一种柱上变压器台10kV线路用无间隙避雷器及方法与流程

一种柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器及方法
技术领域
1.本发明属于避雷器领域，特别涉及一种柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器及方法。


背景技术：

2.10kv配电网架空线路通过在导线上t接下引线，经柱上变压器台的10kv/0.4kv配电变压器降压后，将电能配送给低压侧用户。我国技术标准gb/t 50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》、gb 51302-2018《架空绝缘配电线路设计标准》等均规定，应在配电变压器10kv侧设置一组额定电压为17kv的无间隙金属氧化物避雷器进行防雷保护，以降低线路上的雷电过电压侵入变压器绕组线圈造成绝缘损坏故障的概率。
3.依据国家电网有限公司和中国南方电网有限责任公司典设文件规定，无间隙避雷器的通用型式为复合绝缘外套无间隙金属氧化物避雷器，安装方式为：避雷器被安装在熔断器与配电变压器高压侧套管之间的t接引下线线段上，避雷器高压端与金属连接线的一端紧固在一起，金属连接线的另一端与剥离一小段绝缘层后露出芯线的t接引下线铰接在一起，再用绝缘胶带缠绕恢复绝缘层，避雷器低压端被安装在一个设置在变台支撑电杆上的金属横担上。
4.通用结构型式的避雷器部件少且结构简单，但是缺点也很明显，若运行中的避雷器本体因为产品生产质量缺陷、遭受近区高幅值雷击、外力破坏等原因发生故障，故障避雷器本体无法带电拆卸下来，自然也无法更换新产品带电装回去。对于影响供电的需要立刻停电抢修，这扩大了故障范围，增加了检修环节的经济损失，降低了供电可靠性指标；对于不影响供电的可以等到检修停电窗口期时再更换，但是在此之前，配电变压器没有了雷电防护装置保护，处于“裸奔”状态，风险隐患高。另外，对运行中的避雷器抽样检测是判断产品运行性状的一种最直接且经济的手段，但是限于现有避雷器无法带电拆卸取样，通常没有过程监测，避雷器挂网后绝大多数在损坏前都处于“失控”状态。
5.专利cn202010413326.2、cn202220856061.8、cn201820155862.5均提出了一种10kv线路用新型结构无间隙避雷器，这些避雷器是可以用到柱上变压器台位置上的。它们通过设计复杂的避雷器本体支撑固定部件或者参照10kv线路熔断器的结构原理设计避雷器，虽然可以实现带电拆除并换新的最终目的，但是，这些避雷器的结构过于复杂，部件过多，带来的新问题包括：一是组装、现场安装不便；二是装置体积大，过多占用了变压器台原本就不宽裕的空间，给变压器套管进出线布置、带电作业操作等带来了限制；三是部件多意味着制造成本高，现在通用结构型式的避雷器(对应标称放电电流为5ka)的市场价格，选择质量有保障的大厂的产品采购价格通常在100～200元之间，增设复杂部件后，避雷器成本明显增高，甚至出现部件价格高出避雷器本体价格的“本末倒置”现象，考虑我国配电网的运营规模，这些结构的产品局部“点”应用还可，大规模“面”应用无法被接受，因此在电力行业标准dl/t 1292-2013《配电网架空绝缘线路雷击断线防护导则》及其最新修订版中，上述复杂结构避雷器均不在被推荐范围内。除此之外，现行安装方式下，无间隙避雷器高压端通
过一段连接线和一段t接引下线与配电变压器高压侧套管导杆相连，低压端通过接地引下线沿支撑电杆下行至配电变压器的支撑横担位置后，再沿支撑横担水平引至配电变压器外壳并电气连接，实现避雷器与配电变压器高压侧套管间的并联安装，对照典设文件，无间隙避雷器与高压侧套管间的等效连接线长度约为3.8m，雷电过电压下套管的承受电压是避雷器残压和所有连接线冲击压降之和，因此避雷器对配电变压器的保护不充分，这是目前配电变压器雷击故障时有发生的主要原因。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器，以解决在线路不停电的情况下无法带电安装和拆卸避雷器的问题。
7.本发明在避雷器本体设计凸起结构，对应安装支架上的避雷器安装孔形状，以简单的结构即可实现连接；
8.本发明提供的柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器，包括安装支架，安装支架设计安装在配电变压器散热片的外侧，与柱上变压器台的底座角钢相连接，极大地降低了对变压器台空间的占用；
9.本发明提供的柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器以磁吸插头端子与磁吸插孔段子实现插接，再配合辅助工具，比较现有技术的熔断器等复杂设计，以简单的设计实现在线路不停电的情况下进行拆卸和安装避雷器的目的，成本低，可以进行大规模应用；
