换流站设备异物的多功能带电清理工具的制作方法

本实用新型涉及电网安全技术领域，特别是涉及一种换流站设备异物的多功能带电清理工具。

背景技术：

换流站常见的异物主要来自于交、直流滤波器设备围栏内的杂草植物和敞开式高压配电装置机构上的鸟窝。滤波器内植物最高可达一米多，容易引起围栏内电容器对其放电，损坏设备，威胁安全生产。敞开式高压配电装置机构上有平台空间适宜鸟类筑巢，较多鸟类在设备上筑巢，带来杂草等异物，存在严重的安全隐患。

对于交、直流滤波器设备围栏内的杂草植物，传统的处理方法分为带电处理和停电处理。带电处理方式下，换流站运行人员利用拼接式绝缘杆通过围栏的底部伸到植物生长处，以缠绕或敲击的方式对植物进行摘除。此方式存在无法看清植物生长情况、绝缘杆无法轻易摘除根枝较粗的植物、操作费力、绝缘杆不够长等多种问题，执行难度大，可操作性低，平均需要1小时才能将植物摘除。若在带电处理方式下仍无法解决杂草植物问题，则需要停电处理，运行人员向调度申请将设备停电，前后耗时需3-5小时。

对于敞开式高压配电装置机构上的鸟窝，目前尚无较好的带电处理方法，多为利用停电机会将其摘除。对于迎峰度夏等高负荷送电时间段，设备无法停电，鸟窝的遗留会对设备造成安全隐患。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的缺陷，本实用新型致力于提供一种换流站设备异物的多功能带电清理工具，在不影响设备运行的情况下，对植物和鸟窝等异物进行清理。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下。

一种换流站设备异物的多功能带电清理工具，包括伸缩式绝缘杆、万向连接金具和执行操作接头；

伸缩式绝缘杆采用多节伸缩式结构并采用旋转卡扣对伸缩长度进行固定；

执行操作接头可以采用两种结构：救援钩或植物剪；

当采用救援钩结构时，该救援钩通过万向连接金具连接在伸缩式绝缘杆的顶端，操作人员操作伸缩式绝缘杆对异物进行钩除或对触电人员进行救援；

当采用植物剪结构时，执行操作接头还配备操作线8和遥控实时成像设备探测仪，植物剪包括固定剪刀口4、滑动钢刀片5、弹簧6和钢刀片驱动装置7，操作线8一端穿过钢刀片驱动装置7后固定在植物剪上，操作人员拉伸操作线8的另一端，钢刀片驱动装置7带动滑动钢刀片5靠向固定剪刀口4，操作人员松开操作线8，滑动钢刀片5在弹簧6的作用下复位；

遥控实时成像设备探测仪包括运动摄像机13、无线遥控旋转云台12、蛇形连接管11和大力夹10，运动摄像机固定13在无线遥控旋转云台12上，无线遥控旋转云台12通过蛇形连接管11和大力夹10固定在伸缩式绝缘杆的顶端；

操作人员远程遥控无线遥控旋转云台12，带动运动摄像机13旋转，调节拍摄方向，运动摄像机13成像后通过无线方式传送到操作人员的移动设备；操作人员根据移动终端上显示的待清理现场的影像，操作伸缩式绝缘杆和操作线8对待清理现场的异物进行修剪和清理。

利用本实用新型的换流站异物的带电清理工具，可以对交、直流滤波器设备围栏内的杂草、高压配电装置上的鸟窝、输电线路上的漂浮物等异物进行灵活的修剪和清理，其中伸缩式绝缘杆和万向连接金具拓展了操作空间，遥控实时成像设备探测仪为操作人员实时传递现场影像，提高了便利性，避免了近距离操作的危险。执行操作接头除了采用植物剪的结构外，还可以采用救援钩的结构，用于钩除异物或对工作人员实施救援，从而丰富了本工具的功能。此外，万用连接金具为开放式连接形式，可根据场景需求制作更多实用的执行操作接头，实现更多不同的功能，具有强大的扩展性。总之，本工具消除了由于设备异物带来的安全风险，减少了停电时间，保障了换流站的安全稳定运行。同时大大减少了作业时间，提高了作业效率，减少了运行人员的作业强度，避免由于疲劳作业带来的负面影响。

附图说明

图1为伸缩式绝缘杆和万向连接金具的结构示意图；

图2为伸缩式绝缘杆、万向连接金具和植物剪的结构示意图；

图3为伸缩式绝缘杆、万向连接金具、无线遥控旋转云台和蛇形连接管的结构示意图；

图4为绝缘杆、连接金具和救援钩的工具的结构示意图。

图中各标注的含义如下：

1-连接金具；2-旋转卡扣、3伸缩式绝缘杆；4-固定剪刀口；5-滑动钢刀片；6-恢复弹簧；7-钢刀片驱动装置；8-操作线；9-救援钩；10-大力夹；11-蛇形连接管；12-无线遥控旋转云台；13-运动摄像机

