一种高压输电线路绝缘子自动清扫装置及方法与流程

1.本发明属于电网检修领域，特别涉及一种高压输电线路绝缘子自动清扫装置及方法。


背景技术：

2.输电线路运行条件恶劣，不仅常年遭受雷雨大风等恶劣天气，还受到空气中污秽影响，造成输电线路绝缘子脏污，在阴雨天易引发绝缘子闪络等故障。在严重污染区，绝缘子运行遭受很大的威胁，对绝缘子的运行维护和保养显得至关重要。尤其是在重要大跨越输电线路或“三跨”、重要用户线路的运维上，需要密切关注绝缘子的污秽情况，避免绝缘子收到污秽、气体的腐蚀而引发的沿面闪络或者击穿。
3.现有技术中，国内常用的带电清扫绝缘子方法主要有三种，即带电水冲洗、带电气吹清扫和机械带电清扫。带电水冲洗的优点是不需要设备停电，无需设备倒闸操作，但对作业条件要求较高，不适用于野外输电线路高空操作。带电气吹清扫是由空气压缩机将空气压缩，经空气净化器过滤，再直接(或加入锯末等介质)吹到绝缘子表面，利用高压空气的冲击力或附带的介质对瓷表面进行清污，但其对作业条件要求较高，不适用于野外作业。机械带电清扫是指采用专业工具设备，利用动力驱动毛刷，伸到绝缘子表面进行清扫，但目前的机械带电清扫装置一般较为笨重，操作繁琐，需要多人通力配合，且不适用于钢管塔等塔型，不适用于野外复杂环境下的绝缘子清扫工作。
4.因此，亟待和研制新工具和研发新方法，满足绝缘子清扫作业要求，适用于各种塔型和不同尺寸的绝缘子，且同时操作简便、自动化程度高，所需作业人数少，尤其是能够在不同的作业环境下，实现带电的情况下绝缘子的自动清扫。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高压输电线路绝缘子自动清扫装置及方法，在野外高空作业情况下，满足带电清扫绝缘子的作业需求，清扫方法新颖、效果良好、易于操作，可由单人采用电动驱动方式进行绝缘子清扫，清扫装置具有便捷小巧、安全高效等优点。
6.本发明采用如下技术方案。
7.一种高压输电线路绝缘子自动清扫装置，包括绝缘刷头、主绝缘杆、旋转连接轴、伞型齿轮、电动扳手和多接连接头。
8.绝缘刷头固定在主绝缘杆的顶端，电动扳手固定在主绝缘杆的底端，主绝缘杆为多节式，可以通过多接连接头加长。
9.主绝缘杆的内部中空并贯穿旋转连接轴；旋转连接轴可以通过凹凸接口加长，旋转连接轴在主绝缘杆的顶端，通过伞型齿轮与绝缘刷头相连接；旋转连接轴在主绝缘杆的底端，通过凹凸接口与电动扳手相连接。
10.开启电动扳手带动旋转连接轴旋转，再通过伞形齿轮传动给绝缘刷头，带动绝缘刷头旋转。
11.优选地，绝缘刷头包括刷头主体。刷头主体为绝缘尼龙材质，用猪鬃丝穿插加工成的圆盘刷；刷头主体通过拔插接口连接在主绝缘杆顶端的矩形底座上，刷头主体的中间主轴上安装伞型齿轮，刷头主体通过伞型齿轮与旋转连接轴相连接。
12.优选地，绝缘刷头还包括控制电机。控制电机安装在刷头位置，用于控制绝缘刷头的倾斜角度。
13.优选地，主绝缘杆材质为环氧树脂，其顶端采用螺旋式伸缩结构，用于在主绝缘杆长度固定后，进行主绝缘杆顶端的局部伸缩。
14.优选地，旋转连接轴为绝缘体，由引拔管加工，主绝缘杆两端配有轴承档位，采用滚珠轴承和主绝缘杆内径相配合。