10.本发明附加一项接地线结构设计，所述接地线采用减少避雷器与套管之间的等效连接线长度这一最经济技术路线来改善避雷器的保护效果，在维持变压器台现有结构和布线不变的前提下，可显著提高配电变压器的耐雷性能从而使避雷器的安全运行年限大幅提升。
11.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
12.本发明提供一种柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器，包括安装支架、避雷器本体、连接线、磁吸插头端子、磁吸插孔端子；
13.所述安装支架包括立架和横架，所述横架上设有多个避雷器安装孔和开口槽，每个避雷器安装孔对应一个开口槽，相对应的避雷器安装孔与开口槽相连通；
14.所述连接线两端分别连接避雷器本体第一端与磁吸插头端子的第一端头；
15.所述避雷器本体的第一端轴心位置设有一个朝外的不穿透的第一螺孔，第一螺孔与连接线的第一端紧固连接并被绝缘外套包覆封固；
16.所述避雷器本体的第二端设有一个凸起结构，所述凸起结构轴心位置上设有一个朝外的不穿透的第二螺孔，所述第二螺孔连接安装螺杆，所述避雷器安装孔与凸起结构形状相匹配，用于沉入凸起结构，用于沉入凸起结构，所述安装螺杆与开口槽形状相匹配，安装螺杆设有螺母用于固定凸起结构；
17.所述磁吸插头端子的第二端头上内嵌第一柱状永磁体，所述磁吸插孔端子第一端头设有一个柱孔，柱孔内底面嵌有第二柱状永磁体，其中第一永磁体与第二永磁体极性相反，磁吸插头端子的第二端头与磁吸插孔端子的第一端头插合连接。
18.所述安装支架安装在柱上变压器台上，所述柱上变压器台包括底座角钢、高压侧套管、外壳上盖板，所述底座角钢上设有开孔，所述高压侧套管上设有螺纹导杆；
19.所述安装支架安装在配电变压器散热片的外侧，所述立架与配电变压器的上的开孔固定连接，所述磁吸插孔端子的第二端头与高压侧套管上的螺纹导杆相连接。
20.所述避雷器的磁吸插头端子主体外侧壁设有一个环形拉环。
21.所述的磁吸插孔端子的第二端头制成扁平体，设有一个端子安装孔，端子安装孔与配电变压器的螺纹导杆相匹配，端子安装孔能够套入螺纹导杆以螺母紧固连接。
22.所述避雷器本体包括电阻片单元、带伞裙的绝缘外套、高压端法兰、低压端法兰；
23.所述电阻片单元由多个电阻片叠加形成，电阻片单元两端分别与高压端法兰和低压端法兰固定连接，且通过绝缘外套包覆；
24.所述第一螺孔设置于避雷器本体的高压端法兰轴心位置，第一螺孔与连接线的第一端紧固连接并被绝缘外套包覆封固；
25.所述凸起结构设置于避雷器本体的低压端法兰上，凸起结构轴心位置上设置第二螺孔，所述第二螺孔连接安装螺杆。
26.本发明提供的一种柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器，还包括接地线组件，所述接地线组件包括接地线、第一线鼻子、第二线鼻子和槽型线夹，所述接地线两端分别压接第一线鼻子和第二线鼻子，第一线鼻子经槽型线夹与配电变压器的外壳上盖板连接紧固，在安装支架的横架上设有地线安装孔，第二线鼻子与地线安装孔紧固连接。
27.本发明提供的一种柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器，还包括用于安装和拆卸避雷器本体的辅助工具；
28.所述辅助工具包括绝缘杆、拉棒、卡钳和套筒，所述绝缘杆的第一端部设有拉棒，卡钳和套筒，所述卡钳尺寸与磁吸插头端子相匹配，能够固定磁吸插头端子，套筒能够套入避雷器本体低压端的安装螺杆并卡住固定安装螺杆的螺母。
29.本发明优选在避雷器的磁吸插孔端子第一端头的柱孔内壁设有弹片以变形挤压磁吸插头端子，磁吸插头端子能够与磁吸插孔端子紧密结合。
30.本发明提供了所述柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器的辅助工具的使用方法，包括拆卸避雷器的步骤和更换新避雷器的步骤：
31.在挂网运行中，当避雷器本体故障损坏需要更换或者抽样检测需要取下避雷器本体做样品时，使用该辅助工具电网不需要停电，其拆卸过程为：
32.s10：工作人员处于电气安全距离以外，操纵绝缘杆，将端部的拉棒插入磁吸插头端子的拉环，拉动绝缘杆，将磁吸插头端子从磁吸插孔端子中拔出，使得避雷器本体高压端断电，调整连接线自然下垂；
