本发明涉及绝缘子表面污秽处理，尤其涉及一种用于绝缘子表面污秽快速采集的机械装置及采集方法。
背景技术：
1、近年来，随着电力网络的大力建设，电力系统的安全稳定运行受到越来越多的重视，绝缘子作为电气设备绝缘支撑与机械连接的重要部分，其绝缘性能直接影响电力系统的稳定运行。随着电网建设范围的扩大以及运行时间的增长，绝缘子表面污秽程度逐渐加剧，绝缘子表面污秽主要分为自然污秽和工业污秽，自然污秽包括空气中的微尘、海风带来的盐雾等，而工业污秽则主要由工业设备排放的烟尘和废气构成，这些污秽物在绝缘子表面积累，形成一层导电膜，尤其在潮湿条件下，会大大降低绝缘子的绝缘水平，导致电力事故的发生，污闪事故时刻威胁着电网运行的安全。因此根据运规要求需要定期采集绝缘子表面污秽进行测量，确定绝缘子表面污秽程度，以便及时预防与消除绝缘子表面污秽带来的安全隐患。
2、现有绝缘子表面污秽采集多需要操作人员将绝缘子片拆卸后，运送到地面使用刷子。刮刀等工具进行绝缘子表面污秽采集工作，随后将污秽样品以蒸馏水溶解收集后，送至实验室以等盐密法进行下一步分析。这种方法虽然操作简单但是效率极低，在电力系统的快速建设过程中，数量众多绝缘子的检修与监测工作将消耗大量的人力物力资源，同时由于人为操作的不确定性，无法准确确定污秽采集的区域范围，使得绝缘子表面污秽采集的标准化难以统一，进而导致后续污秽程度分析结果可信性不足。随着电力网络投运线路的快速增加，该类绝缘子表面污秽采集方法已经无法满足目前电力网络的发展趋势。
3、随着工业技术的发展，绝缘子表面污秽测量与采集逐渐向自动化与智能化发展，并逐渐分为在线测量与离线测量两种类型。其中在线测量主要采用非接触式智能检测，通过检测绝缘子表面的光学散射特性，对绝缘子盐密度、灰密度、气温、相对湿度等参数进行实时监测，但目前该方法成本高，且准确性受测量环境影响较大。离线测量则采用自动化设备对绝缘子表面污秽进行采集，避免了人工操作的误差且加快了采集工作效率，但目前仍存在高成本与高维护的问题，同时设备的小型化仍需进一步完善，使得其存在拆卸不便的问题。
4、因此，如何设计一款自动控制的易拆卸精准智能化绝缘子表面污秽采集装置，以实现绝缘子表面污秽采集的智能化与自动化，进而统一绝缘子表面污秽采集标准，提高绝缘子表面污秽的采集效率并提高测量可信度，成为学术界与工业界的重点关注问题。
技术实现思路
1、为了克服上述在电力设备维护过程中绝缘子下表面污秽采集方法的不足，本发明提供一种用于绝缘子表面污秽快速采集的机械装置及采集方法，可在不拆卸绝缘子片的情况下快速采集绝缘子表面污秽，准确获得绝缘子表面污秽采集范围，有效提高绝缘子表面污秽采集工作效率与结果可信度。考虑到传统绝缘子表面污秽采用人工采集的方式，人工成本高且效率低下，同时对绝缘子表面污秽的采集程度与范围一致性较差，采集效果受人为因素影响较大，导致污秽程度分析结果可信度降低；该用于绝缘子表面污秽快速采集的机械装置，可以提高污秽采集工作效率，统一采集结果标准以提高绝缘子表面状态检测的可信度。
2、本发明采用的技术方案为：
3、一种用于绝缘子表面污秽快速采集的机械装置，该用于绝缘子表面污秽快速采集的机械装置包括储水罐、收集罐、采集区域划定组件、清污组件、驱动组件和无线控制箱；
4、所述驱动组件安装于绝缘子的边缘处，其包括齿轮箱和伸缩旋转电机，电机与无线控制箱连接；所述采集区域划定组件包括与绝缘子上表面贴合的第一金属条和第二金属条，第一金属条和第二金属条通过齿轮箱与伸缩旋转电机传动连接；所述清污组件为位于第一金属条和第二金属条之间的刷体结构，其通过齿轮箱与伸缩旋转电机传动连接；所述储水罐和收集罐分别安装于绝缘子的上方和下方；储水罐的储水罐体内存储有蒸馏水，储水罐体下部安装有喷头；收集罐能够对已划定采集区域刷洗污水进行收集。
