一种地电位法带电更换避雷器的方法及其专用组合工具与流程

技术领域：

本发明涉及一种地电位法带电更换避雷器的方法及其专用组合工具，广泛应用于架空配电线路地电位法更换避雷器的工作中，属于配电线路带电检修现场技术领域。

背景技术：
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避雷器就是在线路上或设备上人为制造绝缘薄弱点即间隙的装置，间隙的击穿电压比线路或设备的雷电冲击绝缘水平低，在正常运行电压下间隙处于绝缘隔离状态，在过电压下间隙被击穿接地，放电、降压起到保护线路或设备绝缘的作用。金属氧化锌避雷器因其性能优良被广泛应用于10kV配电线路中，用以限制过电压，保护配电线路或设备。

在实际应用中，由于运行年限长、运行环境恶劣，特别是在雷电活动较为活跃的地区，一些避雷器经常会发生老化、故障等情况，严重影响配电线路和设备的安全运行，需要对这些避雷器进行更换。

停电更换避雷器需要中断某一区域的电力供应，影响大量用户的正常生产和生活，降低供电可靠性，这种作业方式已经越来越不适应供电公司优质服务的要求和当今电网的发展趋势，非必须时一般不采用。

目前带电更换避雷器工作是通过中间电位作业法进行，即作业人员戴绝缘安全帽，穿全套绝缘服，操作绝缘斗臂车绝缘斗接近作业位置进行检修作业。中间电位作业法更换避雷器存在四处不足：一是受地形条件限制，电杆若处在山地、果园等复杂地形时，绝缘斗臂车无法到达作业位置，无法开展作业；二是企业成本高，需要出动作业人员数量多，出动大型车辆绝缘斗臂车；三是作业人员存在安全风险，配电线路紧凑，电气设备布置密集，作业范围窄小，作业人员靠近带电体作业，容易发生相地短路或相间短路危险；四是工作效率低，作业步骤多，程序复杂，工作耗时长。

地电位作业法即作业人员通过脚扣攀登杆塔至适当位置，通过绝缘操作杆进行带电检修作业，应用此方法更换避雷器可以克服中间电位法更换避雷器时存在的不足，但是目前无地电位法更换避雷器的专用工具，导致地电位法更换避雷器工作无法开展。

技术实现要素：
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本发明的目的在于克服上述已有技术的不足而提供一种结构简单、安装方便、安全可靠，适用范围广、提高带电作业效率、降低企业用工成本的地电位法更换避雷器的方法及其专用组合工具。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：一种地电位法带电更换避雷器的专用组合工具，其特征在于其由易形套筒、避雷器抓手两部分组成，其中：

所述的易形套筒包括绝缘下底座，下底座左侧的前后两端各连接1个绝缘的“U”形横担卡槽，“U”形横担卡槽用于卡到避雷器横担上，并使避雷器置于2个“U”形横担卡槽之间，下底座右侧的中部连接用于卡住绝缘操作杆的绝缘操作杆卡环；下底座的中部连接绝缘主架，主架上连接“П”形支架，“П”形支架由水平板和水平板两端的竖直板连为一体构成，“П”形支架的水平板的两端分别连接有第一轴承、第二轴承，第一轴承和第二轴承通过水平传动轴相连，第一轴承的外侧连接第一竖直齿轮，第二轴承的外侧连接第二竖直齿轮；“П”形支架的两个竖直板的外侧分别连接有第三轴承、第四轴承，第三轴承的上端连接第一水平齿轮，第四轴承的上端连接第二水平齿轮，第一竖直齿轮和第一水平齿轮啮合，第二竖直齿轮和第二水平齿轮啮合，第一水平齿轮通过第三轴承连接第一竖直齿轮轴，第一竖直齿轮轴连接用于连接绝缘操作杆的操作杆套筒连接头，第二水平齿轮通过第四轴承连接第二竖直齿轮轴，第二竖直齿轮轴连接套筒连接头，套筒连接头活动连接用于套到避雷器桩头螺母上的可拆卸套筒；

所述的避雷器抓手包括两个相互对称的环氧树脂制作的用于夹紧避雷器的绝缘抓手，两个绝缘抓手的中部通过弹簧连接，每个绝缘抓手的一侧均设有半圆弧形抓手卡槽，每个绝缘抓手的另一侧均设有半圆形顶槽，两个半圆形顶槽构成圆形顶槽；绝缘抓手通过螺丝连接“”形抓手连接机构的上端，“”形抓手连接机构的下端设有带内螺纹的插孔，抓手连接机构通过插孔连接可旋转长丝杆，可旋转长丝杆的顶部设有控制绝缘抓手开口大小的锥形顶头，锥形顶头置于圆形顶槽下端，可旋转长丝杆的底部设有用于连接绝缘操作杆的操作杆抓手连接头。