33.s20：操纵绝缘杆，将套筒套住避雷器本体的安装螺杆并卡住安装螺杆上的固定螺母，转动绝缘杆将螺母松开一段距离但不脱离安装螺杆，上擎绝缘杆抬起避雷器本体，使低压端法兰的凸起结构脱离避雷器安装孔，沿开口槽方向平移绝缘杆，将避雷器本体移出安装支架，下降绝缘杆取下避雷器本体；
34.在使用该辅助工具更换新的避雷本器本体时，电网维持带电，安装过程为：
35.s100：工作人员处于电气安全距离以外，将避雷器本体的安装螺杆备上螺母和防松件，插入辅助工具的套筒中，螺母卡在套筒中，安装螺杆外露一段，上升绝缘杆托起避雷器本体，将安装螺杆外露段送入安装支架的开口槽内，并水平移动绝缘杆将避雷器送到安装孔位置，然后转动绝缘杆调整低压端法兰的凸起结构直到沉入避雷器安装孔，使避雷器
安装孔卡住低压端法兰的凸起结构后，再连续转动绝缘杆上紧螺母。
36.s200：继续操纵绝缘杆，将拉棒插入自然垂下的磁吸插头端子的拉环中，上升绝缘杆带动连接线向上直到拉直，此时磁吸插头端子朝向上方，在连接线的拉力辅助下可以调节绝缘杆使磁吸插头端子卡入卡钳，此时磁吸插头端子经拉棒和卡钳固定住，调整绝缘杆将磁吸插头端子对准磁吸插孔端子，用力推动绝缘杆，磁吸插头端子插入磁吸插孔端子，避雷器本体高压端带电，调整绝缘杆脱离磁吸插头端子，收回辅助工具。
37.所述柱上变压器台10kv无间隙金属氧化物避雷器的优化安装方法的安装步骤如下：
38.s1：首次安装避雷器时将线路停电，安装支架的立架和横架组装成一体，立架紧固连接至配电变压器的底座角钢上；
39.s2：磁吸插孔端子的端子安装孔套入配电变压器的高压侧套管的螺纹导杆，调节磁吸插孔端子的第一端朝向安装支架并用螺母紧固；
40.s3：连接线的第一端与避雷器本体的高压端法兰固定连接，将连接线的第二端与磁吸插头端子紧固连接；
41.s4：将避雷器本体低压端的安装螺杆穿入安装支架的避雷器安装孔，并调整位置使低压端法兰的凸起结构沉入避雷器安装孔，将螺母及防松件套入安装螺杆并紧固；
42.s5：将接地线的第二线鼻子与安装支架的地线安装孔紧固连接，第一线鼻子经槽型线夹与配电变压器的外壳上盖板连接并压紧；
43.s6：将磁吸插头端子插入磁吸插孔端子。
44.本发明的有益效果如下：
45.1、本发明提供了一种新型可带电拆换式的柱式变压器台10kv无间隙避雷器，产品结构简单、部件数量少、便于组装和现场安装、体积小、不多占变压器台空间、成本低、适合规模化应用，并且所有高压带电部件对外全绝缘，不存在带电节点裸露可能发生异物短接造成近区短路故障的风险，整体技术经济性大幅优于现有产品。
46.2、本发明提供的无间隙避雷器具有可带电拆换避雷器本体功能，通过巧妙利用开槽安装孔、带磁吸力端子方便实现连接与断开，可以在线路不停电的情况下，通过远端操纵绝缘杆式配套工具快速拆卸掉旧的避雷器本体、安装上新的避雷器本体，解决了避雷器本体故障或抽检取样时所在线路必须停电的运行痛点问题，降低运维成本。
47.3、本发明还提供了一种柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器的优化安装方案，该安装方案采用减少避雷器与套管之间的等效连接线长度这一最经济技术路线来改善避雷器的保护效果，在维持变压器台现有结构和布线不变的前提下，可显著提高配电变压器的耐雷性能。经电磁暂态过程建模仿真计算比较，现行柱上变压器台用无间隙避雷器现行安装方案下，避雷器与配电变压器高压侧套管之间的等效电气连接线长度约为3.8m，配电变压器在10kv侧雷电侵入过电压作用下的安全运行年限仅有65年，本发明提供的安装方案下，避雷器与配电变压器高压侧套管之间的等效连接线长度降到0.8m以内，配电变压器在10kv侧雷电侵入过电压下的安全运行年限大幅提升到不少于460年。
附图说明
48.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示
意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
49.图1为新型柱上变压器台用无间隙避雷器的外观结构示意图和安装方案示意图；
50.图2为安装支架结构示意图；
51.图3为避雷器本体结构示意图；
52.图4为磁吸插头端子和磁吸插孔端子结构示意图；
53.图5为接地线结构示意图；
54.图6为用于带电拆卸、安装避雷器本体的配套工具结构示意图。
55.其中：1-安装支架；2-避雷器本体；3-连接线；4-磁吸插头端子；5-磁吸插孔端子；
56.6-接地线组件；7-辅助工具；81-底座角钢；811-开孔；821-螺纹导杆；82-高压侧套管；
57.83-外壳上盖板；11-立架；12-横架；13-安装孔；14-开口槽；15-地线安装孔；
58.21-电阻片；22-带伞裙的绝缘外套；231-高压端法兰；232-低压端法兰；24-安装螺杆；
