CN107681546A - 一种非接触拆除电力高压设备的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非接触拆除电力高压设备的装置及方法，该装置包括：辅助拆除装置，包括绝缘固定支架、绝缘夹和弹簧固定杆，所述绝缘固定支架竖直架设在待拆除的电力高压设备旁，所述绝缘夹设于绝缘固定支架的顶端，用于夹持并固定电力高压设备上高压引线连接的高压进线，所述弹簧固定杆倾斜设置，弹簧固定杆一端设于绝缘固定支架上，另一端朝向电力高压设备上的高压引线并设有拉力弹簧，所述拉力弹簧用于弹性拉长后夹持并固定电力高压设备上的高压引线；智能非接触激光切割装置。与现有技术相比，本发明既保证其他电力设备的安全运行，又极大提高工作效率，节约大量人力、物力，与传统需停电才能进行拆除的工作相比具有巨大优势。

Description

一种非接触拆除电力高压设备的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种电力高压设备的拆除装置，尤其是涉及一种非接触拆除电力高压设备的装置及方法。

背景技术

国内目前现已有远距离、非接触激光熔化切割金属（不会产生象电焊、气割那样的火花）拆除装置，运用于军工武器弹药、危化设备等的拆除和分解，但还没有有关对电力高压设备进行带电非接触熔化切割拆除的装置，由于电力高压设备是在高电压环境中运行，其周围在高电压等级的安全距离内，绝对不允许人员和导体靠近，现运行中电力高压设备在需对一次设备部分进行拆除时，必须将周围有影响的有关带电设备全部停电，并转检修状态后方可进行，造成人力、物力极大浪费和效率的低下。因此有必要提出一种运用智能激光发射装置，能进行在线非接触拆除带电运行电力高压设备的装置及方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种非接触拆除电力高压设备的装置及方法，既保证其他电力设备的安全运行，又极大提高工作效率，节约大量人力、物力，与传统需停电才能进行拆除的工作相比具有巨大优势。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种非接触拆除电力高压设备的装置，该电力高压设备通过高压引线连接高压进线，包括：

辅助拆除装置，包括绝缘固定支架、绝缘夹和弹簧固定杆，所述绝缘固定支架竖直架设在待拆除的电力高压设备旁，所述绝缘夹设于绝缘固定支架的顶端，用于夹持并固定电力高压设备上高压引线连接的高压进线，所述弹簧固定杆倾斜设置，弹簧固定杆一端设于绝缘固定支架上，另一端朝向电力高压设备上的高压引线并设有拉力弹簧，所述拉力弹簧用于弹性拉长后夹持并固定电力高压设备上的高压引线；

智能非接触激光切割装置，用于采用激光融化切割技术非接触切割由拉力弹簧固定的高压引线，切割点位于拉力弹簧夹持高压引线的第一连接点和高压引线接入高压进线的第二连接点之间，切割后下段的高压引线在拉力弹簧作用下与上段的高压引线分离，完成电力高压设备从高压进线上拆除。

所述智能非接触激光切割装置包括由上至下依次设置的激光发射器、升降架和移动车体。

还包括控制模块，用于按高压进线的高压电电压等级、电力高压设备的类型、高压引线的金属材料和高压引线的几何形状与规格控制智能非接触激光切割装置的发射激光功率、发射距离和持续时间。

所述绝缘固定支架的底部通过地锚和缆绳固定在地面上。

所述第一连接点距离第二连接点的长度取值为0.33L~0.5L，L为高压进线的长度，所述切割点为第一连接点与第二连接点之间线段的中点。

所述弹簧固定杆的倾斜度取值为50度~55度。

一种利用如上述的装置实现非接触拆除电力高压设备的方法包括以下步骤：

1）按高压进线的高压电电压等级、电力高压设备的类型、高压引线的金属材料和高压引线的几何形状与规格设定智能非接触激光切割装置的发射激光功率、发射距离和持续时间；

2）将辅助拆除装置安装在所需拆除的电力高压设备的一侧，绝缘夹对所需拆除的电力高压设备连接的高压进线进行支撑、固定，拉力弹簧前端卡住所需拆除的电力高压设备的待切割高压引线；

