一种特高压变压器用精特换位导线激光检测系统的制作方法

本申请涉及导线检测领域，尤其涉及一种特高压变压器用精特换位导线激光检测系统。

背景技术：

1、精特换位导线是特高压变压器中常用的导线，通常由多根铜线用纸绝缘带缠绕成导线束，在导线束的轴向上，由于纸绝缘带的缠绕和铜线的局部弯折会在表面产生不同程度的凸起，为了确保导线的质量，出厂之前会对导线进行检测，使导线表面凸起距离在允许的范围之内。现有技术中通常采用人工检测或图像扫描检测，对于人工检测而言，不仅效率低，而且可靠性也不高，对于图像扫描检测，则需要依赖于图像采集、数据处理等系统，不仅成本高，而且延迟高，导线传输速度不能过快，因此工作效率也偏低。

技术实现思路

1、有鉴于此，提出一种特高压变压器用精特换位导线激光检测系统，实现提高检测结果的可靠性并提高工作效率。

2、本申请提供了一种特高压变压器用精特换位导线激光检测系统，包括固定支架、旋转支架、激光距离传感器、驱动装置、速度传感器、控制器、显示器；所述旋转支架与所述固定支架转动连接，所述驱动装置与所述旋转支架传动连接，所述激光距离传感器与所述旋转支架固定连接，所述速度传感器与所述固定支架固定连接，所述速度传感器、所述驱动装置、所述激光距离传感器、所述显示器分别与所述控制器连接；所述旋转支架环绕导线设置，所述激光距离传感器的激光收发端口正对导线的中心轴线；所述速度传感器用于检测导线的轴向传送速度，所述控制器根据导线的轴向传送速度控制所述驱动装置以及所述激光距离传感器工作，所述驱动装置用于驱动旋转支架绕导线旋转，所述激光距离传感器用于测量导线表面凸起的距离，所述显示器用于显示导线表面凸起的距离。

3、在上述特高压变压器用精特换位导线激光检测系统的一些实施方式中，所述激光距离传感器包括两个第一激光距离传感器，所述第一激光距离传感器沿导线的轴向排列，导线的传送速度为v（米/秒），所述旋转支架的角速度为w（度/秒），所述第一激光距离传感器的排列间距为d（米），w=360v/d。

4、在上述特高压变压器用精特换位导线激光检测系统的一些实施方式中，所述控制器控制所述第一激光距离传感器间歇式发射激光，所述第一激光距离传感器发射激光的时间间隔为t（秒），t=θ/w，5≤θ（度）≤10。

5、在上述特高压变压器用精特换位导线激光检测系统的一些实施方式中，所述激光距离传感器还包括两个第二激光距离传感器，所述第二激光距离传感器沿导线的轴向排列，所述第二激光距离传感器与所述第一激光距离传感器分别位于导线两侧，前侧的所述第一激光距离传感器与前侧的所述第二激光距离传感器位于同一直线上，所述第二激光距离传感器的排列间距为d/2，所述控制器控制所述第一激光距离传感器和所述第二激光距离传感器同步间歇式发射激光。

6、在上述特高压变压器用精特换位导线激光检测系统的一些实施方式中，所述速度传感器采用激光传感器，所述速度传感器的激光收发端口正对导线的中心轴线，所述速度传感器位于所述激光距离传感器的前侧，所述速度传感器检测导线上的纸绝缘带的边缘并将检测结果传输给所述控制器，所述控制器计算单位时间内纸绝缘带边缘从所述速度传感器经过的数量获得导线的传送速度。

7、在上述特高压变压器用精特换位导线激光检测系统的一些实施方式中，所述驱动装置采用伺服电机，所述旋转支架的形状为圆环状，所述旋转支架的外侧面固定连接有环形的从动齿轮，所述驱动装置的输出轴上固定连接有主动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮啮合传动连接，所述固定支架的形状为圆筒状，所述旋转支架位于所述固定支架内侧，所述旋转支架外侧面与所述固定支架内侧面之间设有滚动轴承，所述旋转支架通过所述滚动轴承与所述固定支架转动连接。

