一种应用于智能电网的高空线缆维护装置及其维护方法

摘要

本发明公开了一种应用于智能电网的高空线缆维护装置及其维护方法，包括第一上壳体、弹性连接带、支撑杆、清洁刮片、红外线光电发生器，所述第一上壳体的侧面通过弹性连接带连接有第二上壳体，所述第一上壳体和第一下壳体两者的内部均开设有热熔材料仓和热熔蜡仓，且热熔材料仓、热熔蜡仓两者的内部轴连接有搅拌杆。该应用于智能电网的高空线缆维护装置及其维护方法可以在工作人员攀爬电力塔时佩戴于工作人员的腰部，可以对工作人员进行二次防护，同时实现便捷的高空携带，且在自动行进过程中利用高空风能驱动清理机构对线缆表面进行清洁、维护，为后续检修提供良好的工作环境。

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网技术领域，具体为一种应用于智能电网的高空线缆维护装置及其维护方法。

背景技术

随着社会和科技的不断发展，人们对电能的依赖与需求也越来越大，为了实现电能的长距离输送，需要搭建电网，既输电网络，由于电网的分布范围广、关联性复杂，电网的智能化管理变得十分必要，因此智能电网应运而生，通过智能电网可以利用先进的传感与测量技术实现电能的综合管理输送，使得电网使用更加可靠、安全、高效和经济等，在智能电网搭建过程中，高空线缆架设是必不可少的一部分，但是由于高空线缆需要长期暴露在高空中，经历风吹日晒，导致线缆表面的绝缘层容易发生老化、破损，从而影响电网电能的正常输送与电网的整体使用安全性，但是现有的用于智能电网的高空线缆维护装置仍然存在着一些不足，比如：

1、技术条件的限制，使得高空线缆维护过程中需要检修人员进行高空作用，但是现有的用于智能电网的高空线缆维护装置虽然可以实现一定程度的线缆维护作业，如专利号为CN201921369202.8的一种电力线缆维护用除冰装置，其虽然可以实现电缆的表面维护，但是其机构复杂，整体体积较大，不便检修人员将其携带至高空进行安装使用，不仅增加了工作人员的工作负担，也增加了事故的发生几率，存在着一定的使用缺陷；

2、由于线缆表面绝缘层发生破裂时，往往需要使用熔融状态的绝缘材料进行修补，但是线缆长期暴露在空气中，导致其表面会附着各样杂物、灰尘，但是现有的用于智能电网的高空线缆维护装置大多结构单一，不便对电缆表面附着的杂物进行有效清理，从而会影响喷涂的修复材料的黏着性，降低了装置的维护效果。

所以我们提出了一种应用于智能电网的高空线缆维护装置及其维护方法，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于智能电网的高空线缆维护装置及其维护方法，以解决上述背景技术提出的目前市场上用于智能电网的高空线缆维护装置不便进行有效的高空携带安装和不便自动对线缆表面附着的杂物进行清理的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于智能电网的高空线缆维护装置及其维护方法，包括第一上壳体、弹性连接带、支撑杆、清洁刮片、红外线光电发生器，所述第一上壳体的侧面通过弹性连接带连接有第二上壳体，且第二上壳体的外侧铰接有第二下壳体，并且第二下壳体的外侧通过弹性连接带连接有第一下壳体，所述第一上壳体和第一下壳体两者的外侧铰接有支撑杆，且支撑杆的内侧螺纹连接有螺纹杆，并且支撑杆的端头设置有挂钩，所述第二上壳体、第二下壳体两者的外壁均固定安装有限位柱，所述第一上壳体和第二上壳体两者的内部均设置有伺服电机，且第一上壳体和第二上壳体两者的内侧均轴连接有滚轮，所述第一上壳体的内部开设有容置槽，且容置槽的内壁安装有电磁铁，并且容置槽的内侧设置有卡块，所述第一下壳体的内部开设有卡槽，所述第一上壳体、第一下壳体两者的内部均活动连接有锥齿半环，且锥齿半环的上表面轴连接有清洁刮片，并且第一上壳体的内部设置有锥齿轮，所述锥齿轮的轴端连接有扇叶，所述第一上壳体的内侧轴连接有蜗杆，且的第一上壳体的内侧活动连接有涡轮半环，并且涡轮半环的上表面设置有拨杆，所述第一上壳体和第一下壳体两者的内部均开设有热熔材料仓和热熔蜡仓，且热熔材料仓、热熔蜡仓两者的内部轴连接有搅拌杆，并且搅拌杆与蜗杆之间连接有锥齿组件。