15.优选地，电动扳手为可充电式电动扳手，设有快速档位、慢速档位、正反转档位；电动扳手包括操作电机；操作电机的主轴通过凹凸接口，与旋转连接轴相连接；操作电机外壳通过螺旋接口与主绝缘杆底端连接。
16.优选地，操作电机为无刷直流电机，基于无感foc闭环控制算法进行电机转速的控制；电动扳手启动时，操作电机的主轴带动旋转连接轴旋转，旋转连接轴传动给绝缘刷头。
17.一种高压输电线路绝缘子自动清扫方法，如下步骤：
18.步骤1，按照待清洗绝缘子的电压等级和型号选择绝缘刷头，并组装绝缘子自动清扫装置；
19.步骤2，将绝缘刷头放置在绝缘子上，调整刷头角度，保持绝缘刷头两侧紧贴绝缘子；
20.步骤3，启动电动扳手，通过电动扳手控制绝缘刷头的转动方向和转动速度；
21.步骤4，关闭电动扳手，手动调整绝缘刷头在绝缘子上的位置；
22.步骤5，再次启动电动扳手，并重复步骤3。
23.优选地，步骤1还包括：
24.待清洗绝缘子片数大于等于12片时，在主绝缘杆前端系上一根绝缘绳，作为主绝缘杆的牵引绝缘绳。
25.优选地，步骤3包括：
26.步骤3.1，选择绝缘刷头的转速后，启动电动扳手；
27.步骤3.2，控制绝缘刷头先顺时针转动n圈，再逆时针转动n圈。
28.步骤3.3，关闭电动扳手，控制刷头位置的电机实现对刷头倾角的调整，再重复步骤3.1和3.2，对重点清扫部位进行清扫。
29.本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明提出的绝缘子自动清扫装置体积小、结构简单，可以很好地适应野外作业需求；同时经济适用，自动化程度高，方便操作，方法新颖、效果良好、工业应用价值高。
30.本发明的有益效果具体为：
31.1、绝缘刷头根据绝缘子型号设置多种型式，根据现场情况选择适宜的刷头，快速更换，使得绝缘刷头更加适合绝缘子外形，提高清扫效率；
32.2、在绝缘刷头位置安装控制电机，在现场实际清扫过程中，通过控制该电机来实现对刷头的倾斜角度控制，更便于对绝缘子的清扫工作。
33.3、主绝缘杆具备局部伸缩和多节式可扩展长度的特性；主绝缘杆为多节式，可以
根据需求调节长度，连接头为金属螺旋接头，实现对不同电压等级的绝缘子串进行清扫；主绝缘杆的顶端采用螺旋式伸缩结构，实现绝缘杆的局部伸缩，在自上而下进行清扫时，主绝缘杆的长度固定后，绝缘杆的端部可以进行局部伸缩，这样使得主绝缘杆一定长度下，能够对三片绝缘子进行连续清扫，缩短清扫时间，提高清扫效率。
34.4、电动扳手的电机为无刷直流电机，取代传统的有刷直流电机，可极大的提高装置的使用寿命，基于无感foc闭环控制算法进行电机转速的控制，具有响应速度快和噪声小等优势；电动扳手启动时，操作电机的主轴带动旋转连接轴旋转，旋转连接轴传动给绝缘刷头(1)，刷头旋转，起到清扫作用。
附图说明
35.图1为本发明一种高压输电线路绝缘子自动清扫装置的侧面结构示意图。
36.其中附图标记说明如下：
[0037]1‑
绝缘刷头；
[0038]2‑
主绝缘杆；
[0039]3‑
旋转连接轴；
[0040]4‑
伞形齿轮；
[0041]5‑
电动扳手；
[0042]6‑
多接连接头；
[0043]
图2为本发明一种高压输电线路绝缘子自动清扫装置的俯视图；
[0044]
图3为本发明一种高压输电线路绝缘子自动清扫装置刷头部位的侧视图；
[0045]
