杆上变压器的免停电更换方法与流程

1.本发明涉及一种杆上变压器的免停电更换方法，属于野外输电线路作业技术领域。


背景技术：

2.油田或地方采用混凝土电线杆架设变压器十分普遍，以油田为例，多采用两根12米高度的钢筋混凝土电线杆，并行立于基坑，间距2.4米，两杆之间的顶部安装有高压线支架，高压线支架上安装有三相高压线。高压线支架的下方安装有绝缘子及其横担，再往下安装有熔断器及其横担，熔断器下方又安装有绝缘子及其横担，再下方安装有变压器，变压器的底部安装在变压器横担上，变压器横担的下方安装有控制柜，控制柜的底部安装在控制柜横担上，各道横担的两端分别固定在电线杆上。高压线经过绝缘子及跌落式熔断器与变压器的高压侧相连，变压器的低压侧与控制柜的母排相连，以上组成杆上变台。
3.变压器出现故障或需要更新则需要进行变压器的换装作业，传统更换变压器的方式采用切断高压线供电，然后使用吊车将旧变压器吊卸，将新变压器吊装，重新连接导线。由于变压器上方设有绝缘子、熔断器及高压线，吊车的大钩及钢丝绳需要避免与上方的器具发生碰撞或刮蹭，因此吊车的大钩及钢丝绳无法直接从变压器的正上方进行起吊。只能偏离一段距离，从变压器的前侧落下，工人站在变压器横担上将大钩横向拉向变压器，然后将大钩钩住变压器的起吊用短钢丝绳。变压器顶部与其上方的绝缘子横担之间仅有1
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1.5米的高度，横拉吊车的大钩很容易使吊车钢丝绳与上方的熔断器或者高压线发生刮蹭，十分危险。
4.此种安装方式存在如下问题：1、由于变压器顶部与绝缘子横担之间的距离有限，大钩钩住后，吊车的钢丝绳呈倾斜状态，极易与上方的器具及高压线发生误碰撞。2、工人需要在高空进行横向拉拽作业，危险性高。3、吊车起吊后，变压器的重心与吊臂起吊点不在一个垂直线上，变压器在起吊初期，首先脱离变压器横担向吊车起吊点下方移动，导致比较大的晃动，比较危险。4、需要大型吊车作业，尽可能升高吊臂，减小吊绳的倾斜角度，导致作业成本较高。且采油厂很多处于比较偏远的地带，交通不便。
5.经过调查，目前有一种不停电更换方式，即采用手动葫芦等牵引工具，分别挂在两根电线杆的合适位置，将控制柜及横担、变压器及其横担依次降下并拆除，然后将新变压器在地面与横担组合好，使用牵引工具提升至合适高度，安装紧固好，然后安装好控制柜及横担，最后连接导线，恢复供电。此种方式之所以未普遍采用，主要原因为拆除范围大，工序繁多，增加劳动强度，施工效率低，劳动成本高。
6.另一种不停电更换方式，采取搭设滑道，使用手动葫芦等牵引工具，分别挂在两根电线杆合适位置，将旧变压器顺着滑道缓慢下放，将新变压器缓慢抬升至横担。其缺点为：滑道笨重，搭设难度较大，同时牵引工作量巨大，且变压器不能完全到位，手动调整困难。总体上实现了不停电更换作业，但是施工效率和劳动强度都没有得到明显改善。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于，克服现有技术中存在的问题，提供一种杆上变压器的免停电更换方法，在保持高压线路供电的状态下，完成变压器的更换，操作简便且更换作业的安全性好。
8.为解决以上技术问题，本发明的一种杆上变压器的免停电更换方法，依次包括如下步骤：s1、断开变压器上方的熔断器，拆除熔断器与变压器之间的高压母线，及变压器与控制柜之间的低压母线；s2、在两根电线杆的根部安装下支撑座，下支撑座上分别设有卷绕钢丝绳的绞盘；s3、在变压器横担的下方安装上支撑座，上支撑座上分别设有定滑轮；s4、在两下支撑座的前侧分别铰接吊臂，所述吊臂自下而上包括下立柱、上立柱和升降立柱，所述下立柱与所述上立柱之间安装有驱动升降立柱的螺杆升降机；s5、两升降立柱的上部相向折弯且分别焊接有固定套管，将u形弯管的两端分别插入固定套管中且锁定；s6、将绞盘中的钢丝绳向上引出，绕过同侧的定滑轮后，连接在同侧上立柱上；s7、通过绞盘收紧钢丝绳，将吊臂逐渐升起，u形弯管逐渐向后插入变压器顶部，当u形弯管的横管到达变压器的正上方时，吊臂停止上升；s8、在u形弯管的横管中部悬挂十字吊架，通过十字吊架吊住旧变压器；s9、正向操纵螺杆升降机，推动两侧的升降立柱上升使旧变压器的底部脱离变压器横担。
