接地棒專用扳手的設(shè)計與應(yīng)用

【摘 要】針對在電力工作中出現(xiàn)接地線裝拆困難的情況，分析由于接地棒是光滑圓柱體這一事實，而目前工具市場沒有適用的工具輔助擰接地棒。筆者通過分析研究，設(shè)計出一接地棒的專用扳手，能夠有效、方便、快捷的緊固圓柱形的接地棒，從而輕松的完成接地線裝拆工作。其扳手結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，有很好的實用價值。

【關(guān)鍵詞】扳手 接地棒 電力

接地線是將已停電設(shè)備臨時接地短路用的一種安全工用具，其作用是對高壓設(shè)備進行停電檢修或進行其他工作時，防止設(shè)備突然來電和鄰近高壓帶電設(shè)備產(chǎn)生感應(yīng)電壓對人體的危害，同時泄放斷電設(shè)備的剩余電荷。而接地線裝拆是一種負重的體力勞動，一般連續(xù)裝（拆）一組接地線后，操作人員會感到手臂肌肉酸痛，不能發(fā)力，影響后續(xù)工作。

一、接地線裝拆的現(xiàn)狀

裝（拆）接地線一般分兩個步驟，先裝接地端，然后掛接地棒（拆的時候順序相反）。一組接地線共有三根接地棒，目前接地線裝拆一般是由操作人員穿著絕緣手套完成。由于絕緣手套與操作人員的手掌空隙較大，絕緣手套與人手與接地棒三者之間力的傳遞效果差。當(dāng)裝拆接地棒時（接地棒類似一顆大螺絲），需要人員不停地快速、用力扭動手腕，擰緊（松）接地棒。隨機統(tǒng)計某220kV戶外變電站2013年上半年接地線裝拆操作，以220kV設(shè)備數(shù)據(jù)為例，見表1（單位：秒）。

表1、接地線裝設(shè)耗時表

從表1中，可以看到在約10分鐘的接地線裝（拆）耗時中，裝（拆）接地棒需要6分鐘左右的時間，手腕連續(xù)不停的6分鐘扭動，會使得操作人員手臂酸痛，難以發(fā)力。

針對接地棒這一圓柱體，考察了目前工具市場，幾乎沒有適用在圓柱體上的工具，只有少數(shù)工具可以應(yīng)用在不規(guī)則形狀物體上，但它們一般都是專用工具，同樣不適用在接地棒上。

二、設(shè)計思路

筆者針對接地棒是光滑的圓柱體這一具體情況，參考扳手擰螺絲的例子，設(shè)計的一接地棒專用的扳手。主要包括一段直圓桿，作為扳手的手柄；兩塊半圓環(huán)（半環(huán)1、半環(huán)2），作為扳手的開口部件，用來緊固接地棒；一個快拆拉桿部件，作為自由調(diào)節(jié)扳手開口大小的部件；兩塊橡皮墊，附于兩塊半環(huán)內(nèi)側(cè)，緩沖材料間的磨損。直圓桿與一塊半環(huán)1焊接在一起，焊接位置在半環(huán)1外環(huán)的中部。兩塊半環(huán)通過一個短的轉(zhuǎn)軸將兩尾端連接在一起，構(gòu)成一個可以圍繞轉(zhuǎn)軸開合的圓環(huán)?？觳鹄瓧U通過一個貫穿在半環(huán)1的另一端的圓柱體螺母，組裝在半環(huán)1上。兩半環(huán)的一端（非半環(huán)連接端），都開一個缺口，用于快拆拉桿進出。利用快拆拉桿的凸輪結(jié)構(gòu)，方便、可靠的緊固接地棒。

三、設(shè)計方案和技術(shù)說明

（一）具體設(shè)計方案

圖1為接地線專用扳手的結(jié)構(gòu)示意圖，它主要包括1-手柄，2-半環(huán)1，3-半環(huán)2，4-轉(zhuǎn)軸，5-圓柱孔，6-半環(huán)2缺口，7-半環(huán)1缺口。圖2為易拆拉桿部件實物圖，其中包括1-螺紋拉桿，2-墊片，3-扳把，4螺母。

圖1

圖2

（二）技術(shù)說明

由杠桿平衡原理，力臂越長，那么所需用的力就越少?？紤]人手操作的活動空間，確定扳手手柄為長度約15cm。

在實際操作中，接地棒會隨著引線出現(xiàn)偏轉(zhuǎn)，而不是垂直地面的。手柄與接地棒的夾角θ會影響力臂的大小。在30、60、90三種角度中作了簡單比選。如圖3所示：

圖3：力臂與夾角的關(guān)系比較圖

從分析中可知，作用力臂，當(dāng)夾角越大（夾角范圍在0～90之間），力臂越大，那么所需用的出力就越少，所以制作手柄選取夾角比較大的樣式。由于扭動接地棒一般是向上的運動，手柄在與垂直線為70°時是操作比較舒服。按照“扳手”手柄的最大有效力臂（15cm*sin70°=14）計算，比原來徒手操作時（有效力臂3cm）可以節(jié)約4倍的手力。

四、應(yīng)用效果

應(yīng)用扳手的操作方法：1、擰開快拆拉桿，使兩半圓環(huán)開環(huán)完成打開；2、連著手柄的圓環(huán)抵著接地棒，合上另一圓環(huán)；3、調(diào)節(jié)快拆拉桿，使墊片置于開口外側(cè)；4、提起快拆拉桿扳把，順時針方向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)墊片與開口有一點點松動時，按著扳把上“close”指示，按下扳把，從而緊固兩片開口，達到咬緊接地棒的目的；5、當(dāng)需要松開開口時，將扳把往上拉，使其與拉桿同一直線，然后逆時針旋轉(zhuǎn)扳把，旋到一定程度，向外拉拉桿，使得上面的開口可以完全打開；6、取下扳手。

隨機統(tǒng)計某220kV戶外變電站2013年下半年應(yīng)用此新扳手工具后，接地線裝拆操作，以220kV設(shè)備數(shù)據(jù)為例，見表2（單位：秒）

表2、接地線裝設(shè)耗時表

此扳手操作簡單、快捷，單單裝拆扳手只需要20秒左右。應(yīng)用扳手的力矩，有效的縮短了擰接地棒的時間，在實際工作當(dāng)中，扭轉(zhuǎn)三支接地棒平均耗時約在2分鐘左右。操作由原來的手掌緊握、手腕快速扭轉(zhuǎn)，變?yōu)槭直鄣霓D(zhuǎn)動，減少人員的肌肉勞損，降低勞動強度。

五、結(jié)語

本文介紹一種接地棒的專用扳手。本接地棒專用扳手，是一種能咬緊光滑圓柱體的扳手，通過兩塊半圓環(huán)作為開口，應(yīng)用快拆拉桿作為調(diào)節(jié)螺絲，從而達到緊固接地線接地棒的目的。通過扳手的手柄可以很輕松、快速的擰緊或擰松接地棒。此扳手結(jié)構(gòu)簡單，操作快捷，可縮短接地線裝設(shè)時間，減少人員肌肉勞損，提高了時間與經(jīng)濟的雙重效益，為人員工作提供了極大的便利性。經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用證明，該扳手具有很好的實用價值和推廣意義。

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