优选的，所述第一上壳体和第一下壳体两者外侧连接支撑杆与螺纹杆螺纹连接，且支撑杆外侧连接的挂钩与限位柱相贴合，并且挂钩的外侧轴连接有活动钩，同时活动钩与挂钩之间连接有第一扭力弹簧。

优选的，所述第一上壳体与第二上壳体两者以及第一下壳体和第二下壳体两者内部的结构相同，且第一上壳体、第一下壳体、第二上壳体和第二下壳体四者的内壁均呈圆弧形结构。

优选的，所述卡块与容置槽的内壁之间连接有复位弹簧，且卡块与容置槽构成弹性伸缩结构，并且卡块呈弧形结构，同时卡块与卡槽构成卡合结构。

优选的，所述清洁刮片与锥齿半环之间连接有第二扭力弹簧，且洁刮片通过第二扭力弹簧与锥齿半环构成弹性旋转结构，并且洁刮片等角度分布于锥齿半环的外侧，所述第一上壳体、第一下壳体两者内部分布的锥齿半环位置相对应，且第一上壳体、第一下壳体两者内部分布的锥齿半环共同组成圆环形结构。

优选的，所述扇叶轴端连接的锥齿轮，且锥齿轮与锥齿半环啮合连接，所述第一上壳体、第一下壳体两者内部分布的锥齿半环共同组成圆环形结构。

优选的，所述蜗杆与滚轮之间为传动带连接，且蜗杆与涡轮半环啮合连接，并且涡轮半环与第一上壳体、第一下壳体均构成限位转动结构，所述第一上壳体、第一下壳体两者内部的涡轮半环共同拼接呈圆环形结构。

优选的，所述涡轮半环与拨杆为一体化结构，且拨杆的上端高于清洁刮片的下表面，并且清洁刮片呈扭曲状结构。

优选的，所述红外线光电发生器安装于第一上壳体、第一下壳体两者的内壁，且第一上壳体、第一下壳体两者的内部均设置有驱动电机，并且驱动电机的输出端连接有传动齿轮，所述第一上壳体、第一下壳体两者的内壁活动连接有半齿环，且半齿环的内壁连接有第一喷头、第二喷头，并且第一喷头、第二喷头两者与热熔材料仓、热熔蜡仓之间分别连接有连接软管，同时第一喷头、第二喷头之间连接有弹性刮片。

一种用于智能电网的自行进式高空线缆维护装置的维护方法，包括以下步骤：

S1：装备的携带，工作人员将第二上壳体、第二下壳体进行旋转打开，再将第二上壳体、第二下壳体以及弹性连接带佩戴于腰间，然后再将第一上壳体、第一下壳体拼接于现有的安全绳的外侧，此时可以将装置佩戴于工作人员的腰间，从而便于装置的高空携带，同时佩戴后的装置可以配合安全绳对工作人员提供二次保护；

S2：装备的安装，工作人员爬上电力塔后，将装置从腰间取下，然后根据线缆之间的距离，旋转螺纹杆，从而调节支撑杆的整体长度，通过支撑杆将第一上壳体、第二上壳体和第一下壳体、第二下壳体进行固定连接，然后旋转第二上壳体、第二下壳体，使得第一上壳体、第一下壳体和第二上壳体、第二下壳体可以对线缆进行包裹，通过卡块的卡合作用，从而完成装置的拼接安装；

