一种激光清理供电系统绝缘子的方法及设备技术方案

本发明专利技术涉及一种激光清理供电系统绝缘子的方法，首先，定位激光清洗头与绝缘子的位置：使用激光可以在一定范围内对绝缘子进行激光清理，由于绝缘子为回转体，清理过程中激光头要绕绝缘子旋转，因此要把绝缘子定位在激光头的回转圆心中；其次，调整激光器的参数：根据绝缘子的积污情况，选择合理的激光功率参数和频率和脉宽；最后，激光扫描清理：条形光斑以平行于绝缘子轴线的方式照射绝缘子，激光头绕绝缘子旋转同时按绝缘子轴向运动进行扫描。绝缘子激光清理系统由激光器、激光传输系统、激光头、机械运动系统、监测系统、控制系统组成。本发明专利技术使用激光有序的对绝缘子表面进行照射扫描，使绝缘子表面的积污被剥离和冲击掉。

【技术实现步骤摘要】
一种激光清理供电系统绝缘子的方法及设备
本专利技术涉及一种激光清理供电系统绝缘子的方法及设备，用于电力系统绝缘物的表面清洗。
技术介绍
目前，随着社会经济的发展和工业化进程的加快，电力需求增大使得电网规模的扩大愈来愈明显，对电力系统变电站的安全运行提出了更高的要求。环境因素的影响导致污染物在绝缘子表层积聚，对电力系统的安全运行造成了极大的威胁。当大雾、细雨、降露等天气出现或冰雪融化时，容易使绝缘子上附着的污秽物受潮引起污秽闪络，造成线路、变电站跳闸，大面积停电，严重时甚至造成人员伤亡。检修人员需要对绝缘子进行定期除污，传统的除污方法效率低，劳动量大、需要断电、带电水冲洗污染环境、带电气吹清扫和带电机械干清扫易造成二次污染、涂防污涂料难清除。电力系统绝缘子的清洗急需一种高效环保不断电的清理方法和设备。激光是一种快速能量的传输方式，激光具有可聚焦性、高能量密度、柔性传导特性以及可实现快速、准确传输的特点，因此激光优于传统热源。激光是一门发展迅速的高新技术，已成为发展新兴产业，改造传统制造业的关键技术之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种无机械接触、无基体损伤、选择性清理、绿色环保、清理效率高、可带电清理的激光清理供电系统绝缘子的方法和设备。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种激光清理供电系统绝缘子的方法，使用激光有序的对绝缘子表面进行照射扫描，使绝缘子表面的积污被剥离和冲击掉，具体为使用的激光可以为连续激光或脉冲激光，当使用连续激光时，激光的功率为0.08～100MW/cm2,激光的波长为193nm～1064nm，当使用脉冲激光器时，激光的脉冲持续时间为10～1500ns，激光的峰值功率为0.8～100MW/cm2，激光的波长为193nm～1064nm。激光清洗可以在0～10m范围内对绝缘子进行激光清理。激光的扫描速度与激光的功率相匹配，激光的光斑为长条状。本专利技术的进一步改进在于：具体步骤如下：A、定位激光清洗头与绝缘子的位置：使用激光可以在一定范围内对绝缘子进行激光清理，由于绝缘子为回转体，清理过程中激光头要绕绝缘子旋转，因此要把绝缘子定位在激光头的回转圆心中；B、调整激光器的参数：根据绝缘子的积污情况，选择合理的激光功率参数和频率和脉宽；C、激光扫描清理：条形光斑以平行于绝缘子轴线的方式照射绝缘子，激光头绕绝缘子旋转同时按绝缘子轴向运动进行扫描，以此方式循环直到清理完整个绝缘子。一种绝缘子激光清理系统，该绝缘子激光清理机由激光器、激光传输系统、激光头、机械运动系统、监测系统、控制系统组成；激光器为CO2激光器、YAG激光器、准分子激光器、光纤激光器、碟片激光器；激光传输系统采用光纤传输，直接使用光纤把激光器产生的激光传输到激光头中；激光头把光束整形使照射在绝缘子上的光斑为长条状；机械运动系统为激光头提供了运动扫描功能，该功能使得从激光头发出的光束能够准确的扫描在绝缘子上；监测系统可以测量激光传输的距离和绝缘子的激光反射率，评估激光清理的效果；控制系统控制激光器的输出模式既连续模式或脉冲模式、脉冲频率、功率、脉宽，机械运动系统的运动参数，采集监测系统反馈的信息。本专利技术的进一步改进在于：控制系统控制着激光器和机械运动系统，并采集监测系统反馈来的信号，激光器产生的激光通过光纤传输到激光头上，激光经过激光头的光学系统整形后被投射在绝缘子表面上，而激光头的扫描运动则由机械系统提供，整个系统的工作过程是控制系统控制激光器产生激光，激光通过光纤传输到激光头，激光头把激光整形后投射在绝缘子上，而激光的扫描运动由控制系统控制机械运动系统来形成，监测系统测量激光的传输距离和监测绝缘子激光反射率，并把这些数据反馈给控制系统，控制系统根据反馈来的信号控制激光器和机械运动系统，这整个过程为闭环控制。一种绝缘子激光清理机，包括激光监测装置、激光头、旋转台、升降立柱、立柱、可调节支撑、基座、滚轮、电气柜、电缆光纤、机械臂、环形导轨上导轨、环形导轨下导轨；激光监测装置中有激光反射率测量传感器，该传感器通过串行通信将采集到的信息传输到控制系统中；激光头，激光头内有光学镜片，光学镜片可以对激光进行整形，使输出激光光斑为长条形，激光头同时可以输出指示激光，该指示激光为红色可见激光，该指示激光便于操作者操作该激光清理机；旋转台，该旋转台上安装激光头，旋转台安装在环形导轨的上导轨上；升降立柱，该升降立柱上端安装旋转台，可以调节旋转台的高度，便于对绝缘子的清理，升降立柱的升降是通过液压装置来实现升降的，升降立柱内有活塞，立柱中有液压缸此结构形成一个液压伸缩杆机构；立柱，该立柱中安装升降立柱，并安装在基座上；可调节支撑，可调节支撑安装在基座上，通过旋转该可调节支撑可以调节基座的水平；电气柜，电气柜中安装控制器和激光器，激光器中有水冷装置，电器柜通过电缆和光纤将电源、激光和控制信号传输到机械运动系统和激光头中；传输线，该传输线中包含电缆和光纤；环形导轨上导轨，该环形导轨上导轨为220°的环形导轨，该环形导轨上导轨为动导轨，并与环形导轨下导轨相配合，环形导轨上导轨上安装激光头，该环形导轨上导轨可以在环形导轨下导轨上旋转运动，以驱动激光头绕绝缘子进行旋转扫描，该环形导轨上导轨上安装有齿轮，环形导轨下导轨安装有伺服电机A，通过齿轮传动来驱动环形导轨上导轨。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：本专利技术使用激光对绝缘子表面进行照射，使绝缘子表面的积污被剥离、冲击、蒸发掉。本专利技术具有无机械接触、无基体损伤、选择性清理、绿色环保、清理效率高、可带电清理等优点。附图说明：图1是绝缘子激光清理系统的原理图；图2是绝缘子激光清理机的结构示意图；图3是绝缘子激光清理机的使用状态图；图中标号：1-激光监测装置、2-激光头、3-旋转台、4-升降立柱、5-立柱、6-可调节支撑、7-基座、8-滚轮、9-电气柜、10-传输线、11-支撑臂、12-环形导轨上导轨、13-环形导轨下导轨、14-绝缘子、15-伺服电机A、16-伺服电机B。具体实施方式：为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在本专利技术的一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，说明中省略了与本专利技术无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，控制系统控制着激光器和机械运动系统，并采集监测系统反馈来的信号。激光器产生的激光通过光纤传输到激光头上，激光经过激光头的光学系统整形后被投射在绝缘子表面上，而激光头的扫描运动则由机械系统提供。整个系统的工作过程是控制系统控制激光器产生激光，激光通过光纤传输到激光头，激光头把激光整形后投射在绝缘子上，而激光的扫描运动由控制系统控制机械运动系统来形成，监测系统测量激光的传输距离和监测绝缘子激光反射率，并把这些数据反馈给控制系统，控制系统根据反馈来的信号控制激光器和机械运动系统，这整个过程为闭环控制。如图2所示，绝缘子激光清理机包括：激光监测装置1、激本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光清理供电系统绝缘子的方法，其特征在于：使用激光有序的对绝缘子表面进行照射扫描，使绝缘子表面的积污被剥离和冲击掉。