9.作为本发明的改进，还包括如下步骤：s10、通过绞盘释放钢丝绳，将吊臂逐渐向下摆动，直至旧变压器落在地面；s11、移出旧变压器，将新变压器通过十字吊架悬吊在u形弯管的横管中部；s12、通过绞盘再次收紧钢丝绳，将吊臂逐渐升起，当新变压器到达变压器横担的正上方时，吊臂停止上升；s13、反向操纵螺杆升降机，使两侧的升降立柱下降，新变压器的底部落在变压器横担上。
10.作为本发明的进一步改进，所述下支撑座包括分别抱在电线杆根部的上抱箍和下抱箍，所述上抱箍和下抱箍分别由相向合围的两半连接而成，所述上抱箍与下抱箍的前侧分别焊接有前侧耳座，上下两前侧耳座之间焊接有前连接板，所述前连接板的下部焊接有向前延伸的铰座，所述下立柱的根部铰接在所述铰座上。
11.作为本发明的进一步改进，所述上抱箍与下抱箍的外侧分别焊接有外侧耳座，上下两外侧耳座之间焊接有外连接板，所述外连接板的上部分别安装有绞盘座，所述绞盘安装在所述绞盘座中，所述绞盘座的外侧分别设有驱动绞盘转动的绞盘扳手。
12.作为本发明的进一步改进，所述螺杆升降机的升降螺杆沿上立柱的轴线延伸，所述升降螺杆的顶部通过球关节连接有浮动托盘，所述升降立柱的下端封闭、插接在上立柱中且抵靠在所述浮动托盘上；所述螺杆升降机的外侧设有驱动手轮，所述驱动手轮固定在蜗杆的一端，所述蜗杆与蜗轮相啮合，所述蜗轮的中心设有螺孔，所述升降螺杆旋接在所述蜗轮的中心螺孔中。
13.作为本发明的进一步改进，所述升降立柱的顶部焊接有沿前后方向延伸的固定套
管，所述固定套管的底部分别通过三角筋板与升降立柱顶部的前后两侧相焊接；所述固定套管的顶部旋接有至少两颗可将u形弯管锁定的套管锁定螺钉。
14.作为本发明的进一步改进，所述u形弯管的横管中部套装有浮动套管，所述浮动套管的两侧分别设有定位套环，所述浮动套管的底部中心焊接有套管吊耳；所述十字吊架的中心设有向上延伸的挂钩，所述挂钩悬挂在所述套管吊耳中。
15.作为本发明的进一步改进，所述十字吊架的四个端部分别设有吊杆，各吊杆的上端分别穿过相应的悬吊孔且旋接在悬吊螺母中，所述悬吊螺母的底部压在十字吊架的上端面；各吊杆的下端分别设有可以悬吊变压器的吊环。
16.作为本发明的进一步改进，所述上支撑座包括两个相向合围的上支撑座抱箍，两上支撑座抱箍之间通过法兰及螺栓相互连接；外侧上支撑座抱箍的外壁焊接有方形耳箍，所述定滑轮位于方形耳箍的内腔，所述定滑轮的轮轴沿上支撑座的径向延伸且轮轴两端焊接在方形耳箍的内壁及相应上支撑座抱箍的外壁；所述方形耳箍面向变压器起吊支架的一侧上部设有开口向下的u形槽。
17.作为本发明的进一步改进，所述定滑轮与所述吊臂之间的钢丝绳上套装有橡胶套，所述橡胶套面向定滑轮的一端连接有橡胶限位盘。
18.相对于现有技术，本发明取得了以下有益效果：以安装变压器的电线杆为基础，组装举升装置，在两电线杆之间形成“门”字形桁架结构，通过手动操作两根电线杆下部的绞盘扳手，通过两根钢丝绳同时收拢两根吊臂，变压器起吊支架在吊臂起升或下降过程中保持姿态不变，悬吊点始终保持在变压器重心的正上方，变压器拆除及上位过程中，重心始终保持平稳，不会出现晃动。变压器起吊支架可以自由进出变压器顶部与绝缘子横担之间的空间，绝缘子横担以上的器具不会受到危险，无需拆除；变压器横担以下的控制柜也无需拆除。施工过程中，高压线无需停电，不需要大型吊车进场，尤其适用于偏远地区的野外作业。
附图说明
