一种绝缘子全方位角度清扫装置及清扫方法
【专利摘要】本发明公开了一种绝缘子全方位角度清扫装置和清扫方法，包括：绝缘杆、电机、绝缘清扫刷，所述绝缘杆的上端通过角度调节轴与所述电机相连，所述电机的旋转轴直接与所述绝缘清扫刷相连并且所述电机的旋转轴与所述绝缘清扫刷的旋转轴线重合，所述绝缘杆和绝缘清扫刷的旋转轴线之间的夹角θ可以通过角度调节轴调节，所述角度调节轴上设置有角度锁定机构用以锁定所述夹角θ。本发明通过所述角度调节轴和旋转轴使绝缘清扫刷在任意平面内旋转任意角度，即全方位无死角清扫，所述角度调节轴可直接对绝缘清扫刷进行调节，使所述绝缘清扫刷的调节角度更加精准，而且所述绝缘清扫刷能非常方便快捷的安装与拆卸，有利于清扫工作的进行与清扫刷的清洗。
【专利说明】
一种绝缘子全方位角度清扫装置及清扫方法
技术领域
[0001]本发明涉及电力设备检修技术领域，特别涉及一种绝缘子全方位角度清扫装置及清扫方法。
【背景技术】
[0002]随着环境污染日益严重，置身户外的绝缘子表面被沉积大量工业污秽、空气尘埃等污秽物，降低了绝缘子的绝缘耐受能力，严重影响了电力系统安全运行，因此需要对绝缘子表面的污秽物进行清扫。目前对绝缘子的清扫一般需要在输电线路停电检修期间由人工登杆高空作业完成，不仅环境危险，清扫任务繁重，而且输电线路停电机会越来越少，停电时间越来越短，清扫质量难以保证。而现有绝缘子带电清扫设备体积较大，携带运输不方便;或者清扫刷清扫角度有限，只能清扫某个角度的扇面，其余扇面由于人工操作局限性，仍然无法清扫。
[0003]中国专利CN 104550070 B公开了一种变电站盘型悬式绝缘子串带电绝缘360度清扫刷，采用4个清扫刷同步运转，每个清扫刷的清扫角度为90度，因此可以对盘型悬式绝缘子360度平面一次性完成清扫。但此专利采用了 4个清扫刷同时工作，能量消耗较大，并且该装置是通过调节伸缩绝缘支架来调节操作杆的位置，进而对操作杆上的清扫刷的清扫位置和角度进行调节的，只能粗略的将清扫刷调节到目的角度，不如直接对清扫刷进行细微调节的结果精确。
[0004]此外，清扫刷头在使用一段时间后表面会附着大量的灰尘、污垢等，需要经常对清扫刷头进行清洁，为了操作方便，清扫刷头的安装与拆卸要更加方便快捷。
【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明提供了一种绝缘子全方位角度清扫装置及清扫方法，通过设置角度调节轴和旋转轴，能实现绝缘清扫刷在任意平面内旋转任意角度，从而实现了绝缘清扫刷的全方位角度调节，由于角度调节轴可直接对绝缘清扫刷进行调节，使绝缘清扫刷的调节角度更加精准，而且绝缘清扫刷能非常方便快捷的安装与拆卸，有利于清扫工作的进行与清扫刷的清洗。
[0006]为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案:
[0007]本发明的一个方面提供一种绝缘子全方位角度清扫装置，包括:绝缘杆、电机、绝缘清扫刷，所述绝缘杆的上端通过角度调节轴与所述电机相连，所述电机上设置有旋转轴直接与所述绝缘清扫刷相连，两者之间不需要传动轴的传递，电机效率更高;所述绝缘杆和绝缘清扫刷的旋转轴线之间的夹角Θ可以通过角度调节轴调节，使所述绝缘清扫刷微调至任意平面，再通过所述角度调节轴上设置的角度锁定机构将夹角Θ锁定;所述旋转轴带动绝缘清扫刷在一个平面内进行绕轴旋转。本发明通过所述角度调节轴和旋转轴的配合，可以实现绝缘清扫刷在任意平面内旋转任意角度的全方位无死角清扫。
