型机器人器身正面图；

图4为本发明的微型机器人器身左视图；

图5为本发明微型红外摄像系统。

具体实施方式

本发明提供一种用于电力变压器内部故障检测的微型机器人。下面结合附图对本发明予以进一步说明。