专利名称：一种输电线巡线机器人在线供电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于输电线巡线机器人技术领域，特别涉及一种为高压输电线路上巡线的机器人提供电源的装置。
背景技术：
随着清洁能源的发展，风力、水力和光伏能源得到大力开发应用，然而，这些发电场站大多分布在边远地区，需要远程输电才能把能源输送到城市用电密集的地区，输电网也同样得到广泛的建设和应用，面对分布在旷野的输电线路，对输电线路的检测、维护成为电网运行的重要工作，需要巡线工人定期对线路进行检测，主要靠人工通过望远镜进行巡线，以便发现线路的隐患，但对于跨越深山峡谷的输电线路，人工巡线难以实现，对此有使用直升飞机进行巡线的，但是飞机巡线运行成本高，还存在安全风险，直接在高压输电线上行走的具有视频识别和录像的巡线机器人应运而生，该巡线机器人自带电池，通过绝缘支 架上挂到高压输电线路上让其顺输电线进行行走，并对线路进行巡检，由于电池的容量有限，巡线机器人需要定期返回进行充电，连续工作时间受到很大限制，解决巡线机器人的电源成为很有益的工作。
实用新型内容为解决现有技术中的电力线巡线机器人的电池的容量有限，需要定期返回进行充电，无法实现连续工作的问题，本实用新型提供一种输电线巡线机器人在线供电装置，其技术方案如下一种输电线巡线机器人在线供电装置具有两组半圆环形的互感器，一组为电流互感器，另一组为载波互感器，每组互感器分为左右两半，分置于左壳体和右壳体中，每个互感器均由半圆环形的磁芯构成，右壳体中的两个互感器上分别绕有线圈；所述右壳体中的电流互感器上的线圈与电路板相连，经压敏电阻过压保护、整流器整流后通过MOSFET管、稳压管和电阻将电流源转换成电压源，作为信号耦合装置的工作电源；所述工作电源还使用由两只以上电容串接而成的电容组储能；所述右壳体中的载波互感器上的线圈与电路板相连，其中有载波互感器上的线圈与第三线圈、第五电容、第六电容、第一 MOSFET管、第二 MOSFET管元件组成的载波发送电路，将放大器输出的载波信号馈入电力线；载波互感器上的线圈与压敏电阻、第九电阻、第十电容、第四线圈元件组成谐振网络将从电力线上感应的载波信号进行放大后送入电路板上的单片机中；左壳体安装在可伸缩的左支架上，右壳体安装在可伸缩的右支架上，右支架上安装有与右壳体中的两个线圈相连接的线缆；左支架和右支架均安装在巡线机器人上。作为本实用新型的优选方案[0011]所述工作电源中的电容组由6只电容串接而成。作为本实用新型的进一步优选方案所述电路板上具有与单片机连接的无线接口。作为本实用新型的更进一步优选方案地面设备具有无线接口，其嵌入到应用系统中，或者做成RS232接口与微机或数据终端相连接。本实用新型右支架上安装的线缆与巡线机器人相连。使用时，当左壳体上的两个半圆环型互感器与右壳体上的两个半圆环互感器结合卡在输电线上成为一个整体时，两组半圆环闭合，分别合成一个完整的电流互感器和一个载波互感器，高压线从两个互感器的磁路中心穿过，输电线中流过的电流在电流互感器中感生电流，经转换后为信号耦合装置提供电源；载波互感器用于将载波信号耦合到输电线上或从输电线上感应载波信号，载波 信号与地面设备之间用无线方式传递信息。本实用新型的电路和通信部分，可以采用申请号为200910094780. X、发明名称为“高压电力线载波通信信号耦合方法及装置”中公开的通过电力线上获取电源的方法，以及通过电力线与远方的厂站进行数据交换的方法和通过无线与附近地面进行数据交换的方法，将以上三种技术应用以巡线机器人，即构成本实用新型技术方案，可以方便完整的解决巡线机器人的电力供应和数据传输问题。所不同的是，申请号为200910094780. X的发明中公开的装置，是使用机件固定在高压线路上作为通信装置固定使用，本实用新型将该装置作为巡线机器人的部件，通过机械装置由巡线机器人操作，在巡线机器人电力不足或需要载波远程通信时才固定到线路上。