[0008]进一步的，所述旋转轴与所述绝缘清扫刷相连的部分是横截面为十字形的棱轴，所述棱轴由四个相同棱部及横截面为正方形的中心轴组成，所述棱部和中心轴一体成形，每个棱部为等腰三角形结构，为了对所述棱轴结构进行更详细的描述，设定三角形顶角为α，棱轴的直径为d，其中α为15?60°，优选25?45°，此优选范围内的角度与其他角度相比，能使得下述步骤中绝缘清扫刷与旋转轴的套接更加牢固；d为1?40mm，优选20?30mm。所述绝缘清扫刷由海绵制成，其中心设置有与所述棱轴的轮廓相匹配的十字形孔结构，所述绝缘清扫刷通过所述十字形孔以可拆卸的方式套接在所述棱轴上。由于海绵具有弹性特征，海绵绝缘清扫刷中心的十字形孔径比十字形棱轴的直径略小，约为十字形棱轴直径的95?99%，优选97%，使得所述绝缘清扫刷能牢固的与旋转轴套接在一起。
[0009]进一步的，为了防止所述绝缘清扫刷从旋转轴上脱落，使所述绝缘清扫刷与旋转轴的连接更加牢固，所述棱轴的远端部设置有防滑块，，所述防滑块向所述棱轴的近端部延伸以形成倒钩结构，所述十字形孔结构在对应于所述倒钩结构的位置具有与所述倒钩结构的轮廓相匹配的形状。。
[0010]进一步的，还包括设置于绝缘杆下端并位于其内部的电源和控制所述电机开启的控制按钮，所述绝缘杆下端设有握持部，所述控制按钮位于所述握持部的上端，便于工作人员启动和关闭所述电机。
[0011]进一步的，所述电机和所述电源通过穿过所述绝缘杆的软导线相连，所述绝缘杆是中空的，所述软导线置于所述绝缘杆内部，可以降低电线漏电而给工作人员带来的触电风险。
[0012]进一步的，所述绝缘杆具有伸缩结构用于改变绝缘杆的长度。
[0013]本发明的另一个方面提供一种绝缘子全方位角度清扫方法，包括下述步骤:
[0014]步骤一:提供上述绝缘子全方位角度清扫装置；
[0015]步骤二:将所述绝缘清扫刷套接在电机的旋转轴上；
[0016]步骤三:将所述绝缘杆指向绝缘子串上的待清洗绝缘子片，测量所述绝缘杆与所述绝缘子串的轴线之间的夹角β，通过所述角度调节轴调节所述夹角Θ，随后用角度锁定机构将所述夹角9锁定，其中，当待清洗绝缘子片的被清扫面为上表面时，θ = 90°+β+ γ ；当待清洗绝缘子片的被清扫面为下表面时，Θ = 90°+β-γ，其中γ为O?15° ;
[0017]步骤四:使绝缘清扫刷与所要清扫的绝缘子片相接触；
[00? 8]步骤五:启动电机，所述绝缘清扫刷在所述旋转轴带动下做绕轴旋转运动，同时对绝缘子片进行清扫。
[0019]进一步的，还包括:
[0020]在步骤三中，测量待清洗绝缘子片的被清扫面与所述绝缘子串的轴线之间的夹角I并且将所述夹角Θ进一步调整为θ' =θ+(90°-δ)0
[0021]进一步的，还包括:
[0022]步骤六:当该绝缘子片清扫完成后，关闭电机，将清扫装置与该绝缘子片脱开，通过调整绝缘杆和角度调节轴，使绝缘清扫刷与下一个绝缘子片接触，启动电机继续清扫。
[0023]进一步的，所述步骤五还包括:
[0024]步骤七:将进行步骤三时的所述夹角Θ定为第一角度，绝缘清扫刷与所要清扫的绝缘子片之间的接触位置定为第一位置，在完成第一位置的清扫后，关闭电机，将清扫装置与该绝缘子片脱开，调整角度调节轴使所述夹角Θ至第二角度，此时绝缘清扫刷与所要清扫的绝缘子片之间的接触位置为第二位置，再次启动电机，开始第二位置的清扫。
[0025]与现有绝缘子清扫装置相比，本发明提供的一种简单便携的绝缘子清扫装置，具有如下有益效果:
[0026]1、通过设置角度调节轴和旋转轴，可以使绝缘清扫刷在任意平面内旋转任意角度，即全方位角度无死角清扫；
[0027]2、角度调节轴可直接对绝缘清扫刷进行调节，使绝缘清扫刷的调节角度更加精准；
[0028]3、电机的旋转轴直接与绝缘清扫刷相连，而不需要传动轴的传递，因此电机效率更尚O
[0029]4、旋转轴为十字形棱轴，绝缘清扫刷采用海绵制成，其具有的弹性特征以及其中心与旋转轴轮廓相匹配的十字形孔结构使之能牢固的固定在旋转轴上。
[0030]此外，本发明结构简单、便于携带，适用于输电线路所处位置较为复杂的地形，而且清扫方式简单、速度快、对绝缘子涂层磨损较小，适用于变电站绝缘子串的清扫作业。
[0031]定义
[0032]本发明中使用的词语定义如下:
[0033]“全方位角度”在这里是指在任意平面内旋转任意角度，还包括在任意平面、任意角度绕轴旋转360°。
【附图说明】
[0034]图1是本发明一实施例提供的绝缘子全方位角度清扫装置结构示意图；
[0035]图2是图1所示的清扫装置中旋转轴的横截面示意图；
[0036]图3是本发明另一实施例提供的清扫装置中旋转轴的横截面示意图；
[0037]图4是本发明另一实施例提供的清扫装置中绝缘清扫刷与电机之间的装配示意图；
[0038]图5是本发明所提供的清扫装置在悬式绝缘子串清扫时的使用示意图，其中图5a表示清扫绝缘子片上表面时的使用示意图；图5b表示清扫绝缘子片下表面时的使用示意图；图5c表示当绝缘清扫刷与绝缘子片的接触面最大时的使用示意图；图5d表示清扫绝缘子背面的凹处位置的使用示意图。
[0039]附图标记说明:I一绝缘杆;2—电机;3—绝缘清扫刷;31—绝缘清扫刷散热孔;4一角度调节轴;5—旋转轴;51—棱部;52—中心轴;53—防滑块;6—电机座;61 —电机座散热孔;7—电源;8—控制按钮;9一软导线；10—绝缘子片；11 一绝缘子串轴线;α—二角形棱部的顶角;h—三角形棱部的高;d—旋转轴直径;θ，Θ' —绝缘杆与绝缘清扫刷的旋转轴线之间的夹角;β—绝缘杆与绝缘子串的轴线之间的夹角；δ—待清洗绝缘子片的被清扫面与绝缘子串的轴线之间的测量角;L1 一绝缘杆与绝缘子片接触点到绝缘子片上待清扫的位置之间的距离;L2—角度调节轴与绝缘清扫刷头部之间的距离。
【具体实施方式】
[0040]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例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。
[0041]图1是本发明一实施例提供的一种绝缘子全方位角度清扫装置示意图，包括:绝缘杆1、电机2、绝缘清扫刷3，所述绝缘杆I的上端通过角度调节轴4与所述电机2相连，所述电机2上设置有旋转轴5直接与所述绝缘清扫刷3相连，两者之间不需要传动轴的传递，电机2效率更高。所述角度调节轴4用于调节绝缘清扫刷的旋转轴线3与绝缘杆I之间的角度Θ，可以微调绝缘清扫刷3至任意平面，再通过所述角度调节轴上设置的角度锁定机构(未图示)将所述夹角Θ锁定;所述旋转轴5带动所述绝缘清扫刷3在一个平面内进行绕轴旋转，通过所述角度调节轴和旋转轴的配合，可以实现绝缘清扫刷3在任意平面内旋转任意角度的全方位无死角清扫。
