一种高压输电线路等电位进入电场方法与流程

1.本专利涉及一种高压输电线路维护检修作业方法，特别是一种高压输电线路等电位进入电场方法。


背景技术：

2.为了保障正常的电力供应，高压输电线路一般都是带电检修和维护；在检修维护过程中，电力检修人员需要通过等电位的方式进入电场；现行的带电作业等电位进入电场的方式有：1)通过绝缘软梯挂在导线上或者横担上，等电位操作人员从地面通过攀登绝缘软梯进入电场；2)把绝缘硬梯垂直或者倾斜于水平导线设置，等电位操作人员沿硬梯骑马式进入电场；3)攀爬铁塔，从横担沿绝缘子串进入电场；4)其他辅助人员登塔，在铁塔上通过绝缘绳把吊篮、吊椅和等电位人员送入电场；5)通过无人机抛绳法，把绝缘绳抛过导线，再通过绝缘绳把等电位人员提升到电场；以上方法的缺点是：对绝缘工具的要求高，对作业人员的体力要求高，带电作业时间长，工作效率低；抛绳法只适合于在导线区域操作，进出电场难度大。


技术实现要素：

3.本专利的目的就是设计一种高压输电线路等电位进入电场方法，通过无人机把滑轮挂钩和导引绳安全、方便、精确地悬挂在铁塔横担上，再通过导引绳拉动攀爬绳到滑轮上，方便检修人员通过绝缘攀爬绳自动登塔和进入电场。
4.本专利的技术方案是：一种高压输电线路等电位进入电场方法，包括以下步骤：
5.步骤1、在地面把绝缘导引绳的首端绕过滑轮挂钩的滑轮，使导引绳的中部绕在滑轮挂钩的滑轮上；把导引绳的末端与绝缘攀爬绳的首端连接；导引绳和攀爬绳的长度分别大于横担离地面高度的两倍，攀爬绳的末端连接攀爬车；
6.步骤2、把无人机下部的吊钩挂在滑轮挂钩上端的吊环上，启动无人机，无人机上升时滑轮挂钩的提升解锁机构在滑轮挂钩和导引绳自重作用下，滑轮挂钩的挂钩常闭型自锁杆打开，使挂钩开口打开；无人机把滑轮挂钩和导引绳提升到横担处，并使挂钩卡持在横担上；
7.步骤3、使无人机的吊钩与滑轮挂钩的吊环脱钩，滑轮挂钩的自锁杆在扭簧的作用下闭锁，挂钩的开口闭合；
8.步骤4、塔下人员拉动导引绳的首端，使攀爬绳的首端随导引绳绕过滑轮后回落到地面，再把攀爬绳的首端固定；
9.步骤5、等电位操作人员搭乘在攀爬车上，攀爬车沿攀爬绳提升到横担处，等电位操作人员沿绝缘子串进入到导线部位；或者攀爬车沿攀爬绳提升到导线处，等电位操作人员从攀爬车上直接进入导线部位；在电场区完成施工后，再按原路通过攀爬车返回到地面；
10.步骤6、从地面固定点松开攀爬绳首端，释放导引绳使攀爬绳回落到地面；
11.步骤7、无人机悬浮于横担上滑轮挂钩的上方，使吊钩挂在滑轮挂钩上端的吊环
上；无人机上升提升吊环，滑轮挂钩的提升解锁机构动作，挂钩常闭型自锁杆打开，使挂钩开口打开，再继续提升吊环，滑轮挂钩从横担上脱钩；再通过无人机把滑轮挂钩回落到地面；
12.步骤8、无人机的吊钩与滑轮挂钩的吊环脱钩，检修任务完成。
13.进一步的，所述提升解锁机构是由在滑轮挂钩上依次连接的吊环、连接杆、解锁绳、自锁杆构成，该连接杆动态连接在滑轮挂钩的挂钩的连接部，连接杆相对连接部可上下移动；连接杆的下端通过解锁绳与自锁杆连接，通过无人机下部的吊钩提升吊环时自锁杆向上转动，挂钩的开口打开；
14.进一步的，在所述解锁绳的上端连接有螺纹接头，在所述连接杆下端设置有与该螺纹接头相适配的螺纹孔，解锁绳的上端通过螺纹与连接杆的下端连接，通过螺纹旋入长度调整解锁绳的有效工作长度；
15.进一步的，所述连接部包括设置在挂钩上端面的凸耳和下端连接在凸耳上的圆筒，所述圆筒的开口端朝下，在圆筒的上端面中央设置有通过孔，圆筒的下端通过凸耳连接在挂钩上端；在所述连接杆的下端设置有限位凸台，限位凸台的直径大于所述通过孔的直径；连接杆的限位凸台置于圆筒中，连接杆的上端从圆筒的上端的通过孔中伸出，限位凸台在圆筒内可上下移动；