图I为本实用新型输电线巡线机器人在线供电装置的剖视图；图2为图I中的输电线巡线机器人在线供电装置的俯视图；图3为输电线巡线机器人在线供电装置的立体示意图；图4为输电线巡线机器人在线供电装置的安装示意图；图5为电流互感器上的线圈经稳压电路转换成电压源的电路原理图；图6是本实用新型载波电路原理图。
具体实施方式
一种输电线巡线机器人在线供电装置如图I至图4所示，具有两组半圆环形的互感器，一组为电流互感器I和4，另一组为载波互感器3和5，每组互感器分为左右两半，分置于左壳体7和右壳体6中，每个互感器均由半圆环形的磁芯构成，右壳体6中的两个互感器I和3上分别绕有线圈；如图5所示，所述电流互感器上的线圈CTl与电路板上的压敏电阻RZ2和整流器DB3连接，经过Q1、Z1和R2组成的分流稳压电路与电容器EPl连接，电容器EPl构成15V的电压源；所述分流稳压电路经充电电路与超级电容CB1-CB6连接；如图6所示，所述右壳体6中的载波互感器3上的线圈T4与电路板2相连，其中有载波互感器上的线圈T4与第三线圈L3、第五电容CC5、第六电容CC6、第一 MOSFET管PC1、第二 MOSFET管NCl元件组成的载波发送电路，将放大器输出的载波信号馈入电力线10 ;载波互感器3上的线圈T4与压敏电阻VR1、第九电阻RC9、第十电容CC10、第四线圈L4元件组成谐振网络将从电力线10上感应的载波信号进行放大后送入电路板2上的单片机中；所述单片机为PL3106处理器，PL3106内部包含载波通信模块、日历时钟模块及8052微处理器模块，TXl为9. 6MHz石英晶体，为芯片提供时钟，U4为串行存储器，可以保存装置的通信地址等运行参数；左壳体7安装在可伸缩的左支架9上，右壳体6安装在可伸缩的右支架8上，右支架8上安装有与右壳体6中的两个线圈CTl和T4相连接的线缆；左支架9和右支架8均安装在巡线机器人11上。所述的超级电容CB1-CB6使用6只电容串接，每只电容2. 7V，高压线上无电流或电流短时中断时，由超级电容为装置供电；超级电容有充电电路，在电流互感器有电流时，对超级电容进行充电，充足电后自动停止充电，线路中无电流时，超级电容为负载提供电力。[0031 ] 所述电路板2上具有与单片机连接的无线接口。所述无线通信可以采用申请号为200910094780. X的“高压电力线载波通信信号耦合方法及装置”发明中的无线通信部分，其核心为CC2500工作于2. 4GHz频段的单片无线模块；所述无线接口可以采用申请号为200910094780. X的“高压电力线载波通信信号耦合方法及装置”发明中的接口电路。地面设备具有无线接口，其嵌入到应用系统中，或者做成RS232接口与微机或数据终端相连接。图4中，本实用新型在线供电装置通过可伸缩和张开的左支架9和右支架8与输电线巡线机器人11连接，电源线与载波通信线也从右支架8通过并将在线供电装置与输电线巡线机器人11保持连接。图1-3中，当本实用新型在左支架9和右支架8的操作下，左壳体7和右壳体6闭合卡在输电线10上时，电流互感器1、4闭合形成完整的电流互感器，载波互感器3、5闭合形成完整载波互感器。输电线10从两个互感器的磁路中心穿过，输电线10中流过的电流在电流互感器中感生电流，经转换后为信号耦合装置提供电源；载波互感器用于将载波信号耦合到输电线10上或从输电线10上感应载波信号。线巡线机器人11需要进行充电或载波远程通信时，将左支架9和右支架8张开并伸长，将供电装置举升，当供电装置的中心位置与输电线10持平时，通过左支架9和右支架8的操作，将左壳体7和右壳体6闭合,将输电线10卡住。