[0042]如图2所示，所述旋转轴5与绝缘清扫刷3相连的部分是横截面为十字形的棱轴，所述棱轴由四个相同棱部51及横截面为正方形的中心轴52组成，所述棱部和中心轴一体成形，每个棱部51为等腰三角形结构，其中三角形顶角设为α，三角形高设为h，棱轴的直径设为d，在本实施例中，a = 30°，d = 20mm，根据计算可得出棱部三角形的高h?7.9mm;所述绝缘清扫刷3由海绵制成，其中心设置有与所述棱轴的轮廓相匹配的十字形孔结构，所述绝缘清扫刷3通过所述十字形孔以可拆卸的方式套接在所述棱轴上。由于海绵具有弹性特征，海绵绝缘清扫刷3中心的十字形孔径比十字形棱轴的直径略小，为十字形棱轴直径的97%，使得所述绝缘清扫刷3牢固的与旋转轴5套接在一起。同时绝缘清扫刷3也可自由拆卸，方便清洗清扫刷3上的污秽物，以备下一次使用。
[0043]在另一实施例中，如图3所示，为了防止所述绝缘清扫刷3从旋转轴5上脱落，使所述绝缘清扫刷3与旋转轴5的连接更加牢固，所述棱轴的远端部设置有防滑块53，所述防滑块53向所述棱轴的近端部延伸以形成倒钩结构，所述十字形孔结构在对应于所述倒钩结构的位置具有与所述倒钩结构的轮廓相匹配的形状。
[0044]在另一实施例中，如图4所不，所述电机2外设置有电机座6用以保护电机2，减少操作过程中电机2与绝缘子之间的碰撞;所述绝缘清扫刷3套接在电机座6和旋转轴5的外面为电机提供更进一步的保护，同时防止清扫时的尘土对电机2的污染。所述电机座6上设置有散热孔61，所述海绵绝缘刷3上设置有散热孔31，散热孔31和散热孔61相通，将电机2在运行过程中产生的热量散发出去。
[0045]在图1所示的实施例中，还包括设置于绝缘杆I下端并位于其内部的电源7和控制所述电机开启的控制按钮8，所述绝缘杆下端设有握持部(未图示)，所述控制按钮8位于所述握持部的上端，工作人员只需按压所述控制按钮8，即可打开或关闭所述电机2，从而便于操作所述绝缘清扫刷3进行清扫。
[0046]在图1所示的实施例中，所述电机2和所述电源7通过穿过所述绝缘杆I的软导线9相连，所述绝缘杆I是可伸缩绝缘杆，它的内部为中空结构，所述软导线9置于伸缩式绝缘杆I内部，可以降低电线漏电而给工作人员带来的触电风险。
[0047]使用所述绝缘子全方位角度清扫装置的具体步骤如下:
[0048]步骤一:提供上述绝缘子全方位角度清扫装置；
[0049]步骤二:将所述绝缘清扫刷套接在电机的旋转轴上；
[0050]步骤三:将所述绝缘杆I指向绝缘子串上的待清洗绝缘子片，测量所述绝缘杆与所述绝缘子串的轴线之间的夹角β，通过所述角度调节轴调节所述夹角Θ，随后用角度锁定机构将所述夹角9锁定，其中，当待清洗绝缘子片的被清扫面为上表面时，θ = 90°+β+γ，当待清洗绝缘子片的被清扫面为下表面时，Θ = 90°+β-γ，其中γ为O?15° ;
[0051]步骤四:测量待清洗绝缘子片的被清扫面与所述绝缘子串的轴线之间的夹角δ，并且将所述夹角Θ进一步调整为θ' =θ+(90°-δ);
[0052]步骤五:使绝缘清扫刷与所要清扫的绝缘子片相接触；