16.进一步的，所述滑轮挂钩的挂钩是由轻质板材制作的板状结构，挂钩的钩型是与横担的角钢宽度相适配的方形结构；
17.进一步的，所述滑轮挂钩的挂钩顶端设置连接部，在挂钩的柄部下端连接有滑轮；在所述挂钩的开口端设置有常闭型自锁杆，自锁杆的一端通过扭簧弹性铰接在挂钩的柄部；在所述挂钩下端柄部上设置有限位块，限位块位于自锁杆的下方，自锁杆在扭簧的弹簧力作用下向下卡持在限位块上，从而使自锁杆处于常闭自锁状态；
18.进一步的，所述连接部与滑轮挂钩上端的连接点为当挂钩顶端处于水平状态时滑轮挂钩的重心线与挂钩顶端平面的交点；
19.进一步的，所述滑轮挂钩的滑轮通过十字铰链连接在滑轮挂钩的挂钩柄部下端。
20.本专利的优点是：
21.1)借助无人机辅助把滑轮挂钩直接挂在横担上，检修人员通过绝缘绳被自动提升到横担位置，免去人工登塔所需要耗费的体力，登塔人员工作强度低，工作效率高；
22.2)由于电力施工过程中对挂钩有强制性的安全要求，高空挂钩必须要有自锁杆，挂钩后自锁杆要安全闭锁，以免挂钩脱钩造成安全事故；而自锁杆在高空通过无人机操控很不方便，特别是在铁塔上的有限空间内，对无人机的要求更高，无人机无法操作；本专利结合无人机的特点，采用提升解锁机构，解决了无人机在铁塔横担上挂钩的操作问题，挂钩脱钩操作方便，结构简单；
23.3)通过无人机提升滑轮挂钩和导引绳到横担，再通过导引绳把攀爬绳提升到滑轮上，由于导引绳和滑轮挂钩重量小，无人机需要的提升力小，可以选用电动旋翼式无人机，该无人机操作性和平衡性好；
24.4)可以提供多种进入电场的方式，通过攀爬绳进入到横担附近，再在从横担经绝缘子串进入电场，也可以通过攀爬绳把等电位操作人员提升到导线附近，等电位操作人员从绝缘攀爬绳上直接进入电场。
附图说明
25.图1为本专利高压输电线路等电位进入电场示意图；
26.图2为吊环、滑轮挂钩及解锁绳连接示意图；
27.图中：1-吊环；2-连接杆；3-圆筒；4-挂钩；5-自锁杆；6-限位块；7-滑轮；8-导引绳；9-攀爬绳；10-扭簧；11-解锁绳；12-导向管；13-横担；14-螺纹接头；15-攀爬车；16-吊钩；17-无人机。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施方式对本专利进行详细说明。
29.本专利所述的一种高压输电线路等电位进入电场方法，包括以下步骤：
30.步骤1、在地面把由绝缘材料制作的导引绳8的首端绕过滑轮挂钩的滑轮7，导引绳8的长度大于铁塔上悬挂挂钩的横担13高度的两倍，工作人员在地面拉动导引绳8使导引绳8的中部绕在滑轮挂钩的滑轮7上；把导引绳8的末端与绝缘材料制作的攀爬绳9的首端连接，攀爬绳9的长度大于铁塔上悬挂挂钩的横担13的高度的两倍，攀爬绳9的末端连接攀爬车15；
31.导引绳8的长度大于横担13离地面高度的两倍，是为了在无人机17提升滑轮挂钩和导引绳8时，保证在滑轮挂钩到达横担13位置附近时，导引绳8的首端和末端都可处于地面位置，方便地面人员操作，同时攀爬绳9也位于地面，导引绳8的末端虽然与攀爬绳9的首端连接，但导引绳8不承载攀爬绳9的重量，这样不会对无人机17提升滑轮挂钩和导引绳8产生额外拉力，从而减小无人机17提升滑轮挂钩所需的提升力；攀爬绳9经导引绳8提升绕到滑轮7上后，攀爬绳9的首端固定在地面或者铁塔底部后，攀爬绳9的末端连接初始位置在地面上的攀爬车15，所以攀爬绳9的长度也必须大于横担13距离地面高度的两倍。
32.步骤2、把无人机17下部的吊钩16挂在滑轮挂钩上端的吊环1上，启动无人机17，无人机17上升时滑轮挂钩的提升解锁机构在滑轮挂钩和导引绳8自重作用下，挂钩4的常闭型自锁杆5克服扭簧10的弹簧力向上旋转，自锁杆5解锁打开，从而使使挂钩开口打开；无人机17继续上升把滑轮挂钩和导引绳8一起提升到横担13处，并使滑轮挂钩的挂钩4卡持在横担13上。无人机17采用旋翼式电驱动无人机，体积小，平衡性好，在高空很容易把挂钩4挂在横担13的角铁上。