S3：线缆的清洁工作，启动伺服电机，使得伺服电机控制滚轮进行旋转，从而使得装置可以进行自动行进，装置移动过程中会使得清洁刮片对线缆表面的杂质进行清理，同时扇叶会在风力作用下进行同步旋转，从而带动清洁刮片推进时自动旋转，进一步提高清洁效果，同时拨杆会拨动清洁刮片进行旋转抖动，使得清洁刮片进行自清洁，使得清洁刮片可以进行持续清洁作业；

S4：维护检修工作，装置移动过程中，红外线光电发生器会发射出红外线照射线缆表面，从而通过光线发射情况判断绝缘表皮破损情况，检测到绝缘层破损后，控制驱动电机带动半齿环进行旋转，从而调节第一喷头、第二喷头的位置，然后使用第一喷头、第二喷头对破损处依次喷涂熔融状态的绝缘材料以及蜡液，弹性刮片可以对修复处进行整平，从而完成高空线缆的检修、维护。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该应用于智能电网的高空线缆维护装置及其维护方法可以在工作人员攀爬电力塔时佩戴于工作人员的腰部，可以对工作人员进行二次防护，同时实现便捷的高空携带，且在自动行进过程中利用高空风能驱动清理机构对线缆表面进行清洁、维护，为后续检修提供良好的工作环境；

1、设置有第一上壳体、第一下壳体、弹性连接带、第二上壳体和第二下壳体，通过将旋转展开的第二上壳体、第二下壳体以及弹性连接带贴合于工作人员的腰部，再将第一上壳体、第一下壳体拼接套于安全绳的外侧，使得装置可以在工作人员攀爬过程中起到二次防护装置的作用，类似腰带的佩戴方式使得装置的高空携带更加方便，有效提高了装置的实用性；

2、设置有清洁刮片、扇叶和拨杆，通过装置的自行进，可以带动清洁刮片贴合于线缆表面进行推进，同时装置移动过程中，扇叶会在高空自然风作用下进行旋转，从而带动清洁刮片进行同步周转，使得清洁刮片可以对线缆表面杂物进行有效清理，同时清洁刮片旋转过程中会接触拨杆，使得清洁刮片会发生旋转抖动，避免清洁刮片表面粘黏杂物，从而进一步提高了装置的清理、维护效果；

3、设置有红外线光电发生器、第一喷头和第二喷头，通过红外线光电发生器可以对线缆表皮破损处进行检测，通过第一喷头、第二喷头可以对破损处依次精准喷涂熔融状态的绝缘材料以及蜡液，从而完成破损处的快速修复，同时后续喷涂的蜡液可对修复处进行防护，避免修复处二次损伤，检修、维护效果好。