为了进一步实现本发明的目的，所述的“П”形支架的外部连接有绝缘罩， “П”形支架、第一轴承、第二轴承、水平传动轴、第一竖直齿轮、第二竖直齿轮、第三轴承、第四轴承、第一水平齿轮、第二水平齿轮、第一竖直齿轮轴、第二竖直齿轮轴均包裹在绝缘罩内。

一种地电位法带电更换避雷器的方法，其特征在于其包括如下步骤：

1）对易形套筒、避雷器抓手、绝缘操作杆进行外观检查确认无损坏及变形并用绝缘检测仪进行绝缘电阻检测，绝缘电阻值大于700MΩ，杆上电工甲、杆上电工乙依次攀登杆塔至距避雷器横担0.7m~1m处；

2）地面电工丙将第一绝缘操作杆穿过地电位法带电更换避雷器的专用组合工具的易形套筒的操作杆卡环，并与易形套筒的操作杆套筒连接头连接，完成第一绝缘操作杆和易形套筒的连接；

3）地面电工丙将连接好的易形套筒及第一绝缘操作杆通过绝缘绳索传递给杆上电工甲；

4）杆上电工甲通过第一绝缘操作杆将易形套筒举至避雷器横担高度，将易形套筒的“U”形横担卡槽卡到避雷器横担上，注意避雷器应位于2个“U”形横担卡槽之间，同时调整易形套筒位置，将套筒套到避雷器上桩头螺母上，完成易形套筒的安装；

5）地面电工丙将第二绝缘操作杆与避雷器抓手的操作杆连接头连接，完成第二绝缘操作杆和避雷器抓手的连接；

6）地面电工丙将连接好第二绝缘操作杆的避雷器抓手传递给杆上电工乙；

7）杆上电工乙将避雷器抓手举至避雷器高度，将避雷器抓手的绝缘抓手夹到避雷器本体上，同时旋转第二绝缘操作杆带动避雷器抓手的可旋转长丝杆旋转，使锥形顶头伸出，控制绝缘抓手开口变小，夹紧避雷器本体；

8）杆上电工乙握紧第二绝缘操作杆控制避雷器本体不发生转动，杆上电工甲旋转第一绝缘操作杆带动第一水平齿轮旋转，第一水平齿轮和第一竖直齿轮咬合，第一竖直齿轮随之旋转，通过和第一竖直齿轮连接的水平传动轴带动第二竖直齿轮旋转，第二水平齿轮和第二竖直齿轮咬合，第二竖直齿轮随之旋转，第二竖直齿轮带动套筒旋转，进而拆除避雷器上桩头螺母；拆除避雷器上桩头螺母后，杆上电工甲将易形套筒从避雷器横担取下，通过绝缘绳索将易形套筒和第一绝缘操作杆传递给地面电工丙；

9）地面电工丙将顶部连接有套筒的第三操作杆传递给杆上电工甲，杆上电工甲将套筒套到避雷器下桩头螺母上，杆上电工乙紧握第二绝缘操作杆，使避雷器绝缘抓手夹紧避雷器，避雷器不发生转动，杆上电工甲旋转第三操作杆拆将避雷器下桩头螺母拆除；

10）杆上电工乙将避雷器本体从避雷器横担取下，通过绝缘绳索将旧避雷器、避雷器抓手以及两支绝缘操作杆传递给地面电工丙；

11）杆上作业电工下杆，地电位法带电更换避雷器工作完毕。

本发明同已有技术相比可产生如下积极效果：本发明可以辅助地电位法更换避雷器工作顺利开展，避免了停电更换影响供电可靠性，同时解决了中间电位法更换存在受地形限制、企业成本高、作业人员存在安全风险、工作效率低等问题，安全高效完成地电位法更换避雷器工作，保障电网安全运行。其具有：