33.步骤3、操作无人机17，降低无人机17高度，使无人机17的吊钩16与滑轮挂钩的吊环1脱钩，脱钩后，滑轮挂钩的常闭型自锁杆5在扭簧10的作用下闭锁，处于常闭状态，挂钩4的开口闭合；此时，挂钩4挂在横担13上由于挂钩开口处常闭自锁杆5保护，不会从横担13上掉落，起到安全保护作用。
34.步骤4、塔下人员拉动导引绳8的首端，使攀爬绳9的首端随导引绳8绕过滑轮7后回落到地面，再把攀爬绳9的首端固定在地面；固定的方式很多，可以直接固定在铁塔下部；也可以根据需要直接连接在绞磨上，绞磨用于拉动攀爬绳9起吊攀爬车15。
35.步骤5、等电位操作人员搭乘在攀爬车15上后启动攀爬车15，攀爬车15沿攀爬绳9提升到横担13处，等电位操作人员再通过横担13沿绝缘子串进入到导线部位，从而安全进入到电场区；或者攀爬车15沿攀爬绳9提升到导线处，等电位操作人员从攀爬车15上直接进入导线部位，从而安全进入到电场区；在电场区完成施工后，等电位操作人员再按原路通过
攀爬车15回到地面；
36.步骤6、从地面固定点松开攀爬绳9的首端，释放导引绳8使攀爬绳9回落到地面；
37.步骤7、启动无人机17，使无人机17悬浮于横担13上滑轮挂钩的上方，使无人机17下部的吊钩16挂在滑轮挂钩上端的吊环1上；再操作无人机17上升，提升吊环1，滑轮挂钩的提升解锁机构在滑轮挂钩和导引绳8自重作用下，挂钩4常闭型自锁杆5打开，使挂钩4开口打开，再继续提升吊环1，挂钩4从横担13上脱钩；再通过无人机17把滑轮挂钩回落到地面；
38.步骤8、无人机17的吊钩16与吊环1脱钩，检修任务完成；
39.如图1所示，所述滑轮挂钩包括设置在其上部的挂钩4和连接在挂钩柄部下端的滑轮7，挂钩4用于通过其钩部卡持在铁塔上横担13的角钢上，滑轮7用于连接攀爬绳9和导引绳8，在攀爬绳9上可以设置攀爬车15，攀爬车15可以是电力驱动沿攀爬绳9自动爬升，也可以是连接在攀爬绳9上通过绞磨提升。等电位操作人员搭乘攀爬车15，通过攀爬车15自动攀升或者通过绞磨把攀爬车15提升到横担13处，等电位操作人员从横担13再进入电场区；所述滑轮挂钩的挂钩4是由轻质板材制作的板状结构，挂钩4的钩型是与铁塔上横担13的角钢宽度相适配的方形结构，对于高压输电线路铁塔，横担13一般选用12.5号标准角钢型材，横担角钢的宽度为125毫米，为了方便无人机在高空挂钩，挂钩4的开口尺寸约为135—150毫米，挂钩4挂在横担13上后固定不会沿横担前后摆动；挂钩4和滑轮7的支架的主体材料为铝合金或者钛合金，铝合金选用ly12，钛合金选用tc4；滑轮7的转轮使用尼龙或者其他轻质、绝缘耐磨材料。
40.在挂钩4的上端设置有连接部，在挂钩4的柄部下端连接有滑轮7，吊环1通过连接杆2与连接部连接，滑轮7通过十字铰链连接在挂钩4的柄部下端。
41.如图2所示，连接部包括设置在挂钩4上端面的凸耳和下端连接在凸耳上的圆筒3，所述圆筒3的开口端朝下，在圆筒3的上端面中央设置有通过孔；圆筒3的下端面管壁上设置有径向贯通的凹槽；所述凸耳是在挂钩4的上端面的板状凸起，与挂钩4为一体结构；挂钩4上端的凸耳插入圆筒3下端面上的凹槽中，在凸耳中心和圆筒3下端凹槽两侧壁上分别设置有相应的连接孔，连接螺钉穿过凸耳上的连接孔和圆筒下端侧壁上的连接孔，从而使圆筒3的下端和挂钩4的上端的凸耳通过螺纹固定连接构成挂钩4的连接部。所述连接部2与挂钩4上端的连接点即挂钩4上端面凸耳的位置为当挂钩4顶端处于水平状态时滑轮挂钩的重心线与挂钩顶端平面的交点。