3）将智能非接触激光切割装置安装在所需拆除的电力高压设备的另一侧，并保持设定的高压电电压等级安全距离，智能非接触激光切割装置调整至设定发射距离和发射方向角度；

4）开启智能非接触激光切割装置，对设定的切割点进行激光熔化切割，在切割过程中，根据切割反馈状态调整发射激光功率；

5）切割完成后，下段的高压引线在拉力弹簧作用下与上段的高压引线分离；

8）按电力安全工作规定要求，对已切除且脱离带电的电力高压设备进行拆除。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1）本申请是将激光非接触熔化切割技术运用到某些运行中电力高电压设备的在线带电拆卸工作中，对某些特定位置和连接方式的带电设备进行非接触带电切割拆除，运用智能激光非接触切割装置，根据待切割设备的电压等级、需切割导体的材料、几何形状、规格等，通过预先设定、编程好的激光发射功率程序，将智能激光非接触切割装置的激光发射器朝向待切割设备，并调整好发射距离，精准锁定切割位置，以确保在发射激光切割过程中，只由聚集的激光光束熔化切割部位，而不会产生火花,不影响周围带电设备的安全运行，切断后的高压导线由拉力弹簧瞬间后拉，迅速脱离带电部分，从而达到带电切割、拆除运行设备的目的。本申请发明的运用，既保证其他电力设备的安全运行，又极大提高工作效率，节约大量人力、物力，与传统需停电才能进行拆除的工作相比具有巨大优势。

2）弹簧固定杆的倾斜度α取值为50度~55度，此角度配合拉力弹簧，提供斜向下回拉力，保证切割后的下段高压引线可最大程度的远离上段的高压引线。

3）切割点位于拉力弹簧夹持高压引线的第一连接点和高压引线接入高压进线的第二连接点之间，第一连接点距离第二连接点的长度取值为0.33L~0.5L，切割点为第一连接点与第二连接点之间线段的中点，通过合理设计第一连接点和切割点的位置使得电力高压设备的切割更加安全。

4）智能非接触激光切割装置为移动可升降式，利用升降架和移动车体可以更好地适应不同的拆卸环境，通过控制模块可以根据高压进线的高压电电压等级、电力高压设备的类型、高压引线的金属材料和高压引线的几何形状与规格控制智能非接触激光切割装置的发射激光功率、发射距离和持续时间，实用性强，应用范围广。

附图说明

图1为带电拆除无用高压避雷器前变电站高压设备运行示意图；

图2为在需带电拆除高压避雷器设备的适合位置安装辅助拆除装置示意图；

图3为智能非接触激光切割装置发射设定功率的激光进行带电切割高压避雷器上高压引线的工作原理图；

图4为带电切割避雷器上高压引线后的工作图；

图5为带电切割高压导线前、后拉力弹簧工作示意图；

图6为拆除避雷器装置后变电站运行示意图；

图7为控制模块智能控制工作原理方框图。

图中：1、待拆除高压避雷器；2、高压引线；3、T型线夹；4、高压隔离开关；5、高压进线；6、高压互感器；7、高压断路器；8、主变；9、穿墙套管；10、缆绳；11、地锚；12、移动车体；13、升降架；14、激光发射器；15、激光光束；16、绝缘夹；17、其它避雷器；18、绝缘固定支架；19、拉力弹簧，20、弹簧固定杆，21、控制模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

为了实现在线非接触拆除带电运行电力高压设备，本发明提出一种非接触拆除电力高压设备的装置，包括辅助拆除装置、智能非接触激光切割装置和控制模块21等，需拆除的电力高压设备是指变电站内或输电线路上需要进行拆除处理、并能满足电力安全工作规程规定相应高压电电压等级安全距离的、可进行拆除操作的电力高压设备，包括高压隔离开关4、高压断路器7、电力高压小四器、高压导线等，如图1所示，待拆除高压避雷器1通过高压引线2连接高压进线5，高压引线2通过T型线夹3连接高压进线5，高压进线5的末端通过穿墙套管9连接开关室，高压进线5上还连接有其它避雷器17、主变8、高压隔离开关4、高压断路器7、高压互感器6等。