[0053]步骤六:启动电机，所述绝缘清扫刷在所述旋转轴带动下做绕轴旋转运动，同时对绝缘子片进行清扫。
[0054]步骤七:当该绝缘子片清扫完成后，关闭电机，将清扫装置与该绝缘子片脱开，通过调整所述绝缘杆和角度调节轴，使绝缘清扫刷与下一个绝缘子片接触，启动电机继续清扫。
[0055]在另一实施例中，所述步骤五还包括:
[0056]步骤八:将进行步骤三时的所述夹角Θ定为第一角度，绝缘清扫刷与所要清扫的绝缘子片之间的接触位置定为第一位置，在完成第一位置的清扫后，关闭电机，将清扫装置与该绝缘子片脱开，调整角度调节轴使所述夹角Θ至第二角度，此时绝缘清扫刷与所要清扫的绝缘子片之间的接触位置为第二位置，再次启动电机，开始第二位置的清扫。其中绝缘清扫刷3在旋转轴5和角度调节轴4作用下，实现在任意平面内旋转任意角度的全方位无死角清扫。
[0057]在另一实施例中，所述步骤二还包括:
[0058]步骤九:将所述绝缘清扫刷3套接在旋转轴5和电机座6外面，调整所述绝缘清扫刷3的散热孔31与电机座6的散热孔61相通。
[0059]图5是本发明所提供的清扫装置在悬式绝缘子串清扫时的使用示意图，绝缘杆I与绝缘清扫刷3的旋转轴线之间的夹角Θ可以通过以下方法设定:所述绝缘杆I与平行于绝缘子串轴线11方向的夹角设为β，当清扫绝缘子片的上表面时，如图5a所示，此时θ = 90°+β+Y，在此角度下可以将绝缘子片的上表面清扫完；当清扫绝缘子片的下表面时，如图5b所示，此时θ = 90°+β-γ，在此角度下可以将绝缘子片的下表面清扫完，其中β为O?45°，优选O?30。； γ为O?15。，优选O?10°，例如约5°。
[0060]在另一实施例中，如图5c所示，为了使绝缘清扫刷与绝缘子片之间有最大的接触面，提高清扫效率，夹角Θ可以调整为0,=0+(90°-δ)，其中δ为待清洗绝缘子片的被清扫面与所述绝缘子串的轴线之间的测量角。
[0061]如果清扫位置为不易清扫的绝缘子片下表面的凹处位置，所述绝缘清扫刷3与绝缘子片10之间的接触方式为点接触，如图5d所示，设所述绝缘杆I与绝缘子片10接触点到所述绝缘子片10上待清扫的位置之间的距离设为U，所述角度调节轴4与绝缘清扫刷3头部之间的距离设为L2，通过几何原理得出:Li/sin0 = IVcosP，其中0、L1、L2均为已知量，根据上述公式可求得夹角Θ，工作人员根据Θ的值可以准确调节所述角度调节器4，提高工作效率。
[0062]当然，绝缘子的清扫位置不同，所述绝缘清扫刷与绝缘子片之间的接触方式不同，所述夹角Θ计算方式也不同，此处不一一列举。
[0063]以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种绝缘子全方位角度清扫装置，其特征在于，包括:绝缘杆、电机、绝缘清扫刷，所述绝缘杆的上端通过角度调节轴与所述电机相连，所述电机的旋转轴直接与所述绝缘清扫刷相连并且所述电机的旋转轴与所述绝缘清扫刷的旋转轴线重合，所述绝缘杆和绝缘清扫刷的旋转轴线之间的夹角Θ可以通过角度调节轴调节，所述角度调节轴上设置有角度锁定机构用以锁定所述夹角Θ。2.根据权利要求1所述的绝缘子全方位角度清扫装置，其特征在于，所述旋转轴与所述绝缘清扫刷相连的部分是横截面为十字形的棱轴，所述绝缘清扫刷的中心设置有与所述棱轴的轮廓相匹配的十字形孔结构，所述绝缘清扫刷通过所述十字形孔以可拆卸的方式套接在所述棱轴上。