19.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，附图仅提供参考与说明用，非用以限制本发明。
20.图1为本发明工作状态一的主视图。
21.图2为图1的左视图。
22.图3为图1的立体图。
23.图4为本发明工作状态二的左视图。
24.图5为图4的立体图。
25.图6为本发明的后视图。
26.图7为图6的右视图。
27.图8为图7的立体图。
28.图9为图8中的局部爆炸图。
29.图10为本发明中十字吊架的立体图。
30.图中：1.下支撑座；1a.上抱箍；1b.下抱箍；1c.前侧耳座；1d.前连接板；1e.铰座；1f.外侧耳座；1g.外连接板；2.绞盘；2a.绞盘座；2b.绞盘扳手；3.吊臂；3a.下立柱；3b.上立柱；3b1.挂耳；3b2.立柱锁定螺钉；3c.升降立柱；3c1.三角筋板；4.螺杆升降机；4a.升降螺
杆；4b.驱动手轮；4c.浮动托盘；5.固定套管；5a.套管锁定螺钉；6.u形弯管；6a.浮动套管；6b.套管吊耳；6c.定位套环；7.十字吊架；7a.挂钩；7b.悬吊螺母；7c.吊杆；7d.吊环；8.上支撑座；8a.上支撑座抱箍；8b.方形耳箍；8b1.u形槽；8c.定滑轮；9.钢丝绳；10.橡胶限位盘；10a.橡胶套；11.电线杆；12.高压线支架；13.高压线；14.绝缘子；15.绝缘子横担；16.熔断器；17.熔断器横担；18.变压器；19.变压器横担；20.控制柜；21.控制柜横担。
具体实施方式
31.如图1至图10所示，本发明使用的工装包括下支撑座1和上支撑座8，下支撑座1分别固定在两电线杆11的根部，上支撑座8分别固定在电线杆11上且位于变压器横担19的下方，下支撑座1的前侧分别铰接有向上延伸的吊臂3，上支撑座8的外端分别固定有定滑轮8c，钢丝绳9分别绕过定滑轮8c连接在吊臂3的上部，两吊臂3之间安装有变压器起吊支架。
32.上支撑座8包括两个相向合围的上支撑座抱箍8a，两上支撑座抱箍8a之间通过法兰及螺栓相互连接并合围抱在电线杆11上。外侧上支撑座抱箍8a的外壁焊接有方形耳箍8b，定滑轮8c位于方形耳箍8b的内腔，定滑轮8c的轮轴沿上支撑座8的径向延伸且轮轴两端焊接在方形耳箍8b的内壁及相应上支撑座抱箍8a的外壁。
33.方形耳箍8b面向变压器起吊支架的一侧上部设有开口向下的u形槽8b1，绕包在定滑轮8c上的钢丝绳9穿过方形耳箍8b上的u形槽8b1与吊臂3的上部相连，钢丝绳9的另一端向下卷绕在绞盘2上。
34.上支撑座抱箍8a的宽度需要大于抱箍内径的三分之一，每侧的法兰通过两对螺栓相互连接，以提高自身及方形耳箍8b的强度，增加定滑轮8c工作中的稳定性。
35.下支撑座1包括分别抱在电线杆11根部的上抱箍1a和下抱箍1b，上抱箍1a和下抱箍1b分别由相向合围的两半连接而成，上抱箍1a与下抱箍1b的前侧分别焊接有前侧耳座1c，上下两前侧耳座1c之间焊接有前连接板1d，前连接板1d的下部焊接有向前延伸的铰座1e，吊臂3的根部铰接在铰座1e上。
36.上抱箍1a与下抱箍1b的外侧分别焊接有外侧耳座1f，上下两外侧耳座1f之间焊接有外连接板1g，外连接板1g的上部分别安装有绞盘座2a，绞盘座2a中分别安装有绞盘2，钢丝绳9的根部分别卷绕在绞盘2上，绞盘座2a的外侧分别设有驱动绞盘2转动的绞盘扳手2b。
37.设置上抱箍1a和下抱箍1b可以增加下支撑座1的高度，上抱箍1a和下抱箍1b通过前连接板1d和外连接板1g连为一体，使下支撑座1具有很好的刚性，可以承受比较大的负荷。前侧耳座1c和外侧耳座1f的相位相差90
°
，可以焊接在同一半的抱箍弧上，另一半的抱箍弧合围后，用螺栓连接法兰并固定，即实现了将下支撑座1固定在电线杆11的根部。
38.通过绞盘扳手2b转动绞盘2即可以收放钢丝绳9，两根钢丝绳9同步收放，经定滑轮8c转向后，钢丝绳9的另一端牵引两吊臂3的上部同步起升或下落。