辅助拆除装置，包括绝缘固定支架18、绝缘夹16和弹簧固定杆20，绝缘固定支架18竖直架设在待拆除的电力高压设备旁，绝缘夹16设于绝缘固定支架18的顶端，用于夹持并固定电力高压设备上高压引线2连接的高压进线5，弹簧固定杆20倾斜设置，弹簧固定杆20一端设于绝缘固定支架18上，另一端朝向电力高压设备上的高压引线2并设有拉力弹簧19，拉力弹簧19用于弹性拉长后夹持并固定电力高压设备上的高压引线2，借助回缩弹簧力，能将被切割后脱离带电部分的高压引线2迅速的自动拉开，与另一侧已切割分离的高压引线2分离，尽量减少导线脱离高压带电体后的瞬间放电现象。本实施例中，绝缘固定支架18的底部通过地锚11和缆绳10固定在地面上。弹簧固定杆20的倾斜度α取值为50度~55度，本实施例中取值为52度，此角度配合拉力弹簧19，提供斜向下回拉力，保证切割后的下段高压引线2可最大程度的远离上段的高压引线2。

智能非接触激光切割装置，用于将激光非接触融化切割技术（不会产生象电焊、气割那样的火花）运用到以上运行中电力高压设备的带电拆卸工作中，对某些特定位置和连接方式的带电设备进行非接触带电切割拆除，既保证其他电力设备的安全运行，又极大提高工作效率，节约大量人力、物力，本申请以电力高压避雷器为例进行申请叙述。智能非接触激光切割装置非接触切割由拉力弹簧19固定的高压引线2，切割点位于拉力弹簧19夹持高压引线2的第一连接点和高压引线2接入高压进线5的第二连接点之间，切割后下段的高压引线2在拉力弹簧19作用下与上段的高压引线2分离，完成电力高压设备从高压进线5上拆除。第一连接点距离第二连接点的长度取值为0.33L~0.5L，L为高压进线5的长度，本实施例中取值为0.4L，切割点为第一连接点与第二连接点之间线段的中点。

本实施例中，智能非接触激光切割装置为移动可升降式，包括由上至下依次设置的激光发射器14、升降架13和移动车体12。可以直接推入变电站内，摆放至保持足够的高压电电压等级安全距离处，运用智能激光非接触切割装置对某些特定位置和连接方式的带电设备进行非接触带电切割拆除，根据待切割设备的电压等级、需切割导体的材料、几何形状、规格等，通过预先设定调整好的激光发射功率，并将智能激光非接触切割装置的激光发射器14朝向待切割设备调整好发射距离，精确锁定切割位置，以确保在发射激光切割过程中，只由聚集的激光光束15熔化切割部位，而不会产生火花，不影响周围带电设备的安全运行，从而达到带电切割运行设备的目的。

控制模块21，用于预先设置控制程序，按高压进线5的高压电电压等级、电力高压设备的类型、高压引线2的金属材料和高压引线2的几何形状与规格控制智能非接触激光切割装置的发射激光功率、发射距离和持续时间，控制模块21的输出端电性连接于智能非接触激光切割装置中的输入端（包括升降架13、激光发射器14的控制输入端）。

一种利用如上述的装置实现非接触拆除电力高压设备的方法包括以下步骤：

1）选择干燥天气下，根据所需切割设备高压避雷器的类型、材料、几何形状、规格等，在控制模块21中设计编程非接触熔化切割激光功率能量、切割距离和温度等，既能保证非接触熔化切割，又不能产生火花危及临近带电设备的程序。

2）将辅助拆除装置安装在所需拆除的电力高压设备附近的适合位置，绝缘夹16对所需拆除的电力高压设备连接的高压进线5进行支撑、固定，同时用地锚11和缆绳10固定好绝缘固定支架18，拉力弹簧19前端卡住所需拆除的电力高压设备的待切割高压引线2并靠待拆除高压避雷器1设备的一侧，以确保导线被切割后能迅速脱离带电导线，避免放电的危险。

3）将智能非接触激光切割装置推入变电站内所需拆除的电力高压设备附近的适合位置，并保持设定的高压电电压等级安全距离，智能非接触激光切割装置调整至设定发射距离和发射方向角度；