1. 结构简单、安装方便。易形套筒的绝缘下底座左侧的前后两端各连接一个横担卡槽，右侧有一操作杆卡环，顶部左侧安装有可拆卸套筒，将绝缘操作杆穿过操作杆卡环并连接到操作杆套筒连接头，用操作杆将工具挑至避雷器横担处，避雷器置于两个横担卡槽中间，横担卡槽卡到避雷器横担上，同时将套筒套到避雷器上桩头螺母上即完成安装。避雷器抓手为夹取避雷器专用工具，通过操作杆抓手连接头把避雷器抓手和操作杆紧密连接，旋转操作杆带动长丝杆旋转控制锥形顶头伸缩，实现对抓手开口大小进行控制，从而抓紧和松开避雷器。

2. 安全可靠。本发明主要构件全部由环氧树脂绝缘材料制作，部分金属构件表面也由环氧树脂绝缘罩覆盖，绝缘性能好，可以防止工具在使用过程中，由于操作幅度过大使工具同时接触带电体和接地体，发生相地和相间短路危险；同时，作业人员通过绝缘操作杆进行作业，时刻处在安全距离以外，作业人员的安全得到可靠保障。

3. 适用范围广。本发明的使用不受地形条件的限制，可以

实现全地形范围更换避雷器的工作。

4. 提高带电作业效率。使用本发明进行地电位法更换避雷器，作业人员通过绝缘操作杆进行作业，减少了许多不必要的绝缘遮蔽步骤，优化了作业流程，减少了作业时间，降低了作业人员劳动强度，提高了带电作业效率。

5. 降低企业成本。中间电位法进行更换避雷器工作需要5人工作小组，同时需要出动绝缘斗臂车；采用本发明地电位法更换避雷器只需要4人工作小组，无需出动大型车辆。

附图说明：

图1为本发明的易形套筒的结构示意图；

图2为本发明的易形套筒的侧视图；

图3为本发明的易形套筒的俯视图；

图4为本发明的避雷器抓手的结构示意图；

图5为本发明的避雷器抓手的侧视图；

图6为本发明的避雷器抓手的俯视图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明：

实施例：一种地电位法带电更换避雷器的专用组合工具（参见图1-图6），它包括易形套筒，避雷器抓手两部分。

易形套筒（参见图1-图3）包括绝缘下底座14，下底座14左侧的前后两端各连接1个绝缘的“U”形横担卡槽2，下底座14右侧的中部连接绝缘操作杆卡环3。下底座14的中部连接绝缘主架1，主架1上连接“П”形支架15，“П”形支架15由水平板和水平板两端的竖直板连为一体构成，“П”形支架15的水平板的两端分别连接有第一轴承4、第二轴承16，第一轴承4和第二轴承16通过水平传动轴9相连，第一轴承4的外侧连接第一竖直齿轮7，第二轴承16的外侧连接第二竖直齿轮8；“П”形支架15的两个竖直板的外侧分别连接有第三轴承17、第四轴承18，第三轴承17的上端连接第一水平齿轮5，第四轴承18的上端连接第二水平齿轮6，第一竖直齿轮7和第一水平齿轮5啮合，第二竖直齿轮8和第二水平齿轮6啮合，第一水平齿轮5通过第三轴承17连接第一竖直齿轮轴10，第一竖直齿轮轴10连接操作杆套筒连接头11，第二水平齿轮6通过第四轴承18连接第二竖直齿轮轴19，第二竖直齿轮轴19连接套筒连接头12，套筒连接头12活动连接可拆卸套筒13，通过套筒连接头12可以实现不同尺寸套筒的装拆，从而可以满足装拆不同尺寸螺栓的要求，“П”形支架15的外部连接有绝缘罩20，使易形套筒顶部包裹在绝缘罩20内，即“П”形支架15、第一轴承4、第二轴承16、水平传动轴9、第一竖直齿轮7、第二竖直齿轮8、第三轴承17、第四轴承18、第一水平齿轮5、第二水平齿轮6、第一竖直齿轮轴10、第二竖直齿轮轴19均包裹在绝缘罩20内。

避雷器抓手（参见图4-图6）包括两个相互对称的环氧树脂制作的绝缘抓手21，两个绝缘抓手21的中部通过弹簧24连接，每个绝缘抓手21的一侧均设有半圆弧形抓手卡槽28，每个绝缘抓手21的另一侧均设有半圆形顶槽29，两个半圆形顶槽29构成圆形顶槽。绝缘抓手21通过螺丝23连接“”形抓手连接机构22的上端，“”形抓手连接机构22的下端设有带内螺纹的插孔30，抓手连接机构22通过插孔30连接可旋转长丝杆25，可旋转长丝杆25的顶部设有控制绝缘抓手21开口大小的锥形顶头|26，锥形顶头26置于圆形顶槽下端，可旋转长丝杆25的底部设有操作杆抓手连接头27。