5、进一步，所述绝缘子的底座与铁帽之间安装有上固定卡扣和下固定卡扣；上固定卡扣通过储水桶支架与储水罐体连接，下固定卡扣通过收集罐支架与收集罐体连接，下固定卡扣通过齿轮箱支架与齿轮箱连接，使储水罐、收集罐和驱动组件安装于绝缘子上。
6、进一步，所述第一金属条和第二金属条的一端延伸至齿轮箱内，第一金属条在齿轮箱内的一端连接有第一驱动齿轮，第二金属条在齿轮箱内的一端连接有第二驱动齿轮；第一金属条和第二金属条通过第一驱动齿轮和第二驱动齿轮配合伸缩旋转电机控制开合角度，划定绝缘子上表面不同扇形面积的污秽采集区域。
7、进一步，所述清污组件包括伸缩杆，以及安装于伸缩杆下方的刷头；伸缩杆位于第一金属条和第二金属条之间，伸缩杆的一端延伸至齿轮箱内，伸缩杆在齿轮箱内的一端连接有第三驱动齿轮；伸缩杆通过第三驱动齿轮配合伸缩旋转电机在划定的污秽采集区域内往复摆动，对污秽采集区域内的绝缘子上表面进行污秽刷洗。
8、进一步，所述储水罐体的下部设有带流量开关的喷头，喷头与无线控制箱连接；无线控制箱接收控制指令，控制储水罐向采集区域喷洒蒸馏水。
9、进一步，所述收集罐包括收集罐体，收集罐体的顶部安装有引流管；引流管的顶部呈漏斗状，并位于绝缘子下表面的边缘处，且位于第一金属条和第二金属条之间，对已划定采集区域刷洗污水通过引流管进入收集罐体。
10、一种用于绝缘子表面污秽快速采集的采集方法，该采集方法基于上述的用于绝缘子表面污秽快速采集的机械装置，其特征在于，包括以下步骤：
11、步骤1.确定需采集的绝缘子表面区域，在绝缘子的底座与铁帽之间安装有上固定卡扣和下固定卡扣，固定污秽采集装置主体；
12、步骤2.根据需采集的绝缘子表面区域，通过上固定卡扣和下固定卡扣固定储水罐于采集装置上端，固定收集罐于采集装置下端；
13、步骤3.向无线控制箱发送控制指令，控制驱动组件驱动采集区域划定组件，预设第一金属条与第二金属条开合角度
14、步骤4.基于预设第一金属条与第二金属条开合角度以及清污组件的刷头长度l，获得污秽采集区域面积s；
15、步骤5.由预设污秽采集标准，根据绝缘子表面污秽采集面积s，计算获得储水罐流量开关处蒸馏水储水量q；
16、步骤6.通过无线控制箱对驱动组件的伸缩旋转电机参数进行调节，预设污秽刷头转动角速度ω，往复转动次数为n，由此获得污秽采集刷头在绝缘子表面污秽采集区域采集时间t；
17、步骤7.在清污组件的刷头转动采集时，控制储水罐上的喷头关闭，在经过采集时间t后，采已划定采集区域含污秽的采集水样通过引流管引流到收集罐体中；
18、步骤8.预设清污组件的工作次数为n次，令驱动组件配合清污组件进行绝缘子表面污秽采集工作时重复n次刷洗操作。
19、进一步，步骤4中，通过无线控制箱预先设置第一金属条与第二金属条开合角度污秽采集刷头长度l，则污秽采集区域面积s可由下式获得：
20、
21、进一步，步骤5中，根据预设污秽采集标准，用于绝缘子表面污秽采集的蒸馏水量与污秽采集面积成正比，由此控制储水罐流量开关处蒸馏水储水量q为：
22、q＝k·s
23、其中，k为绝缘子表面污秽采集的蒸馏水量与污秽采集面积的比例系数，可在无线控制箱中预设。
24、进一步，步骤6中，通过无线控制线预设污秽刷头转动角速度ω，往复转动次数为n，由此获得污秽采集刷头在绝缘子表面污秽采集区域采集时间t为：
25、
26、本发明的有益效果是：