8、在上述特高压变压器用精特换位导线激光检测系统的一些实施方式中，所述显示器上显示有动态列表区，动态列表区中记录有导线表面凸起的当前值和历史值。

9、在上述特高压变压器用精特换位导线激光检测系统的一些实施方式中，所述显示器上显示有异常点密集度分布区，异常点密集度分布区中记录有基准时间轴，基准时间轴起始时间为t1（秒），结束时间为t2（秒），基准时间轴的结束时间与当前的实时时间同步，t2-t1≥60（秒），异常点按时序排列在基准时间轴上，异常点对应时刻与导线表面凸起的距离超过允许范围的时刻相同。

10、在上述特高压变压器用精特换位导线激光检测系统的一些实施方式中，所述显示器上显示有实时凸起距离展示区，实时凸起距离展示区中记录有时间-距离坐标系，在时间-距离坐标系中记录有所述激光距离传感器在最近30分钟测量的导线表面凸起的距离随时间变化的坐标点，各坐标点由折线串连。

11、在上述特高压变压器用精特换位导线激光检测系统的一些实施方式中，所述异常点包括凸起异常点和测量异常点，凸起异常点对应时刻与导线表面凸起的距离超过允许范围的时刻相同，凸起异常点显示为红色，测量异常点对应时刻与前侧的第一激光距离传感器以及后侧的第二激光距离传感器在同一点位测量的距离差值超过允许范围时的时刻相同。

12、本发明的有益效果：

13、激光距离传感器对导线表面进行测量获得导线表面凸起距离的数据并传输给控制器，控制器对数据进行计算处理后传输给显示器并控制显示器显示检测结果。工作人员通过显示器可以实时获知导线表面凸起距离是否超过允许范围，当超过允许范围时，控制器根据速度传感器获得的导线传送速度计算获得导线传送的距离，记录导线表面凸起距离超范围处沿导线轴向的位置，便于工作人员进行定位并修复。本实施例中的激光检测系统能够对导线的轴向、圆周方向进行连续或间歇性测量，当采用间歇性测量时，数据量相较于现有技术中的图像识别检测系统而言少很多，因此对控制器中处理器的算力需求较低，延迟降低，可以增大导线的缠绕速度和传送速度，从而提高检测工作效率。相较于现有技术中的图像识别检测系统而言，不存在图像变形、环境光、导线表面颜色变化等因素产生的测量误差，因此测量结果更加准确，由此可见，本实施例中的检测系统有助于提高检测结果的可靠性并提高工作效率。

14、两个第一激光距离传感器的测量结果互相作为校验依据，后侧的第二激光距离传感器与前侧的第一激光距离传感器检测结果也互相作为校验依据，一旦两个第一激光距离传感器以及后侧的第二激光距离传感器在同一点位的测量结果不一致或差值超过允许范围时，说明三者中至少有一个存在故障或失效或误差过大，需要工作人员进行维护，进一步提高了测量结果的可靠性。第一激光距离传感器和第二激光距离传感器可以择一运行。例如粗略测量时，停用第二激光距离传感器只采用第一激光距离传感器，精确测量时，停用第一激光距离传感器只采用第二激光距离传感器，精确可靠测量时，同时采用第一激光距离传感器和第二激光距离传感器。

技术特征：

1.一种特高压变压器用精特换位导线激光检测系统，其特征在于，包括固定支架（100）、旋转支架（102）、激光距离传感器、驱动装置（104）、速度传感器（106）、控制器（108）、显示器（110）；

2.根据权利要求1所述的特高压变压器用精特换位导线激光检测系统，其特征在于，所述激光距离传感器包括两个第一激光距离传感器（112），所述第一激光距离传感器（112）沿导线（128）的轴向排列，导线（128）的传送速度为v（米/秒），所述旋转支架（102）的角速度为w（度/秒），所述第一激光距离传感器（112）的排列间距为d（米），w=360v/d。

3.根据权利要求2所述的特高压变压器用精特换位导线激光检测系统，其特征在于，所述控制器（108）控制所述第一激光距离传感器（112）间歇式发射激光，所述第一激光距离传感器（112）发射激光的时间间隔为t（秒），t=θ/w，5≤θ（度）≤10。