附图说明

图1为本发明俯视结构示意图；

图2为本发明第一上壳体主剖视结构示意图；

图3为本发明安装结构示意图；

图4为本发明图3中A处放大结构示意图；

图5为本发明佩戴时结构示意图；

图6为本发明半齿环俯视结构示意图；

图7为本发明第一喷头和第二喷头安装结构示意图；

图8为本发明挂钩主视结构示意图；

图9为本发明清洁刮片安装结构示意图。

图中：1、第一上壳体；2、第一下壳体；3、弹性连接带；4、第二上壳体；5、第二下壳体；6、支撑杆；7、螺纹杆；8、挂钩；801、活动钩；802、第一扭力弹簧；9、限位柱；10、伺服电机；11、滚轮；12、容置槽；13、电磁铁；14、卡块；15、复位弹簧；16、卡槽；17、锥齿半环；18、清洁刮片；1801、第二扭力弹簧；19、锥齿轮；20、扇叶；21、蜗杆；22、涡轮半环；23、拨杆；24、热熔材料仓；25、热熔蜡仓；26、搅拌杆；27、锥齿组件；28、红外线光电发生器；29、驱动电机；30、传动齿轮；31、半齿环；32、第一喷头；33、第二喷头；34、连接软管；35、弹性刮片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种用于智能电网的自行进式高空线缆维护装置，包括第一上壳体1、第一下壳体2、弹性连接带3、第二上壳体4、第二下壳体5、支撑杆6、螺纹杆7、挂钩8、活动钩801、第一扭力弹簧802、限位柱9、伺服电机10、滚轮11、容置槽12、电磁铁13、卡块14、复位弹簧15、卡槽16、锥齿半环17、清洁刮片18、第二扭力弹簧1801、锥齿轮19、扇叶20、蜗杆21、涡轮半环22、拨杆23、热熔材料仓24、热熔蜡仓25、搅拌杆26、锥齿组件27、红外线光电发生器28、驱动电机29、传动齿轮30、半齿环31、第一喷头32、第二喷头33、连接软管34和弹性刮片35，第一上壳体1的侧面通过弹性连接带3连接有第二上壳体4，且第二上壳体4的外侧铰接有第二下壳体5，并且第二下壳体5的外侧通过弹性连接带3连接有第一下壳体2，第一上壳体1和第一下壳体2两者的外侧铰接有支撑杆6，且支撑杆6的内侧螺纹连接有螺纹杆7，并且支撑杆6的端头设置有挂钩8，第二上壳体4、第二下壳体5两者的外壁均固定安装有限位柱9，第一上壳体1和第二上壳体4两者的内部均设置有伺服电机10，且第一上壳体1和第二上壳体4两者的内侧均轴连接有滚轮11，第一上壳体1的内部开设有容置槽12，且容置槽12的内壁安装有电磁铁13，并且容置槽12的内侧设置有卡块14，第一下壳体2的内部开设有卡槽16，第一上壳体1、第一下壳体2两者的内部均活动连接有锥齿半环17，且锥齿半环17的上表面轴连接有清洁刮片18，并且第一上壳体1的内部设置有锥齿轮19，锥齿轮19的轴端连接有扇叶20，第一上壳体1的内侧轴连接有蜗杆21，且的第一上壳体1的内侧活动连接有涡轮半环22，并且涡轮半环22的上表面设置有拨杆23，第一上壳体1和第一下壳体2两者的内部均开设有热熔材料仓24和热熔蜡仓25，且热熔材料仓24、热熔蜡仓25两者的内部轴连接有搅拌杆26，并且搅拌杆26与蜗杆21之间连接有锥齿组件27；

第一上壳体1和第一下壳体2两者外侧连接支撑杆6与螺纹杆7螺纹连接，且支撑杆6外侧连接的挂钩8与限位柱9相贴合，并且挂钩8的外侧轴连接有活动钩801，同时活动钩801与挂钩8之间连接有第一扭力弹簧802，通过旋转螺纹杆7，可以调节支撑杆6的整体长度，使得装置可以适用不同线距的电网线缆，同时可旋转的支撑杆6可以通过挂钩8与限位柱9进行连接，从而提高第一上壳体1、第一下壳体2和第二上壳体4、第二下壳体5之间的安装稳定性；

第一上壳体1与第二上壳体4两者以及第一下壳体2和第二下壳体5两者内部的结构相同，且第一上壳体1、第一下壳体2、第二上壳体4和第二下壳体5四者的内壁均呈圆弧形结构，通过将第一上壳体1、第一下壳体2两者进行拼接，可以将弹性连接带3、第二上壳体4和第二下壳体5三者佩戴于工作人员的腰间，从而便于工作人员对装置进行高空携带，同时拼接后的第一上壳体1、第一下壳体2可以套于安全绳的外侧，实现对工作人员的二次保护作用，有效提高了装置的携带便捷性和安全性；

卡块14与容置槽12的内壁之间连接有复位弹簧15，且卡块14与容置槽12构成弹性伸缩结构，并且卡块14呈弧形结构，同时卡块14与卡槽16构成卡合结构，通过复位弹簧15的弹力作用，可以使得卡块14自动卡入卡槽16中，从而实现第一上壳体1、第一下壳体2之间的安装拼接，使得装置可以便捷的拼接于待维护线缆的外侧，后续只需接通电磁铁13的电源，即可解除卡块14的卡合作用，便于装置的快速拆装；