39.如图9所示，吊臂3包括下立柱3a、上立柱3b和升降立柱3c，下立柱3a的下端通过销轴铰接在铰座1e上，下立柱3a的上法兰与上立柱3b的下法兰之间安装有螺杆升降机4，螺杆升降机4的升降螺杆4a沿上立柱3b的轴线延伸，升降螺杆4a的顶部通过球关节连接有浮动托盘4c，升降立柱3c的下端封闭、插接在上立柱3b中且抵靠在浮动托盘4c上，变压器起吊支架固定在两升降立柱3c的顶部之间；上立柱3b的上部后壁焊接有挂耳3b1，钢丝绳9的上端分别固定在相应挂耳3b1上。
40.下立柱3a、上立柱3b和升降立柱3c均可采用方管，升降立柱3c的下部插接在上立柱3b中可以升降，同时上立柱3b对升降立柱3c的升降起到导向作用。
41.螺杆升降机4的外侧设有驱动手轮4b，驱动手轮4b固定在蜗杆的一端，蜗杆与蜗轮相啮合，蜗轮的中心设有螺孔，升降螺杆4a旋接在蜗轮的中心螺孔中。通过驱动手轮4b驱动蜗杆转动，蜗杆驱动蜗轮转动且减速，由于蜗轮的中心螺孔转动但位置保持不动，升降螺杆4a一边旋转一边得以升降，浮动托盘4c在升降螺杆4a的驱动下升降但不跟随旋转，浮动托盘4c的四周贴在上立柱3b的内壁浮动，可以起到导向作用，避免歪斜。
42.如图6、图8及图9所示，升降立柱3c的上部向上且相向折弯，升降立柱3c的顶部焊接有沿前后方向延伸的固定套管5，固定套管5的底部分别通过三角筋板3c1与升降立柱3c顶部的前后两侧相焊接；变压器起吊支架包括u形弯管6和十字吊架7，u形弯管6的开口向前且两端插入与固定套管5中，固定套管5的顶部旋接有至少两颗可将u形弯管6锁定的套管锁定螺钉5a。u形弯管6的两角部也分别焊接有三角筋板以提高强度。
43.u形弯管6的横管中部套装有浮动套管6a，浮动套管6a的两侧分别设有定位套环6c，浮动套管6a的底部中心焊接有套管吊耳6b。
44.u形弯管6的前端插入升降立柱3c顶部的固定套管5中，并通过套管锁定螺钉5a固定，使得u形弯管6的横管与升降立柱3c的顶部保持一定距离。浮动套管6a可以在u形弯管6的横管上调整轴向位置，确保其位于中心位置，然后定位套环6c从两侧靠住浮动套管6a后，将螺钉锁定，此时浮动套管6a的位置被固定，吊耳与升降立柱3c的顶部相比，更加靠后。
45.如图10所示，十字吊架7的中心设有向上延伸的挂钩7a，挂钩7a悬挂在套管吊耳6b中；十字吊架7的四个端部分别设有吊杆7c，各吊杆7c的上端分别穿过相应的悬吊孔且旋接在悬吊螺母7b中，悬吊螺母7b的底部压在十字吊架7的上端面；各吊杆7c的下端分别设有可以悬吊变压器18的吊环7d。
46.变压器18的四个角部对称设有开口向下的l形吊耳，十字吊架7便于平衡起吊变压器18，通过悬吊螺母7b可以调节吊杆7c的高度，当挂钩7a悬挂在套管吊耳6b中时，套管吊耳6b、十字吊架7及变压器18的重心位于一条竖直线上，即变压器18的重心位于套管吊耳6b的正下方。
47.十字吊架7的四个端部也可以分别设有吊索，各吊索的上端分别穿过相应的悬吊孔且固定在上夹头中，上夹头的底部压在十字吊架7的上端面；各吊索的下端分别设有可以悬吊变压器18的吊环7d。吊索具有一定的柔韧性，便于下端的吊环7d钩在变压器18四个角部的l形吊耳上。
48.如图1至图3所示，随着吊臂3的逐步起升，u形弯管6从两电线杆11之间向后移动并逐步插入变压器18上方与绝缘子横担15之间的空间中，当套管吊耳6b到达变压器18的正上方时，吊臂3停止起升，此时吊臂3仍然与电线杆11存在一定的夹角，相互不存在干涉。下一步通过挂钩7a将十字吊架7悬挂在套管吊耳6b上。
49.通过同步正向转动两驱动手轮4b，使两螺杆升降机4的升降螺杆4a微微升起，浮动托盘4c将两侧的升降立柱3c微微向上顶升一端高度，使变压器18的底部脱离变压器横担19一小段距离，此时由u形弯管6完全悬吊住变压器18的重量；旋紧上立柱3b外壁的立柱锁定螺钉3b2将升降立柱3c固定。