59.41-第一柱状永磁体；42-拉环；51-端子安装孔；52-弹片；53-第二柱状永磁体；
60.54-柱孔；61-接地线；621-第一线鼻子；622-第二线鼻子；63-槽型线夹；71-绝缘杆；72-拉棒；73-卡钳；74-套筒。
具体实施方式
61.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
62.以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本技术所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
63.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
64.本发明提供一种柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器，柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器结构简单、成本低，从而便于安装和拆卸，适合规模化应用，柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器包括安装支架，包括安装支架1、避雷器本体2、连接线3、磁吸插头
端子4和磁吸插孔端子5；安装支架1包括立架11和横架12，述横架12上设有多个避雷器安装孔13，避雷器安装孔13与开口槽14相连接；连接线3两端分别连接避雷器本体2第一端与磁吸插头端子4的第一端头，本发明特征在于：避雷器本体2的第一端轴心位置设有一个朝外的不穿透的第一螺孔，第一螺孔与连接线3的第一端紧固连接并被绝缘外套22包覆封固；第二端设有一个凸起结构，凸起结构轴心位置上设有一个朝外的不穿透的第二螺孔，第二螺孔连接安装螺杆24，避雷器安装孔13与凸起结构形状相匹配，用于沉入凸起结构，安装螺杆24与开口槽14形状相匹配，安装螺杆24设有螺母用于固定凸起结构；磁吸插头端子4的第二端头上内嵌第一柱状永磁体41，磁吸插孔端子5第一端头设有一个柱孔54，柱孔内底面嵌有第二柱状永磁体53，其中第一永磁体41与第二永磁体53极性相反，磁吸插头端子4的第二端头与磁吸插孔端子5的第一端头插合连接。
65.通过上述设置，避雷器安装孔13与凸起结构形状相匹配，安装螺杆24与开口槽14形状相匹配，简单结构即实现避雷器本体2与安装支架1的连接；
66.磁吸插头端子4的第二端头与磁吸插孔端子5的第一端头插合连接，最终方便实现带点拆装避雷器本体2。
67.以下，参照附图1至图6对本发明进行详细说明。
68.如图1所示，安装支架1安装在柱上变压器台上，柱上变压器台包括底座角钢81、高压侧套管82和外壳上盖板83，底座角钢81上设有开孔811，高压侧套管82上设有螺纹导杆821；
69.安装支架1安装在配电变压器散热片的外侧，立架11与配电变压器的上的开孔811固定连接，磁吸插孔端子5的第二端头与高压侧套管82上的螺纹导杆821相连接。
70.安装支架1的制作材料优选为钢板材，为保障机械强度可采用槽钢、t型钢或带加强筋，表面做镀锌防腐处理。在满足空间足够紧凑的前提下，典型结构可以设计为“п”字形、“工”字型等不限。以“п”字形结构为例，安装支架1环绕在配电变压器散热片的外围，安装支架1的立架11利用配电变压器的底座角钢81上的开孔实现连接固定。
71.通过上述设置，将安装支架1设置在柱上变压器台外侧，实现不多占用变压器台空间的目的。
72.如图2所示，安装支架1包括立架11和横架12，横架上优选设置沿直线均匀分布三个呈不规则方形的避雷器安装孔13，相邻间隔不小于200mm，与每个避雷器安装孔13连通的是蛇形开口槽14，蛇形开口槽开设直至横架边沿。
73.避雷器安装孔13的空间位置优选设置在在配电变压器散热片的外沿之外，以方便工作人员在地面采用辅助工具7从远端操作，实现避雷器本体2的拆卸与安装。
74.在临近中间位置的避雷器安装孔13周围另外设置一个地线安装孔15，圆孔直径在φ12～φ16mm之间。
75.如图3所示，避雷器本体2包括电阻片单元、带伞裙的绝缘外套22、高压端法兰231和低压端法兰232；避雷器本体2的第一端内为高压端法兰231，第二端内为低压端法兰232。
76.电阻片单元由多个电阻片21叠加形成，电阻片单元两端分别与高压端法兰231和低压端法兰232固定连接外表面包覆有绝缘外套22。
77.避雷器本体2的额定电压为17kv，标称放电电流分为5ka和10ka两种，可采用缠绕型结构、筒型结构或笼型结构，辅以构件和材料，将多个电阻片21和两端部法兰231、232叠