图4为本发明一种高压输电线路绝缘子自动清扫装置刷头部位的俯视图；
[0046]
图5为本发明一种高压输电线路绝缘子自动清扫方法的流程框图。
具体实施方式
[0047]
下面结合附图对本技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。
[0048]
如图1，一种高压输电线路绝缘子自动清扫装置，包括绝缘刷头1、主绝缘杆2、旋转连接轴3、伞型齿轮4、电动扳手5、多接连接头6。
[0049]
绝缘刷头1固定在主绝缘杆2的顶端，电动扳手5固定在主绝缘杆2的底端，主绝缘杆2为多节式，可以通过多接连接头加长6。
[0050]
主绝缘杆2内部中空并贯穿旋转连接轴3；旋转连接轴3可以通过凹凸接口加长；旋转连接轴3在主绝缘杆2的顶端，通过伞型齿轮4与绝缘刷头1相连接；旋转连接轴3在主绝缘杆2的底端，通过凹凸接口与电动扳手5相连接。
[0051]
开启电动扳手5带动旋转连接轴3旋转，再通过伞形齿轮4传动给绝缘刷头1，带动绝缘刷头1旋转。
[0052]
如图2至4，优选地，刷头主体1为绝缘尼龙材质，用猪鬃丝穿插加工成的圆盘刷；刷头主体通过拔插接口连接在主绝缘杆顶端的矩形底座上，刷头主体的中间主轴上安装伞型齿轮，刷头主体通过伞型齿轮与旋转连接轴相连接。刷头主体有多种尺寸，根据现场清扫的绝缘子型号情况，选择适宜型号的绝缘刷头，快速更换，使得绝缘刷头更加适合绝缘子外
形，提高清扫效率。
[0053]
优选地，绝缘刷头1还包括控制电机；控制电机安装在刷头位置，用于控制绝缘刷头的角度，可以达到更好的清扫效果。
[0054]
优选地，主绝缘杆2材质为环氧树脂，其顶端采用螺旋式伸缩结构，用于在主绝缘杆长度固定后，进行主绝缘杆顶端的局部伸缩。这样的局部伸缩，能够对3片绝缘子同时进行连续清扫，缩短清扫时间，提高清扫效率。同时主绝缘杆为多节式，可以通过多接连接头加长，实现对不同电压等级的绝缘子串进行清扫。
[0055]
本优选实施例中，主绝缘杆具备局部伸缩和多节式可扩展长度的特性；主绝缘杆为多节式，可以根据需求调节长度，连接头为金属螺旋接头，实现对不同电压等级的绝缘子串进行清扫；主绝缘杆的顶端采用螺旋式伸缩结构，实现绝缘杆的局部伸缩，在自上而下进行清扫时，主绝缘杆的长度固定后，绝缘杆的端部可以进行局部伸缩，这样使得主绝缘杆一定长度下，能够对3片绝缘子进行连续清扫，缩短清扫时间，提高清扫效率。
[0056]
优选地，旋转连接轴3为绝缘体，由引拔管加工，主绝缘杆的两端配有轴承档位，采用滚珠轴承和主绝缘杆内径相配合。连接轴与刷头通过伞型齿轮相连接，与电动扳手通过凹凸接口相连接，形成连环扣。
[0057]
优选地，电动扳手5为可充电式电动扳手，设有快速档位和慢速档位；电动扳手5包括操作电机；操作电机的主轴通过凹凸接口与旋转连接轴3相连接，形成连环扣；操作电机外壳通过螺旋接口与主绝缘杆2底端连接。
[0058]
优选地，操作电机为无刷直流电机，取代传统的有刷直流电机，可极大的提高装置的使用寿命，基于无感foc闭环控制算法进行电机转速的控制，具有响应速度快和噪声小等优势；电动扳手启动时，操作电机的主轴带动旋转连接轴旋转，旋转连接轴传动给绝缘刷头1，刷头旋转，起到清扫作用。
[0059]