50.然后反向转动绞盘扳手2b，绞盘2反向旋转释放钢丝绳9，吊臂3逐步向下摆动，旧
变压器下放过程中，浮动套管6a可以在u形弯管6的横管上转动，以确保套管吊耳6b始终处于浮动套管6a轴线的正下方，旧变压器始终保持垂直悬吊状态。
51.如图4至图8所示，旧变压器落地后，新变压器通过十字吊架7悬吊在u形弯管6横管中部的套管吊耳6b上，然后正向转动绞盘扳手2b，绞盘2正向旋转收紧钢丝绳9，吊臂3逐步向上摆动，上升过程中，新变压器始终保持垂直悬吊状态，十分平稳。
52.u形弯管6从两电线杆11之间向后移动并逐步插入绝缘子横担15的下方，当新变压器到达变压器横担19的正上方时，吊臂3停止起升。
53.然后旋松上立柱3b外壁的立柱锁定螺钉3b2，解除升降立柱3c的锁定，通过同步反向转动两驱动手轮4b，使两螺杆升降机4的升降螺杆4a微微下落，升降立柱3c在重力作用下微微下落一端距离，使变压器的底部落在变压器横担19上，如此即完成新变压器的就位。
54.定滑轮8c与吊臂3之间的钢丝绳9上套装有橡胶套10a，橡胶套10a面向定滑轮8c的一端连接有橡胶限位盘10。橡胶套10a及橡胶限位盘10跟随钢丝绳9移动，便于观察两根钢丝绳是否保持同步；当橡胶限位盘10靠近上支撑座8时，即可确定套管吊耳6b已到达变压器的正上方，此时将旧变压器吊离变压器横担19会十分平稳，不会发生晃动；或者将新变压器落在变压器横担19上，落位十分准确。
55.本发明杆上变压器的免停电更换方法，依次包括如下步骤：s1、断开变压器上方的熔断器，熔断器16上方的高压线13无需断电；拆除熔断器与变压器之间的高压母线，及变压器与控制柜之间的低压母线；s2、在两根电线杆的根部安装下支撑座1，下支撑座1上分别设有卷绕钢丝绳9的绞盘2；s3、在变压器横担19的下方安装上支撑座8，上支撑座8上分别设有定滑轮；s4、在两下支撑座1的前侧分别铰接吊臂3，吊臂3自下而上包括下立柱3a、上立柱3b和升降立柱3c，下立柱3a与上立柱3b之间安装有驱动升降立柱3c的螺杆升降机4；s5、两升降立柱3c的上部相向折弯且分别焊接有固定套管，将u形弯管6的两端分别插入固定套管中且锁定；s6、将绞盘2中的钢丝绳9向上引出，绕过同侧的定滑轮后，连接在同侧上立柱3b上；s7、通过绞盘2收紧钢丝绳9，将吊臂3逐渐升起，u形弯管6逐渐向后插入变压器顶部，当u形弯管6的横管到达变压器的正上方时，吊臂3停止上升；s8、在u形弯管6的横管中部悬挂十字吊架7，通过十字吊架7吊住旧变压器；s9、正向操纵螺杆升降机4，推动两侧的升降立柱3c上升使旧变压器的底部脱离变压器横担19。
56.新变压器的就位，还包括如下步骤：s10、通过绞盘2释放钢丝绳9，将吊臂3逐渐向下摆动，直至旧变压器落在地面；s11、移出旧变压器，将新变压器通过十字吊架7悬吊在u形弯管6的横管中部；s12、通过绞盘2再次收紧钢丝绳9，将吊臂3逐渐升起，当新变压器到达变压器横担19的正上方时，吊臂3停止上升；s13、反向操纵螺杆升降机4，使两侧的升降立柱3c下降，新变压器的底部落在变压器横担19上。
57.旧变压器拆卸及新变压器就位过程中，u形弯管6的横管仅在变压器顶部与其上方的绝缘子横担15之间1
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1.5米的狭小空间进退，熔断器横担17上方的熔断器16、绝缘子横担15、绝缘子14、高压线13和高压线支架12不受影响，没有刮蹭的风险。而变压器横担19下方的控制柜20及控制柜横担21没有发生刮蹭或碰撞的风险。
58.以上所述仅为本发明之较佳可行实施例而已，非因此局限本发明的专利保护范围。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。