装封固成刚性芯体，外表面绝缘外套22优选为一次性注塑成型硅橡胶复合外套，技术参数应符合gb/t 11032-2020《交流无间隙金属氧化物避雷器》的规定。
78.高压端法兰231的第一螺孔紧固连接线3，并与连接线根部段一起被绝缘材料包裹覆盖，绝缘材料优选采用硅橡胶复合材料。
79.低压端法兰232的第二螺孔应安装公称直径m10～m16的安装螺杆2，用于固定避雷器本体2，安装螺杆24与开口槽14相匹配，公称直径比开口槽14的宽度小0.5mm～1mm，使安装螺杆24能够横穿进开口槽12并移动到避雷器安装孔13位置。低压端法兰232外露部分设计成凸起结构，使安装避雷器本体2时凸台可以沉入避雷器安装孔1，优选采用柱状凸台结构，与避雷器安装孔13形状一致仅尺寸略小。
80.连接线3，优选使用覆盖厚度1mm～3mm硅橡胶绝缘层的软铜线，截面积为12mm2～20mm2，长度不超过400mm。连接线3的第一端与避雷器本体2的高压端法兰231电气连接并紧固，第二端与磁吸插头端子4的第一端头电气连接并紧固。
81.如图4所示，磁吸插头端子4和磁吸插孔端子5优选采用铜材制作，磁吸插头端子4、第一柱状永磁体41、磁吸插孔端子5、第二柱状永磁体53、柱孔54优选采用相互匹配的圆柱形便于实现插接，第一柱状永磁体41和第二柱状永磁体53优选使用汝铁硼材料，亦可采用其他可实现目的的磁性材料进行替换。
82.磁吸插头端子4的主体侧壁带有环形拉环42，一般为圆环形。
83.磁吸插孔端子5的第二端头制成扁平体，设有一个端子安装孔51，端子安装孔51与配电变压器的螺纹导杆821相匹配，端子安装孔51能够套入螺纹导杆821以螺母紧固连接。
84.磁吸插头端子4和磁吸插孔端子5长期外露部分表面均包覆厚度1mm～3mm的硅橡胶绝缘层。
85.磁吸插孔端子5第一端头的柱孔54内壁设有弹片52以变形挤压磁吸插头端子，使得磁吸插头端子4与磁吸插孔端子5紧密结合，优选设置有3～4根长条状或花瓣状铜弹片。
86.通过上述设置，当磁吸插头端子4插入磁吸插孔端子5后，铜弹片变形挤压磁吸插头端子4，可使磁吸插头端子4与磁吸插孔端子5经足够大的铜材接触面紧密结合，以满足避雷器动作通流要求。
87.本发明提供的一种新型可带电拆换式的柱式变压器台10kv无间隙避雷器，产品结构简单、部件数量少、便于组装和现场安装、体积小、不多占变压器台空间、成本低、适合规模化应用，并且所有高压带电部件对外全绝缘，不存在带电节点裸露可能发生异物短接造成近区短路故障的风险，整体技术经济性大幅优于现有产品。
88.如图5所示，本发明还提供了一种柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器安装方案，可以显著提高避雷器的防雷保护性能，除实施例1的部件外还包括接地线组件6，接地线组件6包括接地线61、第一线鼻子621、第二线鼻子622和槽型线夹63，接地线61两端分别压接第一线鼻子621和第二线鼻子622，第一线鼻子621经槽型线夹63与配电变压器的外壳上盖板83连接紧固，在安装支架1的横架12上设有地线安装孔15，第二线鼻子622与地线安装孔15紧固连接。
89.接地线61，优选使用长度不超过400mm的截面积25mm2～50mm2的编织软铜线。
90.第一线鼻子621经槽型线夹63与配电变压器的外壳上盖板83电气连接并挤压紧固，线鼻子622与安装支架1的地线安装孔15经螺栓螺母紧固连接。
91.在国内通用配电变压器外形尺寸下，安装支架1固定在配电变压器的底座角钢81上，同时用接地线组件61将安装支架1与配电变压器的外壳上盖板83短接，该安装方案下均可以控制避雷器与高压套管之间的有效连接线长度在0.8m之内。
92.上述柱上变压器台10kv无间隙金属氧化物避雷器的优化安装方法，可以显著提高避雷器的防雷保护性能，安装步骤如下：
93.s1：首次安装避雷器时将线路停电，安装支架1的立架11和横架12组装成一体，立架11紧固连接至配电变压器的底座角钢81上；
94.s2：磁吸插孔端子5的端子安装孔51套入配电变压器的高压侧套管82的螺纹导杆821，调节磁吸插孔端子5的第一端朝向安装支架1并用螺母紧固；
95.s3：连接线3的第一端与避雷器本体2的高压端法兰231固定连接，将连接线3的第二端与磁吸插头端子4紧固连接；
96.s4：将避雷器本体2低压端的安装螺杆24穿入安装支架1的避雷器安装孔13，并调整位置使低压端法兰232的凸起结构沉入避雷器安装孔13，将螺母及防松件套入安装螺杆24并紧固；
97.s5：将接地线61的第二线鼻子622与安装支架1的地线安装孔15紧固连接，第一线鼻子621经槽型线夹63与配电变压器的外壳上盖板83连接并压紧；
98.s6：将磁吸插头端子4插入磁吸插孔端子5。