如图5，一种高压输电线路绝缘子自动清扫方法，如下步骤：
[0060]
步骤1，按照待清洗绝缘子的电压等级和型号选择绝缘刷头，并组装绝缘子自动清扫装置；
[0061]
进一步，步骤1还包括：待清洗绝缘子片数大于等于12片时，在主绝缘杆前端系上一根绝缘绳，作为主绝缘杆的牵引绝缘绳。由另一名作业人员牵引绝缘绳，减少主绝缘杆挠度弯曲。
[0062]
步骤2，将绝缘刷头放置在绝缘子上，调整刷头角度，保持绝缘刷头两侧紧贴绝缘子；
[0063]
步骤3，启动电动扳手，通过电动扳手控制绝缘刷头的转动方向和转动速度；
[0064]
具体地，步骤3包括：
[0065]
步骤3.1，选择绝缘刷头的转速后，启动电动扳手；
[0066]
步骤3.2，控制绝缘刷头先顺时针转动n圈，再逆时针转动n圈。
[0067]
步骤3.3，关闭电动扳手，控制刷头位置的电机实现对刷头倾角的调整，再重复步骤3.1和3.2，对重点清扫部位进行清扫。
[0068]
步骤4，关闭电动扳手，手动调整绝缘刷头在绝缘子上的位置；
[0069]
步骤5，再次启动电动扳手，并重复步骤3。
[0070]
本优选实施例中，对500kv输电线路斜拉式绝缘子串进行清扫作业，作业人员首先
将刷头放置在绝缘子钢帽上，刷头两侧紧贴绝缘子，作业人员通过控制电动扳手正反转与快慢档，实现对刷头运动路线的控制，控制刷头先顺时针转动n圈，再逆时针转动n圈，随后作业人员手动控制刷头在钢帽上的位置，重复旋转刷头，实现对绝缘子上下沿的360
°
清扫；再将刷头固定在绝缘子伞裙上，按照同样方法控制刷头旋转实现对伞裙的360
°
清扫。清扫过程中，为避免主绝缘杆过长的弯曲变形，则在主绝缘杆末端系上一根绝缘绳，由另一名作业人员牵引绝缘绳，减少绝缘杆挠度弯曲。
[0071]
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明提出的绝缘子自动清扫装置体积小、结构简单，可以很好地适应野外作业需求；同时经济适用，自动化程度高，方便操作，方法新颖、效果良好、工业应用价值高。
[0072]
本发明的有益效果具体为：
[0073]
1、绝缘刷头根据绝缘子型号设置多种型式，根据现场情况选择适宜的刷头，便于快速更换；
[0074]
2、在绝缘刷头位置安装控制电机，在现场实际清扫过程中，通过控制该电机来实现对刷头的角度控制，更便于对绝缘子的清扫工作。
[0075]
3、主绝缘杆具备局部伸缩和多节式可扩展长度的特性；主绝缘杆为多节式，可以根据需求调节长度，连接头为金属螺旋接头；主绝缘杆的顶端采用螺旋式伸缩结构，实现绝缘杆的局部伸缩，在自上而下进行清扫时，主绝缘杆的长度固定后，绝缘杆的端部可以进行局部伸缩，这样使得主绝缘杆一定长度下，能够对三片绝缘子进行连续清扫，缩短清扫时间，提高清扫效率。采用多节式可伸缩长度的的结构，可以根据需求调节长度，连接头为金属螺旋接头，实现对不同电压等级的绝缘子串进行清扫。
[0076]
4、电动扳手的电机采用为无刷直流电机，取代传统的有刷直流电机，可极大的提高装置的使用寿命，基于无感foc闭环控制算法进行电机转速的控制，具有响应速度快和噪声小等优势。
[0077]
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。