4.根据权利要求3所述的特高压变压器用精特换位导线激光检测系统，其特征在于，所述激光距离传感器还包括两个第二激光距离传感器（114），所述第二激光距离传感器（114）沿导线（128）的轴向排列，所述第二激光距离传感器（114）与所述第一激光距离传感器（112）分别位于导线（128）两侧，前侧的所述第一激光距离传感器（112）与前侧的所述第二激光距离传感器（114）位于同一直线上，所述第二激光距离传感器（114）的排列间距为d/2，所述控制器（108）控制所述第一激光距离传感器（112）和所述第二激光距离传感器（114）同步间歇式发射激光。

5.根据权利要求2所述的特高压变压器用精特换位导线激光检测系统，其特征在于，所述速度传感器（106）采用激光传感器，所述速度传感器（106）的激光收发端口正对导线（128）的中心轴线，所述速度传感器（106）位于所述激光距离传感器的前侧，所述速度传感器（106）检测导线（128）上的纸绝缘带（130）的边缘并将检测结果传输给所述控制器（108），所述控制器（108）计算单位时间内纸绝缘带（130）边缘从所述速度传感器（106）经过的数量获得导线（128）的传送速度。

6.根据权利要求1所述的特高压变压器用精特换位导线激光检测系统，其特征在于，所述驱动装置（104）采用伺服电机，所述旋转支架（102）的形状为圆环状，所述旋转支架（102）的外侧面固定连接有环形的从动齿轮（116），所述驱动装置（104）的输出轴上固定连接有主动齿轮（118），所述主动齿轮（118）与所述从动齿轮（116）啮合传动连接，所述固定支架（100）的形状为圆筒状，所述旋转支架（102）位于所述固定支架（100）内侧，所述旋转支架（102）外侧面与所述固定支架（100）内侧面之间设有滚动轴承（120），所述旋转支架（102）通过所述滚动轴承（120）与所述固定支架（100）转动连接。

7.根据权利要求4所述的特高压变压器用精特换位导线激光检测系统，其特征在于，所述显示器（110）上显示有动态列表区（122），动态列表区（122）中记录有导线（128）表面凸起的当前值和历史值。

8.根据权利要求7所述的特高压变压器用精特换位导线激光检测系统，其特征在于，所述显示器（110）上显示有异常点密集度分布区（124），异常点密集度分布区（124）中记录有基准时间轴，基准时间轴起始时间为t1（秒），结束时间为t2（秒），基准时间轴的结束时间与当前的实时时间同步，t2-t1≥60（秒），异常点按时序排列在基准时间轴上，异常点对应时刻与导线（128）表面凸起的距离超过允许范围的时刻相同。

9.根据权利要求8所述的特高压变压器用精特换位导线激光检测系统，其特征在于，所述显示器（110）上显示有实时凸起距离展示区（126），实时凸起距离展示区（126）中记录有时间-距离坐标系，在时间-距离坐标系中记录有所述激光距离传感器在最近30分钟测量的导线（128）表面凸起的距离随时间变化的坐标点，各坐标点由折线串连。

10.根据权利要求8所述的特高压变压器用精特换位导线激光检测系统，其特征在于，所述异常点包括凸起异常点和测量异常点，凸起异常点对应时刻与导线（128）表面凸起的距离超过允许范围的时刻相同，凸起异常点显示为红色，测量异常点对应时刻与前侧的第一激光距离传感器（112）以及后侧的第二激光距离传感器（114）在同一点位测量的距离差值超过允许范围时的时刻相同。

技术总结
本申请涉及导线检测领域，尤其涉及一种特高压变压器用精特换位导线激光检测系统，包括固定支架、旋转支架、激光距离传感器、驱动装置、速度传感器、控制器、显示器；旋转支架与固定支架转动连接，驱动装置与旋转支架传动连接，激光距离传感器与旋转支架固定连接，速度传感器与固定支架固定连接，速度传感器、驱动装置、激光距离传感器、显示器分别与控制器连接；旋转支架环绕导线设置，激光距离传感器的激光收发端口正对导线的中心轴线；速度传感器用于检测导线的轴向传送速度，控制器根据导线的轴向传送速度控制驱动装置以及激光距离传感器工作，驱动装置用于驱动旋转支架绕导线旋转，激光距离传感器用于测量导线表面凸起的距离。

技术研发人员：郁伟民,陈爱兵,张斌,周里
受保护的技术使用者：江苏锡洲新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23