99.通过上述提供的结构和优化安装方案，该安装方案采用减少避雷器与套管之间的等效连接线长度这一最经济技术路线来改善避雷器的保护效果，在维持变压器台现有结构和布线不变的前提下，可显著提高配电变压器的耐雷性能。经电磁暂态过程建模仿真计算比较，现行柱上变压器台用无间隙避雷器现行安装方案下，避雷器与配电变压器高压侧套管之间的等效电气连接线长度约为3.8m，配电变压器在10kv侧雷电侵入过电压作用下的安全运行年限仅有65年，本发明提供的安装方案下，避雷器与配电变压器高压侧套管之间的等效连接线长度降到0.8m以内，配电变压器在10kv侧雷电侵入过电压下的安全运行年限大幅提升到不少于460年。
100.如图6所示，安装柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器的辅助工具包括绝缘杆71、拉棒72、卡钳73和套筒74，绝缘杆71的第一端部设有拉棒72，卡钳73和套筒74。
101.绝缘杆71，优选使用长度2m～3m的环氧树脂绝缘杆71。
102.绝缘杆71的第一端部设置的拉棒72和套筒74，优选使用铜或钢材，卡钳73优选使用钢材。
103.绝缘杆71的第一端部设置的拉棒72，卡钳73和套筒74，优选结构为：以绝缘杆71为轴，拉棒72与卡钳73错开角度小于等于45
°
，拉棒72直径小于磁吸插头端子4的拉环42内径约10～15mm，卡钳73尺寸与磁吸插头端子4相匹配，可以固定住磁吸插头端子4，套筒74可以套入避雷器本体2低压端的安装螺杆24并卡住安装螺杆24的螺母。
104.通过上述柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器的辅助工具7具有可带电拆换避雷器本体功能，通过巧妙利用开槽安装孔、带磁吸力端子方便实现连接与断开，可以在线路不停电的情况下，通过远端操纵绝缘杆式配套工具快速拆卸掉旧的避雷器本体、安装上新的避雷器本体，解决了避雷器本体故障或抽检取样时所在线路必须停电的运行痛点问题，降低运维成本。
105.在挂网运行中，当避雷器本体故障损坏需要更换或者抽样检测需要取下避雷器本体做样品时，使用辅助工具进行拆卸，电网不需要停电，拆卸步骤为：
106.s10：工作人员处于电气安全距离以外，利用辅助工具7，操纵绝缘杆71，将端部的拉棒72插入磁吸插头端子4的拉环42，用力拉绝缘杆71，将磁吸插头端子4从磁吸插孔端子5中拔出，避雷器本体2高压端断电，调整连接线3自然下垂；
107.s20：操纵绝缘杆71，将套筒74套住避雷器本体2的安装螺杆2)并卡住其固定螺母，转动绝缘杆71将螺母松开一段距离但不脱离安装螺杆24，上擎绝缘杆71轻微抬起避雷器本体2，使低压端法兰232的凸起结构脱离避雷器安装孔13，沿开口槽14方向平移绝缘杆71，将避雷器本体2移出安装支架1，下降绝缘杆71取下避雷器本体2。
108.使用辅助工具更换新的避雷本器本体时，电网可以维持带电，安装过程为：
109.s100：工作人员处于电气安全距离以外，将避雷器本体2的安装螺杆24备上螺母和防松件，插入辅助工具7的套筒74中，螺母卡在套筒74中，安装螺杆24外露一段，上升绝缘杆71托起避雷器本体2，将安装螺杆24外露段送入安装支架1的开口槽14内，并水平移动绝缘杆71将避雷器送到避雷器安装孔13位置，然后转动绝缘杆71调整低压端法兰232的凸起结构直到沉入避雷器安装孔13，使避雷器安装孔13卡住低压端法兰232的凸起结构后，再连续转动绝缘杆71上紧螺母。
110.s200：继续操纵绝缘杆71，将拉棒72插入自然垂下的磁吸插头端子4的拉环42中，上升绝缘杆71带动连接线)向上直到拉直，此时磁吸插头端子4朝向上方，在连接线3的拉力辅助下可以调节绝缘杆71使磁吸插头端子4卡入卡钳73，此时磁吸插头端子4经拉棒72和卡钳73两处固定住，调整绝缘杆71将磁吸插头端子4对准磁吸插孔端子5，用力推动绝缘杆71，磁吸插头端子4插入磁吸插孔端子5，避雷器本体高压端带电，调整绝缘杆71脱离磁吸插头端子4，收回辅助工具7。
111.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
112.由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

技术特征：