27、上述用于绝缘子表面污秽快速采集的机械装置，通过在绝缘子的底座与铁帽之间安装上固定卡扣和下固定卡扣，从而将装置主体未拆卸绝缘子片的情况下进行稳定的安装；通过预先设置污秽采集刷头长度l、第一金属条与第二金属条开合角度、储水罐出水量q、污秽刷头转动角速度ω、往复转动次数为n、以及采集时间t等参数，可确保污秽采集标准的一致性；利用第一金属片与第二金属片的开合角度划分出污秽采集区域，并使用清污组件的刷头往复运动配合定量蒸馏水洗刷获得绝缘子表面固定面积区域的污秽，最后通过收集罐对已划定采集区域刷洗污水进行收集精准收集，从而为后续精确计算绝缘子表面污秽污染程度奠定基础，整个绝缘子表面污秽采集过程实现了智能化、标准化与自动化。用于绝缘子表面污秽快速采集的机械装置结构紧凑，便于携带与安装，有效提高了绝缘子表面污秽的采集效率与采集精度，节省了大量的人力物力成本。
1.一种用于绝缘子表面污秽快速采集的机械装置，其特征在于：该用于绝缘子表面污秽快速采集的机械装置包括储水罐、收集罐、采集区域划定组件、清污组件、驱动组件和无线控制箱；
2.根据权利要求1所述的用于绝缘子表面污秽快速采集的机械装置，其特征在于：所述绝缘子的底座与铁帽之间安装有上固定卡扣和下固定卡扣；上固定卡扣通过储水桶支架与储水罐体连接，下固定卡扣通过收集罐支架与收集罐体连接，下固定卡扣通过齿轮箱支架与齿轮箱连接，使储水罐、收集罐和驱动组件安装于绝缘子上。
3.根据权利要求1所述的用于绝缘子表面污秽快速采集的机械装置，其特征在于：所述第一金属条和第二金属条的一端延伸至齿轮箱内，第一金属条在齿轮箱内的一端连接有第一驱动齿轮，第二金属条在齿轮箱内的一端连接有第二驱动齿轮；第一金属条和第二金属条通过第一驱动齿轮和第二驱动齿轮配合伸缩旋转电机控制开合角度，划定绝缘子上表面不同扇形面积的污秽采集区域。
4.根据权利要求1所述的用于绝缘子表面污秽快速采集的机械装置，其特征在于：所述清污组件包括伸缩杆，以及安装于伸缩杆下方的刷头；伸缩杆位于第一金属条和第二金属条之间，伸缩杆的一端延伸至齿轮箱内，伸缩杆在齿轮箱内的一端连接有第三驱动齿轮；伸缩杆通过第三驱动齿轮配合伸缩旋转电机在划定的污秽采集区域内往复摆动，对污秽采集区域内的绝缘子上表面进行污秽刷洗。
5.根据权利要求1所述的用于绝缘子表面污秽快速采集的机械装置，其特征在于：所述储水罐体的下部设有带流量开关的喷头，喷头与无线控制箱连接；无线控制箱接收控制指令，控制储水罐向采集区域喷洒蒸馏水。
6.根据权利要求1所述的用于绝缘子表面污秽快速采集的机械装置，其特征在于：所述收集罐包括收集罐体，收集罐体的顶部安装有引流管；引流管的顶部呈漏斗状，并位于绝缘子下表面的边缘处，且位于第一金属条和第二金属条之间，对已划定采集区域刷洗污水通过引流管进入收集罐体。
7.一种用于绝缘子表面污秽快速采集的采集方法，该采集方法基于权利要求1-6任一所述的用于绝缘子表面污秽快速采集的机械装置，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的用于绝缘子表面污秽快速采集的采集方法，其特征在于：步骤4中，通过无线控制箱预先设置第一金属条与第二金属条开合角度污秽采集刷头长度l，则污秽采集区域面积s可由下式获得：
9.根据权利要求7所述的用于绝缘子表面污秽快速采集的采集方法，其特征在于：步骤5中，根据预设污秽采集标准，用于绝缘子表面污秽采集的蒸馏水量与污秽采集面积成正比，由此控制储水罐流量开关处蒸馏水储水量q为：
10.根据权利要求7所述的用于绝缘子表面污秽快速采集的采集方法，其特征在于：步骤6中，通过无线控制线预设污秽刷头转动角速度ω，往复转动次数为n，由此获得污秽采集刷头在绝缘子表面污秽采集区域采集时间t为：