清洁刮片18与锥齿半环17之间连接有第二扭力弹簧1801，且洁刮片18通过第二扭力弹簧1801与锥齿半环17构成弹性旋转结构，并且洁刮片18等角度分布于锥齿半环17的外侧，第一上壳体1、第一下壳体2两者内部分布的锥齿半环17位置相对应，且第一上壳体1、第一下壳体2两者内部分布的锥齿半环17共同组成圆环形结构，通过装置的移动行进，可以使得清洁刮片18对线缆表面的杂质进行刮除、清理；

扇叶20轴端连接的锥齿轮19，且锥齿轮19与锥齿半环17啮合连接，第一上壳体1、第一下壳体2两者内部分布的锥齿半环17共同组成圆环形结构，高空中的自然风力较大，同时装置行进时也会产生一定的风力，使得扇叶20在风力作用下可以进行自动旋转，从而通过锥齿轮19的传动作用带动锥齿半环17进行同步旋转，使得清洁刮片18在推进过程中可以同步旋转，从而有效提高了清洁刮片18的清洁效果；

蜗杆21与滚轮11之间为传动带连接，且蜗杆21与涡轮半环22啮合连接，并且涡轮半环22与第一上壳体1、第一下壳体2均构成限位转动结构，第一上壳体1、第一下壳体2两者内部的涡轮半环22共同拼接呈圆环形结构，通过该结构使得装置进行行进时可以带动涡轮半环22进行同步旋转；

涡轮半环22与拨杆23为一体化结构，且拨杆23的上端高于清洁刮片18的下表面，并且清洁刮片18呈扭曲状结构，通过涡轮半环22的旋转，可以使得涡轮半环22带动拨杆23进行同步转动，从而使得拨杆23推动清洁刮片18抖动，使得清洁刮片18可以将其表面的杂质抖落，同时拨杆23与锥齿半环17的转动速率不同，可以避免影响线缆表面的清洁工作；

红外线光电发生器28安装于第一上壳体1、第一下壳体2两者的内壁，且第一上壳体1、第一下壳体2两者的内部均设置有驱动电机29，并且驱动电机29的输出端连接有传动齿轮30，第一上壳体1、第一下壳体2两者的内壁活动连接有半齿环31，且半齿环31的内壁连接有第一喷头32、第二喷头33，并且第一喷头32、第二喷头33两者与热熔材料仓24、热熔蜡仓25之间分别连接有连接软管34，同时第一喷头32、第二喷头33之间连接有弹性刮片35，通过该结构使得装置可以对红外线光电发生器28检测出的破损处依次喷涂熔融状态的绝缘材料以及密封蜡，从而避免绝缘材料被污染，同时弹性刮片35可以对喷涂面进行整平；

一种用于智能电网的自行进式高空线缆维护装置的维护方法，包括以下步骤：

S1：装备的携带，工作人员将第二上壳体4、第二下壳体5进行旋转打开，再将第二上壳体4、第二下壳体5以及弹性连接带3佩戴于腰间，然后再将第一上壳体1、第一下壳体2拼接于现有的安全绳的外侧，此时可以将装置佩戴于工作人员的腰间，从而便于装置的高空携带，同时佩戴后的装置可以配合安全绳对工作人员提供二次保护；

S2：装备的安装，工作人员爬上电力塔后，将装置从腰间取下，然后根据线缆之间的距离，旋转螺纹杆7，从而调节支撑杆6的整体长度，通过支撑杆6将第一上壳体1、第二上壳体4和第一下壳体2、第二下壳体5进行固定连接，然后旋转第二上壳体4、第二下壳体5，使得第一上壳体1、第一下壳体2和第二上壳体4、第二下壳体5可以对线缆进行包裹，通过卡块14的卡合作用，从而完成装置的拼接安装；