具体有：将安装在升降架13上的激光发射器14，提升至适合高度，并调整好方向角度，由地面工作人员或控制模块21进行精确瞄准定位操作，锁定所需激光熔化切割的部位。

4）开启智能非接触激光切割装置，对已锁定的设定的切割点进行激光熔化切割，在切割过程中，根据切割反馈状态调整发射激光功率；

具体有：在切割过程中，地面上工作人员应认真观察切割情况，如发现切割困难，应缓慢适当调大激光器发射功率，如发现有产生火花的苗头时，应及时调小发射功率，以保证带电切割工作的进行；或者由控制模块21进行图像采集和识别，基于切割状态反馈智能调整发射激光功率。

5）切割完成后，由于拉力弹簧19的作用，拆除侧切断的导线被拉力弹簧19快速向后拉下，迅速脱离高压带电部分，以期最大程度上减少弧光放电现象。

8）按电力安全工作规定要求，对已切除脱离带电的其它设备进行拆除；拆除工作完成后，清理工作现场。

Claims (7)

1.一种非接触拆除电力高压设备的装置，该电力高压设备通过高压引线（2）连接高压进线（5），其特征在于，包括：

辅助拆除装置，包括绝缘固定支架（18）、绝缘夹（16）和弹簧固定杆（20），所述绝缘固定支架（18）竖直架设在待拆除的电力高压设备旁，所述绝缘夹（16）设于绝缘固定支架（18）的顶端，用于夹持并固定电力高压设备上高压引线（2）连接的高压进线（5），所述弹簧固定杆（20）倾斜设置，弹簧固定杆（20）一端设于绝缘固定支架（18）上，另一端朝向电力高压设备上的高压引线（2）并设有拉力弹簧（19），所述拉力弹簧（19）用于弹性拉长后夹持并固定电力高压设备上的高压引线（2）；

智能非接触激光切割装置，用于采用激光融化切割技术非接触切割由拉力弹簧（19）固定的高压引线（2），切割点位于拉力弹簧（19）夹持高压引线（2）的第一连接点和高压引线（2）接入高压进线（5）的第二连接点之间，切割后下段的高压引线（2）在拉力弹簧（19）作用下与上段的高压引线（2）分离，完成电力高压设备从高压进线（5）上拆除。

2.根据权利要求1所述的一种非接触拆除电力高压设备的装置，其特征在于，所述智能非接触激光切割装置包括由上至下依次设置的激光发射器（14）、升降架（13）和移动车体（12）。

3.根据权利要求1所述的一种非接触拆除电力高压设备的装置，其特征在于，还包括控制模块（21），用于按高压进线（5）的高压电电压等级、电力高压设备的类型、高压引线（2）的金属材料和高压引线（2）的几何形状与规格控制智能非接触激光切割装置的发射激光功率、发射距离和持续时间。

4.根据权利要求1所述的一种非接触拆除电力高压设备的装置，其特征在于，所述绝缘固定支架（18）的底部通过地锚（11）和缆绳（10）固定在地面上。

5.根据权利要求1所述的一种非接触拆除电力高压设备的装置，其特征在于，所述第一连接点距离第二连接点的长度取值为0.33L~0.5L，L为高压进线（5）的长度，所述切割点为第一连接点与第二连接点之间线段的中点。

6.根据权利要求1所述的一种非接触拆除电力高压设备的装置，其特征在于，所述弹簧固定杆（20）的倾斜度取值为50度~55度。

7.一种利用如权利要求1所述的装置实现非接触拆除电力高压设备的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）按高压进线（5）的高压电电压等级、电力高压设备的类型、高压引线（2）的金属材料和高压引线（2）的几何形状与规格设定智能非接触激光切割装置的发射激光功率、发射距离和持续时间；

2）将辅助拆除装置安装在所需拆除的电力高压设备的一侧，绝缘夹（16）对所需拆除的电力高压设备连接的高压进线（5）进行支撑、固定，拉力弹簧（19）前端卡住所需拆除的电力高压设备的待切割高压引线（2）；

3）将智能非接触激光切割装置安装在所需拆除的电力高压设备的另一侧，并保持设定的高压电电压等级安全距离，智能非接触激光切割装置调整至设定发射距离和发射方向角度；

4）开启智能非接触激光切割装置，对设定的切割点进行激光熔化切割，在切割过程中，根据切割反馈状态调整发射激光功率；

5）切割完成后，下段的高压引线（2）在拉力弹簧（19）作用下与上段的高压引线（2）分离；

8）按电力安全工作规定要求，对已切除且脱离带电的电力高压设备进行拆除。