[发明专利]一种激光清理供电系统绝缘子的方法及设备

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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/cm^2，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。

本发明的进一步改进在于：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。

本发明的进一步改进在于：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。