1.一种柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器，其特征在于，包括安装支架(1)、避雷器本体(2)、连接线(3)、磁吸插头端子(4)和磁吸插孔端子(5)；所述安装支架(1)包括立架(11)和横架(12)，所述横架(12)上设有多个避雷器安装孔(13)和开口槽(14)，每个避雷器安装孔(13)对应一个开口槽(14)，相对应的避雷器安装孔(13)与开口槽(14)相连通；所述连接线(3)两端分别连接避雷器本体(2)第一端与磁吸插头端子(4)的第一端头；所述避雷器本体(2)的第一端轴心位置设有一个朝外的不穿透的第一螺孔，第一螺孔与连接线(3)的第一端紧固连接并被绝缘外套(22)包覆封固；所述避雷器本体(2)的第二端设有一个凸起结构，所述凸起结构轴心位置上设有一个朝外的不穿透的第二螺孔，所述第二螺孔连接安装螺杆(24)，所述避雷器安装孔(13)与凸起结构形状相匹配，用于沉入凸起结构，所述安装螺杆(24)与开口槽(14)形状相匹配，安装螺杆(24)设有螺母用于安装后固定凸起结构；所述磁吸插头端子(4)的第二端头上内嵌第一柱状永磁体(41)，所述磁吸插孔端子(5)第一端头设有一个柱孔(54)，柱孔内底面嵌有第二柱状永磁体(53)，其中第一永磁体(41)与第二永磁体(53)极性相反，磁吸插头端子(4)的第二端头与磁吸插孔端子(5)的第一端头插合连接。2.根据权利要求1所述的柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器，其特征在于，所述安装支架(1)安装在柱上变压器台上，所述柱上变压器台包括底座角钢(81)、高压侧套管(82)、外壳上盖板(83)，所述底座角钢(81)上设有开孔(811)，所述高压侧套管(82)上设有螺纹导杆(821)；所述安装支架(1)安装在配电变压器散热片的外侧，所述立架(11)与配电变压器的上的开孔(811)固定连接，所述磁吸插孔端子(5)的第二端头与高压侧套管(82)上的螺连接，所述磁吸插孔端子(5)的第二端头与高压侧套管(82)上的螺纹导杆(821)相连接。3.根据权利要求2所述的柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器，其特征在于，所述避雷器的磁吸插头端子(4)主体外侧壁设有一个环形拉环(42)。4.根据权利要求3所述的柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器，其特征在于，所述的磁吸插孔端子(5)的第二端头形状为扁平体，扁平体设有一个端子安装孔(51)，端子安装孔(51)与配电变压器的螺纹导杆(821)相匹配，端子安装孔(51)能够套入螺纹导杆(821)并以螺母紧固连接。5.根据权利要求4所述的柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器，其特征在于，所述避雷器本体(2)包括电阻片单元、带伞裙的绝缘外套(22)、高压端法兰(231)和低压端法兰(232)；所述电阻片单元由多个电阻片(21)叠加形成，电阻片单元两端分别与高压端法兰(231)和低压端法兰(232)固定连接，且通过绝缘外套(22)包覆；所述第一螺孔设置于避雷器本体(2)的高压端法兰(231)轴心位置，第一螺孔与连接线(3)的第一端紧固连接并被绝缘外套(22)包覆封固；所述凸起结构设置于避雷器本体(2)的低压端法兰(232)上，凸起结构轴心位置上设置第二螺孔，所述第二螺孔连接安装螺杆(24)。6.根据权利要求5所述的柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器，其特征在于，还包括
接地线组件(6)，所述接地线组件(6)包括接地线(61)、第一线鼻子(621)、第二线鼻子(622)和槽型线夹(63)，所述接地线(61)两端分别压接第一线鼻子(621)和第二线鼻子(622)，第一线鼻子(621)经槽型线夹(63)与配电变压器的外壳上盖板(83)连接紧固，在安装支架(1)的横架(12)上设有地线安装孔(15)，第二线鼻子(622)与地线安装孔(15)紧固连接。7.根据权利要求6所述的柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器，其特征在于，还包括用于安装和拆卸避雷器本体(2)的辅助工具(7)；所述辅助工具(7)包括绝缘杆(71)、拉棒(72)、卡钳(73)和套筒(74)，所述绝缘杆(71)的第一端部设有拉棒(72)，卡钳(73)和套筒(74)，所述卡钳(73)尺寸与磁吸插头端子(4)相匹配，能够固定磁吸插头端子(4)，套筒(74)能够套入避雷器本体(2)低压端的安装螺杆(24)并卡住固定安装螺杆(24)的螺母。8.根据权利要求7所述的柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器，其特征在于，所述避雷器的磁吸插孔端子(5)第一端头的柱孔(54)内壁设有弹片(52)以变形挤压磁吸插头端子(4)，磁吸插头端子(4)能够与磁吸插孔端子(5)紧密结合。