3.根据权利要求2所述的绝缘子全方位角度清扫装置，其特征在于，所述棱轴的远端部设置有防滑块，所述防滑块向所述棱轴的近端部延伸以形成倒钩结构，所述十字形孔结构在对应于所述倒钩结构的位置具有与所述倒钩结构的轮廓相匹配的形状，用于防止所述绝缘清扫刷从旋转轴上脱落。4.根据权利要求1所述的绝缘子全方位角度清扫装置，其特征在于，还包括设置于绝缘杆下端的电源和控制所述电机开启的控制按钮;所述绝缘杆下端设有握持部，所述控制按钮位于所述握持部的上端。5.根据权利要求4所述的绝缘子全方位角度清扫装置，其特征在于，所述电机和所述电源通过穿过所述绝缘杆的软导线相连。6.根据权利要求1所述的绝缘子全方位角度清扫装置，其特征在于，所述绝缘杆具有伸缩结构用于改变绝缘杆的长度。7.一种绝缘子全方位角度清扫方法，其特征在于，包括下述步骤: 步骤一:提供根据权利要求1-6中任一项的所述绝缘子全方位角度清扫装置； 步骤二:将所述绝缘清扫刷套接在电机的旋转轴上； 步骤三:将所述绝缘杆指向绝缘子串上的待清洗绝缘子片，测量所述绝缘杆与所述绝缘子串的轴线之间的夹角β，通过所述角度调节轴调节所述夹角Θ，随后用角度锁定机构将所述夹角Θ锁定，其中，当待清洗绝缘子片的被清扫面为上表面时，θ = 90°+β+γ ;当待清洗绝缘子片的被清扫面为下表面时，Θ = 90°+β-γ，其中γ为O?15° ; 步骤四:使绝缘清扫刷与所要清扫的绝缘子片相接触； 步骤五:启动电机，所述绝缘清扫刷在所述旋转轴带动下做绕轴旋转运动，同时对绝缘子片进行清扫。8.根据权利要求7所述的绝缘子全方位角度清扫方法，其特征在于，还包括: 在步骤三中，测量待清洗绝缘子片的被清扫面与所述绝缘子串的轴线之间的夹角I并且将所述夹角Θ进一步调整为θ' =θ+(90°-δ)09.根据权利要求7所述的绝缘子全方位角度清扫方法，其特征在于，还包括: 步骤六:当该绝缘子片清扫完成后，关闭电机，将清扫装置与该绝缘子片脱开，通过调整所述绝缘杆和角度调节轴，使绝缘清扫刷与下一个绝缘子片接触，启动电机继续清扫。10.根据权利要求7所述的绝缘子全方位角度清扫方法，其特征在于，所述步骤五还包括: 步骤七:将进行步骤三时的所述夹角Θ定为第一角度，绝缘清扫刷与所要清扫的绝缘子片之间的接触位置定为第一位置，在完成第一位置的清扫后，关闭电机，将清扫装置与该绝缘子片脱开，调整角度调节轴使所述夹角Θ至第二角度，此时绝缘清扫刷与所要清扫的绝缘子片之间的接触位置为第二位置，再次启动电机，开始第二位置的清扫。
【文档编号】B08B1/04GK106076907SQ201610411414
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月8日 公开号201610411414.2, CN 106076907 A, CN 106076907A, CN 201610411414, CN-A-106076907, CN106076907 A, CN106076907A, CN201610411414, CN201610411414.2
【发明人】崔嵩, 吴帅, 李永民, 侯超, 赵红, 张晓贺, 郭伟东, 李晨, 苗泽玮, 宿波
【申请人】国网山东省电力公司泰安供电公司, 国网山东宁阳县供电公司, 国家电网公司