从而方便完整的解决了巡线机器人的电力供应和数据传输问题，避免了巡线机器人频繁的线下进行电力补充，提高其连续工作的时间，甚至实现长期在线运行。巡线机器人不需要通信，并且电力充足时，通过左支架9和右支架8的操作，将左壳体7和右壳体6张开，收缩左支架9和右支架8将供电装置收入巡线机器人11，机器人11通过行走装置12，延输电线10移动并对线路进行巡检。将发明人在200910094780. X中公开的载波通信部分用于巡线机器人，即可实现与控制中心的通信。将发明人在200910094780. X中公开的无线通信部分用于巡线机器人，即可实现巡线机器人与地面控制设备的短距离通信。
权利要求1.一种输电线巡线机器人在线供电装置，其特征在于 具有两组半圆环形的互感器(1，4，3，5)，一组为电流互感器(1，4)，另一组为载波互感器(3，5)，每组互感器分为左右两半，分置于左壳体(7)和右壳体(6)中，每个互感器(1，4，3,5)均由半圆环形的磁芯构成，右壳体(6)中的两个互感器(1，3)上分别绕有线圈(CT1，T4)； 所述右壳体(6)中的电流互感器(I)上的线圈(CTl)与电路板(2)相连，经压敏电阻(RZ2)过压保护、整流器(DB3)整流后通过MOSFET管(Ql)、稳压管(Zl)和电阻(R2)将电流源转换成电压源，作为信号耦合装置的工作电源；所述工作电源还使用由至少两只电容串接而成的电容组储能； 所述右壳体(6)中的载波互感器(3)上的线圈(T4)与电路板(2)相连，其中有载波互感器上的线圈(T4)与第三线圈(L3)、第五电容(CC5)、第六电容(CC6)、第一 MOSFET管(PCl)、第二 MOSFET管(NCl)元件组成的载波发送电路，将放大器输出的载波信号馈入电力线(10);载波互感器(3)上的线圈(T4)与压敏电阻(VRl)、第九电阻(RC9)、第十电容 (CClO)、第四线圈(L4)元件组成谐振网络将从电力线(10)上感应的载波信号进行放大后送入电路板(2)上的单片机中； 左壳体(7)安装在可伸缩的左支架(9)上，右壳体(6)安装在可伸缩的右支架⑶上，右支架(8)上安装有与右壳体(6)中的两个线圈(CT1，T4)相连接的线缆； 左支架(9)和右支架(8)均安装在巡线机器人(11)上。
2.根据权利要求I所述的一种输电线巡线机器人在线供电装置，其特征在于所述工作电源中的电容组由6只电容串接而成。
3.根据权利要求I所述的一种输电线巡线机器人在线供电装置，其特征在于所述电路板(2)上具有与单片机连接的无线接口。
4.根据权利要求I所述的一种输电线巡线机器人在线供电装置，其特征在于地面设备具有无线接口，其嵌入到应用系统中，或者做成RS232接口与微机或数据终端相连接。
专利摘要一种输电线巡线机器人在线供电装置，属于输电线巡线机器人技术领域，解决了现有电力线巡线机器人的电池的容量有限的问题，包括两组半圆环形的互感器，一组为电流互感器，另一组为载波互感器，分置于左、右壳体中，右壳体中的两个互感器上均绕有线圈；电流互感器上的线圈与电路板相连，经压敏电阻、整流器、稳压管和电阻转换成电压源；载波互感器上的线圈与电路板相连，由载波发送电路和谐振网络构成；左、右壳体分装在左、右支架上。当需要进行充电或载波远程通信时，通过左、右支架将左、右壳体闭合，构成完整的电流互感器和载波互感器，即可为巡线机器人提供电源，并将载波信号耦合到输电线上。
文档编号H02J17/00GK202475040SQ201220059719
公开日2012年10月3日 申请日期2012年2月23日 优先权日2012年2月23日
发明者代林, 冯军平, 张龙, 杜伟, 梁华良, 蒋跃明, 连光富 申请人:昆明天龙经纬电子科技有限公司