9.一种根据权利要求7所述的柱上变压器台10kv线路用无间隙避雷器的辅助工具的使用方法，其特征在于，包括拆卸避雷器的步骤和更换新避雷器的步骤；挂网运行中，当避雷器本体故障损坏需要更换或者抽样检测需要取下避雷器本体做样品时，电网不需要停电，其拆卸过程为：s10：工作人员处于电气安全距离以外，操纵绝缘杆(71)，将端部的拉棒(72)插入磁吸插头端子(4)的拉环(42)，拉动绝缘杆(71)，将磁吸插头端子(4)从磁吸插孔端子(5)中拔出，使得避雷器本体(2)高压端断电，调整连接线(3)自然下垂；s20：操纵绝缘杆(71)，将套筒(74)套住避雷器本体(2)的安装螺杆(24)，并卡住安装螺杆(24)上的固定螺母，转动绝缘杆(71)将螺母松开一段距离但不脱离安装螺杆(24)，上擎绝缘杆(71)抬起避雷器本体(2)，使低压端法兰(232)的凸起结构脱离避雷器安装孔(13)，沿开口槽(14)方向平移绝缘杆(71)，将避雷器本体(2)移出安装支架(1)，下降绝缘杆(71)取下避雷器本体(2)；更换新的避雷本器本体时，电网维持带电，安装过程为：s100：工作人员处于电气安全距离以外，将避雷器本体(2)的安装螺杆(24)备上螺母和防松件，插入辅助工具(7)的套筒(74)中，螺母卡在套筒(74)中，安装螺杆(24)外露一段，上升绝缘杆(71)托起避雷器本体(2)，将安装螺杆(24)外露段送入安装支架(1)的开口槽(14)内，并水平移动绝缘杆(71)将避雷器送到安装孔(13)位置，然后转动绝缘杆(71)调整低压端法兰(232)的凸起结构直到沉入避雷器安装孔(13)，使避雷器安装孔(13)卡住低压端法兰(232)的凸起结构后，再连续转动绝缘杆(71)上紧螺母；s200：继续操纵绝缘杆(71)，将拉棒(72)插入自然垂下的磁吸插头端子(4)的拉环(42)中，上升绝缘杆(71)带动连接线(3)向上直到拉直，此时磁吸插头端子(4)朝向上方，在连接线(3)的拉力辅助下可以调节绝缘杆(71)使磁吸插头端子(4)卡入卡钳(73)，此时磁吸插头端子(4)经拉棒(72)和卡钳(73)固定住，调整绝缘杆(71)将磁吸插头端子(4)对准磁吸插孔端子(5)，用力推动绝缘杆(71)，磁吸插头端子(4)插入磁吸插孔端子(5)，避雷器本体高压端带电，调整绝缘杆(71)脱离磁吸插头端子(4)，收回辅助工具(7)。10.一种权利要求6所述的柱上变压器台10kv无间隙金属氧化物避雷器的优化安装方
法，其特征在于，安装步骤如下：s1：首次安装避雷器时将线路停电，安装支架(1)的立架(11)和横架(12)组装成一体，立架(11)紧固连接至配电变压器的底座角钢(81)上；s2：磁吸插孔端子(5)的端子安装孔(51)套入配电变压器的高压侧套管(82)的螺纹导杆(821)，调节磁吸插孔端子(5)的第一端朝向安装支架(1)并用螺母紧固；s3：连接线(3)的第一端与避雷器本体(2)的高压端法兰(231)固定连接，将连接线(3)的第二端与磁吸插头端子(4)紧固连接；s4：将避雷器本体(2)低压端的安装螺杆(24)穿入安装支架(1)的避雷器安装孔(13)，并调整位置使低压端法兰(232)的凸起结构沉入避雷器安装孔(13)，将螺母及防松件套入安装螺杆(24)并紧固；s5：将接地线(61)的第二线鼻子(622)与安装支架(1)的地线安装孔(15)紧固连接，第一线鼻子(621)经槽型线夹(63)与配电变压器的外壳上盖板(83)连接并压紧；s6：将磁吸插头端子(4)插入磁吸插孔端子(5)。

技术总结
本发明属于避雷器领域，具体涉及一种柱上变压器台10kV线路用无间隙避雷器及方法。解决了现有技术中装配不便、成本高以及防雷保护性能有待提高等一系列问题。本发明提供的无间隙避雷器包括安装支架、避雷器本体、连接线、磁吸插头端子、磁吸插孔端子。避雷器本体固定在安装支架上，连接线将避雷器本体与磁吸插头端子相连，磁吸插头端子与磁吸插孔端子插合连接。本发明还提供一种安装方案，将避雷器与被保护的配电变压器高压侧套管就近并联安装，使其防雷保护性能大幅提升。本发明结构简单、成本低，便于安装和拆卸，适合规模化应用，提供的无间隙避雷器安装方案，可以显著提高避雷器的防雷保护性能。保护性能。保护性能。


技术研发人员：李国强 彭玉宾 王月鹏 吕陆 张轩瑜 谷哲飞 许桐浩 齐帅 谢毅铭 张佳辉 皮晓亮 郭卫东 杨云 张健 赵远 胡宁 孟宇静 赵晓萌 赵志豪 沈海滨 雷挺 赵霞 毕建刚
受保护的技术使用者：国家电网有限公司 中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：2023.06.08
技术公布日：2023/8/16