42.在所述滑轮挂钩的挂钩4的开口端设置有常闭型自锁杆5，自锁杆5的一端通过扭簧10弹性铰接在挂钩4的柄部：自锁杆5的一端通过铰接轴铰接在挂钩4的柄部，自锁杆5置于挂钩4的开口处使挂钩4挂在横担13上后开口封闭，不会从横担13上脱落，起到安全保护作用；在所述挂钩4下端柄部上还设置有限位块6，限位块6位于自锁杆5的下方；扭簧10以自锁杆5的铰接轴为中心，其一端连接在限位块6上，另一端连接在自锁杆5的杆体上，自锁杆5在扭簧10的弹簧力作用下向下卡持在限位块6上，从而使自锁杆5处于常闭自锁状态；
43.吊环1、连接杆2、解锁绳11、自锁杆5依次连接构成提升解锁机构，所述连接杆2动态连接在挂钩4的连接部，连接杆2相对连接部可上下移动；在连接杆2的下端设置有限位凸台，限位凸台的直径大于圆筒3上端面中央通过孔的直径；连接杆2的限位凸台部分置于圆筒3中，连接杆2的上端从圆筒3的上端面中央的通过孔中伸出，限位凸台在圆筒3内可以上下移动；连接杆2的下端与解锁绳11的上端连接，解锁绳11的下端从圆筒3下端伸出后与自
锁杆5连接，用于拉动自锁杆5绕铰接轴向上转动，挂钩4的开口打开，自锁杆5处于解锁状态。连接杆5上下移动的行程大于自锁杆5从闭锁状态转动到挂钩开口完全打开状态时所拉动解锁绳11的行程；在无人机17下部设置有吊钩16，当无人机17的吊钩16与吊环1连接向上提升吊环1时，滑轮挂钩的常闭型自锁杆5向上转动解锁，挂钩4的开口打开，无人机的吊钩16与吊环1脱离则滑轮挂钩的常闭型自锁杆5在扭簧10弹簧力的作用下复位恢复闭锁，挂钩4的开口闭合。吊钩16提升吊环1自锁杆5完全打开后，限位凸台在圆筒3内上移到限位凸台的上端卡持在圆筒3的上端面上，此时滑轮挂钩和导引绳8的重量承载在连接杆2和吊环1上，解锁绳11只承受扭簧10的弹簧力。
44.在所述挂钩4上还设置有导向管12，解锁绳11从导向管12中穿过，所述导向管12固定在挂钩体上，用于给解锁绳11导向，方便解锁绳11抽动和在挂钩体上按特定的方向布置。
45.实际应用中，解锁绳11的有效工作长度需要根据自锁杆5完全打开和闭合的行程确定，在本专利中，解锁绳11的有效工作长度可以调整。在所述解锁绳11的上端连接有螺纹接头14，在所述连接杆2下端设置有与该螺纹接头14相适配的螺纹孔，解锁绳11的上端通过螺纹接头14与连接杆2的下端连接，通过螺纹旋入连接杆下端的长度调整解锁绳11的长度；螺纹旋入则解锁绳11有效长度变短，螺纹旋出则解锁绳11有效工作长度变长。通过解锁绳11的有效工作长度调整，来调整自锁杆5旋转的最终角度，既要保证吊钩16提升吊环1时挂钩4的开口完全打开，又能保证自锁杆5停留在合适的位置。
46.导引绳8绕在滑轮7的转轮上，导引绳8的一端与攀爬绳9的一端连接，检修工作人员需要进入电场工作时，先通过无人机17的吊钩16提升滑轮挂钩上的吊环1，此时滑轮挂钩在自重和导引绳8的重力作用下挂钩4的常闭型自锁杆5打开，挂钩4的开口张开，无人机17把连接有导引绳8的滑轮挂钩的挂钩4卡持在铁塔的横担13上后，无人机17的吊钩16和吊环1脱开，此时常闭型自锁杆5复位，挂钩4的开口闭合，从而使挂钩4安全可靠的挂在横担13上，不会脱落。塔下人员拉动导引绳8，通过拉动导引绳8把攀爬绳9提升到滑轮7的转轮上，再把攀爬绳9的与导引绳8连接的一端固定在地面上，把攀爬车安装在攀爬绳9另一端，检修人员通过攀爬车15(电动自动爬升)或其他攀爬工具沿攀爬绳9爬升到横担13上，或者通过绞磨把攀爬车15(手动)用攀爬绳9提升到横担13上；检修人员再从横担13进入电场工作区。检修工作完成后，先通过导引绳8把攀爬绳9释放回地面，然后无人机17再次提升吊环1打开挂钩自锁杆5，再继续提升吊环1把滑轮挂钩从横担13上取下。