具体实施方式

针对以上问题，急需一种安全、可靠、实用、高效率的异物带电清理工具来解决，其应具备以下技术要求：

(1)工具必须安全可靠，材料符合带电作业的要求，操作过程中能保证操作人员的人身安全，且对设备无损伤。

(2)高效实用，减轻操作人员的劳动强度，减少操作时间，提高作业效率。

(3)针对性强，可操作性高，工具能准确快速处理异物，灵活多变，能适应不同场景下的作业要求。

针对换流站常见异物问题及工具技术要求，本实用新型通过工业理念设计，结合数控机床等技术研制出一种换流站异物的带电清理工具。该工具由伸缩式绝缘杆、万向连接金具、执行操作接头和遥控实时成像设备探测仪构成，具备作业场景侦测、植物剪除、鸟窝钩除、设备异物清理、触电救援等功能。

1、伸缩式绝缘杆

目前换流站内使用的绝缘杆多为三节固定拼接式，其安装、拆除通常需要两人配合，且旋转拼接方式费时费力。同时，固定的长度无法更贴合现场情况进行灵活处理，影响操作效率。换流站内使用的绝缘杆为通用型绝缘杆，不能通过接头变换针对性地清理异物，仅能作为辅助工具。

本工具使用的绝缘杆为伸缩式绝缘杆(图1)，采用绝缘性能及机械强度俱佳、重量轻、经防潮处理的优质环氧玻璃钢管精制而成，符合500kV电压等级绝缘要求。它可进行5级伸缩，最大伸展长度10米，足以覆盖常规交、直流滤波器围栏场地，大部分高压配电装置机构，5节绝缘杆由旋转卡扣固定，通过左右旋转可以按需求调节长度，方便实用。该伸缩式绝缘杆顶部采用万向连接金具，可搭配不同的执行操作接头，灵活多变，功能强大。执行操作接头可以全方位调节方向，利用蝴蝶螺栓与伸缩式绝缘杆固定。

2、遥控实时成像设备探测仪

由于换流站电压等级高，在不停电的情况下，部分杂草植物或鸟窝距离运行操作人员较远，此时若利用传统方式进行带电处理，可能存在无法看清对象的问题。若贸然操作，不一定可以将异物清除，甚至可能由于误操作而损坏设备。

换流站多功能设备异物带电清理工具充分考虑此问题的重要程度，突破性地结合运动摄像机、无线遥控旋转云台、蛇形连接管为一体，形成遥控实时成像设备探测仪。该设备又蛇形连接管固定于伸缩式绝缘杆顶端，运行操作人员通过无线遥控可控制旋转云台，带动运动相机旋转，调节拍摄方向。运动摄像机成像后通过无线方式传送到运行操作人员移动设备，可实时侦测拍摄点设备的具体情况，为清理异物提供了准确无误的图像，大大提升工作效率，同时避免误操作带来的安全风险。

3、执行操作接头1：远程线控高效植物剪

该工具由植物剪、绝缘操作线构成，操作人员在绝缘杆的末端通过绝缘操作线带动执行机构进行设备异物带电清理。利用四滑轮结构，大大节省操作力，灵活轻便，可在设备不停电状态下，安全快速地进行异物清理，及时消缺。

除了上述结构外，执行操作接头还可以采用救援钩的结构。换流站运行人员工作中有触电的风险，一旦发生触电情况，应首先切断电源，当电源无法切断时，则需要在确保安全的前提下进行带电救援。因此，工具设计了救援钩的执行操作接头，其搭配伸缩绝缘杆，可根据电压等级判断对应的安全距离，在安全距离外调节伸缩杆的长度对触电人员实施带电救援，既保证了救援人员的安全，又可尽快使触电人员脱离危险。同时，救援钩可与万向连接金具配合，调整方向，对应不同场景进行异物处理，例如利用多用钩钩除高压配电装置机构上的鸟窝，处理搭接在设备或线路的长条异物等。

应用实例

工具研制成功后，投入换流站现场应用，得到了良好的效果。运行人员在处理两起交流滤波器围栏内杂草过高的缺陷中，使用传统方法与使用新工具方法对比，经过统计分析，得出使用工具前后的时间对比列表：

对比分析试验结果表明：使用多功能设备异物带电清理工具后，在“杂草清除”这一关键指标中，作业时间由26分钟大幅减至11分钟，缩短作业时间15分钟。整体作业时间从53分钟减至24分钟，大幅减少作业时间29分钟，作业效率提高了(53-24)/53*100％＝54.7％。

本工具产生的效益如下。

安全效益：多功能设备异物带电清理工具的使用，快速有效地解决了设备缺陷，消除了由于设备异物带来的安全风险，减少了停电时间，保障了西电东送的安全稳定运行。同时大大减少了作业时间，提高了作业效率，减少了运行人员的作业强度，避免由于疲劳作业带来的负面影响。

经济效益：多功能设备异物带电清理工具的使用将大幅减少设备停电次数，尤其在迎峰度夏期间，换流站长期满负荷运行，其带来的经济效益无法估量。同时，从使用新工具前后的对比试验结果可知，每次作业时间约减少29分钟，节省了约0.5工时/每次。

此外，多功能设备异物带电清理工具的接头可根据现场实际需要定制，可无限扩展其功能，能为现场作业带来更多的便利。

3结论

多功能设备异物带电清理工具是换流站(变电站)实用工具的一个突破性发展，理论与实际应用证明它设计合理，安全可靠，便捷高效，功能多样，可为换流站(变电站)的安全运行带来极大的作用。它的投入使用，能及时解决换流站(变电站)中异物带来的缺陷，保障设备安全稳定运行，为西电东送事业的稳步发展保驾护航。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。