S3：线缆的清洁工作，启动伺服电机10，使得伺服电机10控制滚轮11进行旋转，从而使得装置可以进行自动行进，装置移动过程中会使得清洁刮片18对线缆表面的杂质进行清理，同时扇叶20会在风力作用下进行同步旋转，从而带动清洁刮片18推进时自动旋转，进一步提高清洁效果，同时拨杆23会拨动清洁刮片18进行旋转抖动，使得清洁刮片18进行自清洁，使得清洁刮片18可以进行持续清洁作业；

S4：维护检修工作，装置移动过程中，红外线光电发生器28会发射出红外线照射线缆表面，从而通过光线发射情况判断绝缘表皮破损情况，检测到绝缘层破损后，控制驱动电机29带动半齿环31进行旋转，从而调节第一喷头32、第二喷头33的位置，然后使用第一喷头32、第二喷头33对破损处依次喷涂熔融状态的绝缘材料以及蜡液，弹性刮片35可以对修复处进行整平，从而完成高空线缆的检修、维护。

工作原理：在使用该应用于智能电网的高空线缆维护装置及其维护方法时，首先，如图4-5所示，旋转展开第二上壳体4、第二下壳体5，然后将展开后的第二上壳体4、第二下壳体5和弹性连接带3佩戴于工作人员的腰部位置，然后接通电磁铁13的电源，使得卡块14收入容置槽12中，再将第一上壳体1、第一下壳体2套于安全绳的外侧，关闭电磁铁13的电源，使得卡块14在复位弹簧15的弹力作用下自动卡入卡槽16中，从而完成第一上壳体1、第一下壳体2的拼接，此时佩戴后的装置可以充当工作人员的二次保护装置，提高工作人员攀爬电力塔的安全性，同时也解决了装置的高空携带问题；

如图1、图3-4和图8所示，工作人员攀爬至合适位置时，从腰部取下装置，然后根据线缆之间的间隔，旋转螺纹杆7，从而调节支撑杆6的整体长度，然后依次旋转活动钩801和支撑杆6，使得挂钩8可以固定于限位柱9的外侧，此时可以完成第一上壳体1和第二上壳体4以及第一下壳体2和第二下壳体5之间的连接，再旋转第一上壳体1和第二上壳体4，使得装置可以贴合于线缆的外侧，并通过卡块14完成拼接固定；

如图2-3、图6-7和图9所示，启动伺服电机10带动滚轮11进行旋转，使得装置可以沿线缆外侧进行自行进，装置行进过程中会使得清洁刮片18贴合于线缆表面进行推进，同时扇叶20会在高空自然风力作用下进行旋转，从而通过锥齿轮19的啮合作用带动锥齿半环17进行旋转，锥齿半环17旋转过程中会带动清洁刮片18进行同步旋转，使得清洁刮片18可以对线缆表面进行自动清洁、维护，并为后续的检修工作提供良好的工作环境，同时滚轮11旋转过程中会通过传动带带动蜗杆21进行同步转动，蜗杆21通过啮合作用可以带动涡轮半环22进行旋转，使得涡轮半环22上表面的拨杆23拨动清洁刮片18进行弹性旋转，避免清洁刮片18表面粘黏杂物而影响后续清洁工作，同时蜗杆21旋转过程中会通过锥齿组件27带动搅拌杆26自动旋转，从而避免热熔材料仓24、热熔蜡仓25内部的物料凝固，装置行进过程中，红外线光电发生器28可以对线缆表皮进行检测，当发现破损时，控制驱动电机29带动半齿环31旋转，使得第一喷头32、第二喷头33对准破损处，并依次喷涂熔融状态的绝缘材料与蜡液，使得装置可以对破损处进行修复，弹性刮片35可以对修复处进行整平，同时外层的蜡液可以避免未凝固的绝缘材料受到污染，从而完成一系列工作。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。