[发明专利]自动识别绝缘子的变电站设备带电水冲洗机器人及方法

说明书

本发明公开了自动识别绝缘子的变电站设备带电水冲洗机器人及方法。其中该机器人包括绝缘臂，其上安装有水枪，绝缘臂与绝缘臂升降机构相连，绝缘臂升降机构与主控制器相连，主控制器用于驱动绝缘臂升降机构垂直升降，进而由绝缘臂带动水枪实现垂直升降动作；水变电站设备带电冲洗机器人本体上还安装有倾斜角传感器，其用于检测变电站设备带电水冲洗机器人本体的倾斜角度并传送至主控制器；在绝缘臂上与水枪平行处还安装有激光传感器，其用于对绝缘子进行标定并将标定结果传送至主控制器；主控制器用于根据接收到的标定结果及变电站设备带电水冲洗机器人的倾斜角度来判断绝缘子的位置和状态并输出包含水枪水平角度以及俯仰角度信息的水冲洗策略。

技术领域

本发明涉及电力设备领域，尤其涉及一种自动识别绝缘子的变电站设备带电水冲洗机器人及方法。

背景技术

电力系统中在户外运行的绝缘子长期暴露在大自然中，特别是在工业、沿海和盐碱地区域，受到工业废气、海水或自然界盐碱、粉尘等作用，通常会在绝缘子表面形成一定程度的污秽累积。受污染的绝缘子，在气候干燥的情况，污秽层电阻很大，对电力系统运行危险不大。但是，当遇到雾和阴雨等潮湿气候条件时，绝缘子表面的污秽层被湿润，电导增大，绝缘性能降低，泄漏电流急剧增加，闪络电压大大降低，此时就可能发生污秽闪络。尤其是当绝缘子设计的爬电比距不够或采用的绝缘子不能满足污秽要求时，污闪就必然出现。由于污闪跳闸后的重合闸成功率很低，绝缘子污闪容易发展成大面积、长时间的恶性停电事故，因此污闪的危害性极大，是影响电网设备安全运行的主要隐患。

变电站设备带电水冲洗机器人工作在变电站环境内，对于变电站设备区这种半结构化、室外环境下，在冲洗过程中存在以下问题：

(1)采用单一视觉定位方法，很难消除室外光线对图像识别的影响，进而影响识别绝缘子的准确性，降低了变电站设备带电水冲洗机器人的工作效率；

(2)由于绝缘子的安装方式比较多，其中大多数绝缘子是垂直安装的，但是也有其他安装方式，如刀闸单相绝缘子则是倾斜一定角度安装的，若要提高变电站设备带电水冲洗机器人的工作能力，则要提高其工作适应能力，应该检测到各种状态的绝缘子并确定相对应的作业方式，但是现有技术并不能准确识别和检测到被冲洗绝缘子的范围及被冲洗绝缘子的冲洗区域在水枪坐标系内的角度范围，难以实现变电站设备带电水冲洗机器人的自动冲洗。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种自动识别绝缘子的变电站设备带电水冲洗机器人。该自动识别绝缘子的变电站设备带电水冲洗机器人能准确识别和检测到被冲洗绝缘子的范围及被冲洗绝缘子的冲洗区域在水枪坐标系内的角度范围，实现变电站设备带电水冲洗机器人的自动冲洗。

本发明的一种自动识别绝缘子的变电站设备带电水冲洗机器人，包括绝缘臂，绝缘臂上安装有水枪，所述绝缘臂与绝缘臂升降机构相连，绝缘臂升降机构与主控制器相连，所述主控制器用于驱动绝缘臂升降机构垂直升降，进而由绝缘臂带动水枪实现垂直升降动作；

变电站设备带电水冲洗机器人本体上还安装有倾斜角传感器，其用于检测变电站设备带电水冲洗机器人本体的倾斜角度并传送至主控制器；在绝缘臂上与水枪平行处还安装有激光传感器，其用于对绝缘子进行标定并将标定结果传送至主控制器；所述主控制器，其用于根据接收到的标定结果以及变电站设备带电水冲洗机器人的倾斜角度来判断绝缘子的位置和状态，并输出包含水枪水平角度以及俯仰角度信息的水冲洗策略。

进一步的，所述水枪还分别与水平驱动器和俯仰驱动器相连，所述水平驱动器和俯仰驱动器分别与水平角度传感器和俯仰角度传感器，所述水平角度传感器和俯仰角度传感器分别用于实时检测水枪当前的水平角度和俯仰角度信息并传送至主控制器，由主控制器输出相应水冲洗策略至水平驱动器和俯仰驱动器来调整水枪的水平角度和俯仰角度，保证水柱时刻打在绝缘上。

进一步的，该机器人还包括安全防护系统，所述安全防护系统为一双闭环系统；