[发明专利]一种基于双机协同控制的变电站设备带电水冲洗机器人系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于双机协同控制的变电站设备带电水冲洗机器人系统及方法，包括实时通讯的自主冲洗机器人和辅助冲洗装置，所述自主冲洗机器人和辅助冲洗装置均包括冲洗水枪，所述冲洗水枪与垂直升降机构和水平运动机构相连，通过协同控制两个冲洗水枪的俯仰及旋转角度，保持自主冲洗机器人和辅助冲洗装置在绝缘子两侧进行同步清洗。本发明利用可移动式机器人和辅助冲洗装置进行配合，实现双机在不同侧面同时对同意绝缘子进行清洗，保证了清洗的快速与效果，有利于电网设备的安全运行。

技术领域

本发明涉及一种基于双机协同控制的变电站设备带电水冲洗机器人系统及方法。

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。

目前常使用移动冲洗机器人进行绝缘子的冲洗，但是，现有冲洗时常常只使用一台水冲洗机器人进行冲洗，在冲洗时无法对称360°布设的绝缘子进行一次到位冲洗，需要反复移动机器人和纯水制备装置，给冲洗带来诸多不便，使得控制过程复杂化，且无法保证绝缘子的快速、精确性和一次性冲洗，成本高，工作利用率低，对于大型变电站的绝缘子清洗，这种缺点无疑更为严重。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种基于双机协同控制的变电站设备带电水冲洗机器人系统及方法，本发明利用可移动式机器人和辅助冲洗装置进行配合，实现双机在不同侧面同时对同一绝缘子进行清洗，保证了清洗的快速与效果，有利于电网设备的安全运行。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于双机协同控制的变电站设备带电水冲洗机器人系统，包括实时通讯的自主冲洗机器人和辅助冲洗装置，所述自主冲洗机器人和辅助冲洗装置均包括冲洗水枪，所述冲洗水枪与垂直升降机构和水平运动机构相连，通过协同控制两个冲洗水枪的俯仰及旋转角度，保持自主冲洗机器人和辅助冲洗装置在绝缘子两侧进行同步清洗。

进一步的，所述自主冲洗机器人包括升降冲洗机构、移动机构和控制系统，所述升降冲洗机构包括绝缘支撑、设置于绝缘支撑上端的水枪、以及带动水枪进行竖直和水平方向上运动的垂直摆动油缸与水平摆动油缸；

所述移动机构具有行走机构，承载升降冲洗机构移动；

所述控制系统包括控制器和传感器组，所述控制系统融合传感器组采集的工作参数，对升降冲洗机构和移动机构进行相应控制，使得机器人在保证绝缘防护的基础上自主完成一冲两回或一冲多回的冲洗作业。

进一步的，所述传感器组包括激光传感器、倾角传感器、水电阻率传感器、风速传感器、超声波传感器、旋转角度传感器、俯仰角度传感器和直线位移传感器，所述直线位移传感器和倾角传感器位于绝缘支撑底部，激光传感器位于绝缘支撑上，旋转角度传感器、俯仰角度传感器位于水枪上，风速传感器位于绝缘支撑上方，压力传感器位于水箱的出口压力处，水电阻率传感器位于水箱的出口处，超声波传感器设置于行走机构前端。

所述控制系统包括主控系统和智能冲洗系统，主控系统包括信息采集模块、运动控制模块和无线遥控模块；智能冲洗系统包括激光定位模块、安全防护模块和双机协同模块，其中：

信息采集模块被配置为完成对传感器组信号的采集，所述运动控制模块被配置为完成机器人本体的运动控制，无线遥控模块被配置为辅助控制器和主控制中心的无线远程通讯以实现远程控制；