使用时，首先进行易形套筒的安装，将第一绝缘操作杆穿过操作杆卡环3，通过操作杆套筒连接头11和易形套筒紧密连接，将易形套筒举至避雷器横担高度，将“U”形横担卡槽2卡到避雷器横担上，将套筒13套到避雷器上桩头螺母上，完成易形套筒的安装。然后进行避雷器抓手的安装，将第二绝缘操作杆通过操作杆抓手连接头27和避雷器抓手紧密连接，将避雷器抓手举至避雷器高度，将绝缘抓手21夹到避雷器本体上，同时旋转第二绝缘操作杆带动可旋转长丝杆25旋转，使锥形顶头26伸出，控制避雷器绝缘抓手21开口变小，夹紧避雷器本体。旋转第一绝缘操作杆带动水平齿轮、竖直齿轮随之旋转，从而带动套筒13旋转，可以拆除避雷器上桩头螺母。将套筒套到避雷器下桩头螺母上，紧握第二绝缘操作杆，使避雷器绝缘抓手21夹紧避雷器，避雷器不发生转动，旋转第三操作杆拆除避雷器下桩头螺母，将避雷器脱离避雷器横担并传递至地面。

一种地电位法带电更换避雷器的方法，其特征在于其包括如下步骤：

1）对易形套筒、避雷器抓手、绝缘操作杆进行外观检查确认无损坏及变形并用绝缘检测仪进行绝缘电阻检测，绝缘电阻值大于700MΩ，杆上电工甲、杆上电工乙依次攀登杆塔至距避雷器横担0.7m~1m处；

2）地面电工丙将第一绝缘操作杆穿过地电位法带电更换避雷器的专用组合工具的易形套筒的操作杆卡环，并与易形套筒的操作杆套筒连接头连接，完成第一绝缘操作杆和易形套筒的连接；

3）地面电工丙将连接好的易形套筒及第一绝缘操作杆通过绝缘绳索传递给杆上电工甲；

4）杆上电工甲通过第一绝缘操作杆将易形套筒举至避雷器横担高度，将易形套筒的“U”形横担卡槽卡到避雷器横担上，注意避雷器应位于2个“U”形横担卡槽之间，同时调整易形套筒位置，将套筒套到避雷器上桩头螺母上，完成易形套筒的安装；

5）地面电工丙将第二绝缘操作杆与避雷器抓手的操作杆连接头连接，完成第二绝缘操作杆和避雷器抓手的连接；

6）地面电工丙将连接好第二绝缘操作杆的避雷器抓手传递给杆上电工乙；

7）杆上电工乙将避雷器抓手举至避雷器高度，将避雷器抓手的绝缘抓手夹到避雷器本体上，同时旋转第二绝缘操作杆带动避雷器抓手的可旋转长丝杆旋转，使锥形顶头伸出，控制绝缘抓手开口变小，夹紧避雷器本体；

8）杆上电工乙握紧第二绝缘操作杆控制避雷器本体不发生转动，杆上电工甲旋转第一绝缘操作杆带动第一水平齿轮旋转，第一水平齿轮和第一竖直齿轮咬合，第一竖直齿轮随之旋转，通过和第一竖直齿轮连接的水平传动轴带动第二竖直齿轮旋转，第二水平齿轮和第二竖直齿轮咬合，第二竖直齿轮随之旋转，第二竖直齿轮带动套筒旋转，进而拆除避雷器上桩头螺母；拆除避雷器上桩头螺母后，杆上电工甲将易形套筒从避雷器横担取下，通过绝缘绳索将易形套筒和第一绝缘操作杆传递给地面电工丙；

9）地面电工丙将顶部连接有套筒的第三操作杆传递给杆上电工甲，杆上电工甲将套筒套到避雷器下桩头螺母上，杆上电工乙紧握第二绝缘操作杆，使避雷器绝缘抓手夹紧避雷器，避雷器不发生转动，杆上电工甲旋转第三操作杆拆将避雷器下桩头螺母拆除；

10）杆上电工乙将避雷器本体从避雷器横担取下，通过绝缘绳索将旧避雷器、避雷器抓手以及两支绝缘操作杆传递给地面电工丙；

11）杆上作业电工下杆，地电位法带电更换避雷器工作完毕。杆上作业电工下杆，地电位法带电更换避雷器工作完毕。