【技术特征摘要】
1.一种激光清理供电系统绝缘子的方法，其特征在于：使用激光有序的对绝缘子表面进行照射扫描，使绝缘子表面的积污被剥离和冲击掉。2.根据权利要求1所述的一种激光清理供电系统绝缘子的方法，其特征在于：具体为：使用的激光为连续激光或脉冲激光，当使用连续激光时，激光的功率为0.08～100MW/cm2,激光的波长为193nm～1064nm，当使用脉冲激光器时，激光的脉冲持续时间为10～1500ns，激光的峰值功率为0.8～100MW/cm2，激光的波长为193nm～1064nm；在0～10m范围内对绝缘子进行激光清理，激光的扫描速度与激光的功率相匹配，激光的光斑为长条状。3.根据权利要求3所述的一种激光清理供电系统绝缘子的方法，其特征在于：所述激光的光斑为长条状。4.根据权利要求3所述的一种激光清理供电系统绝缘子的方法，其特征在于：步骤如下：A、定位激光清洗头与绝缘子的位置：使用激光可以在一定范围内对绝缘子进行激光清理，由于绝缘子为回转体，清理过程中激光头要绕绝缘子旋转，因此要把绝缘子定位在激光头的回转圆心中；B、调整激光器的参数：根据绝缘子的积污情况，选择合理的激光功率参数和频率和脉宽；C、激光扫描清理：条形光斑以平行于绝缘子轴线的方式照射绝缘子，激光头绕绝缘子旋转同时按绝缘子轴向运动进行扫描，以此方式循环直到清理完整个绝缘子。5.一种绝缘子激光清理系统，其特征在于：该绝缘子激光清理机由激光器、激光传输系统、激光头、机械运动系统、监测系统、控制系统组成；激光器为CO2激光器、YAG激光器、准分子激光器、光纤激光器、碟片激光器；激光传输系统采用光纤传输，直接使用光纤把激光器产生的激光传输到激光头中；激光头把光束整形使照射在绝缘子上的光斑为长条状；机械运动系统为激光头提供了运动扫描功能，该功能使得从激光头发出的光束能够准确的扫描在绝缘子上；监测系统可以测量激光传输的距离和绝缘子的激光反射率，评估激光清理的效果；控制系统控制激光器的输出模式既连续模式或脉冲模式、脉冲频率、功率、脉宽，机械运动系统的运动参数，采集监测系统反馈的信息。6.根据权利要求5所述一种绝缘子激光清...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴国庆，韩洪松，朱维南，宋晨光，张旭东，霍伟，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32