新型架空線路便攜式防墜取銷器

張　健，陳　怡，杜　遠(yuǎn)，宋香濤（.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，濟(jì)南　500；.中國(guó)電力科學(xué)研究院，武漢　430074）

新型架空線路便攜式防墜取銷器

張健1，陳怡2，杜遠(yuǎn)1，宋香濤1
（1.國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司，濟(jì)南250021；2.中國(guó)電力科學(xué)研究院，武漢430074）

在輸電線路檢修更換絕緣子的工作中，拆、裝絕緣子R型銷是必不可少的一道工序。在使用傳統(tǒng)的取銷器進(jìn)行拆、裝R型銷作業(yè)時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)拆、裝銷時(shí)間過長(zhǎng)的問題，延長(zhǎng)了高空作業(yè)的時(shí)間，增加了作業(yè)的危險(xiǎn)性。通過分析造成拆、裝銷時(shí)間過長(zhǎng)的根本原因，并進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)和計(jì)算，提出了一種新型取銷器的設(shè)計(jì)方案，并制作出能大幅縮短拆、裝銷時(shí)間的新型便攜式防墜取銷器，縮短了作業(yè)時(shí)間，提高了作業(yè)的安全性。

取銷器；R型銷；拆銷；裝銷；絕緣子

0　引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，每年輸電線路檢修的工作任務(wù)也愈加繁重。根據(jù)DL/T 741—2010《輸電線路運(yùn)行規(guī)程》8.1“對(duì)劣化的絕緣子應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換”的規(guī)定，每年的例行檢修工作中都會(huì)存在大量更換絕緣子的工作。拆、裝R型銷是更換絕緣子工作中兩道固有的工序，均存在著操作時(shí)間過長(zhǎng)的問題，而完成這兩項(xiàng)操作的工器具便是取銷器。本文所介紹的新型便攜式防墜取銷器，便是基于縮短拆裝R型銷時(shí)間來設(shè)計(jì)的。

1　傳統(tǒng)取銷器

1.1耗時(shí)統(tǒng)計(jì)

隨機(jī)選取國(guó)網(wǎng)山東省電力公司檢修公司某班6名員工以及某部門參加過技術(shù)比武培訓(xùn)的6名員工，分別對(duì)拆、裝R型銷操作測(cè)試所用時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表1、表2所示。

表1　普通員工操作耗時(shí)　s

表2　技術(shù)比武員工操作耗時(shí)　s

通過對(duì)比可以看到，班組普通員工在拆或裝R型銷時(shí)，都存在著用時(shí)過長(zhǎng)的問題。鑒于無法對(duì)每位員工都進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)化培訓(xùn)，通過從改變?nèi)′N器的結(jié)構(gòu)入手來解決拆、裝銷耗時(shí)過長(zhǎng)的問題。

1.2缺點(diǎn)分析

1.2.1圓錐體鉤頭無棱角

傳統(tǒng)取銷器鉤頭［1］為一圓錐體，如圖1所示。將其插入R型銷頭，取銷器易沿圓錐體軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖2所示。

圖1　傳統(tǒng)取銷器鉤頭

圖2　傳統(tǒng)取銷器拆裝R型銷

通過測(cè)試分析，當(dāng)取銷器鉤頭在銷頭內(nèi)晃動(dòng)最大角度γ達(dá)到25°時(shí)，操作人員便無法正常用力將銷釘取出。由于取銷器鉤頭為一圓錐體。操作人員作業(yè)時(shí)由于發(fā)力不穩(wěn)定等因素經(jīng)常會(huì)造成取銷器的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)超過60°，而導(dǎo)致無法將R銷順利取出，拖延作業(yè)時(shí)間，并增加重復(fù)操作的次數(shù)。

1.2.2取銷支點(diǎn)位置滑動(dòng)大

在取銷過程中，R型銷由初始位置至全拔出的過程中，取銷器支點(diǎn)的位置也在逐步向R型銷方向移動(dòng)，如圖3所示。

圖3　傳統(tǒng)取銷器拆R型銷支點(diǎn)受力圖［2］

圖中，a1、a2分別為R型銷頭在初始位置和即將全拔出位置時(shí)至絕緣子鋼帽表面的距離，b1、b2分別為R型銷在初始位置和即將全拔出位置時(shí)與取銷支點(diǎn)的水平距離，c為取銷器取銷部分鉤頭底部至支點(diǎn)距離。測(cè)量可知，c=6.5cm；銷釘拔出前a1=1.8 cm，銷釘拔出后a2=5.1 cm；由于R型銷與鋼帽夾角近似為直角，因而R型銷由初始位置至全拔出的過程中，支點(diǎn)移動(dòng)的距離l計(jì)算公式為：l=b1-b2=6.24-4.03=2.21（cm）。由此可見，在取銷過程中取銷器支點(diǎn)存在滑動(dòng)情況。

絕緣子鋼帽為近似圓柱體形狀，因此取銷時(shí)取銷器支點(diǎn)向R型銷方向滑動(dòng)過程中一旦左右偏向，會(huì)導(dǎo)致取銷器彎鉤脫出，如圖4所示。這樣會(huì)導(dǎo)致取銷失敗，重新操作，增加操作時(shí)間。

1.2.3部分無固定裝置

現(xiàn)有取銷器裝銷部分為金屬平面構(gòu)造，如圖5所示。裝入R型銷的操作圖6所示。

圖4　傳統(tǒng)取銷器拆R型銷支點(diǎn)滑動(dòng)

圖5　傳統(tǒng)取銷器裝銷部分

圖6　傳統(tǒng)取銷器裝銷過程演示

由圖6可見，裝銷部分與R型銷頭接觸面并無固定措施。因此在裝銷時(shí)，取銷器極易被R型銷頭彈開導(dǎo)致裝銷失敗，又會(huì)增加重復(fù)操作的次數(shù)。

1.2.4材質(zhì)硬度大

在往年更換絕緣子的檢修工作中，多次發(fā)生由于取銷器撞擊絕緣子造成絕緣子損傷的情況。通過查閱相關(guān)資料［3］，瓷絕緣子本體表面的沖擊韌性約為2 J/cm2，玻璃絕緣子本體表面的沖擊韌性約為2.3 J/cm2。取銷器的重量為1.13kg，其與絕緣本體的最大可接觸面積約為0.5 cm2。假設(shè)在工作中，操作人員不慎將取銷器以2m/s的速度撞擊到絕緣子本體，則其對(duì)絕緣本體的沖擊功為2.26 J，折算到每平方厘米上的沖擊功為4.52 J，大于絕緣子本體表面的沖擊韌性，絕緣子可能被損壞。因此在作業(yè)過程中若操作人員稍有不慎，則可能對(duì)待更換絕緣子相鄰的絕緣子造成損傷，從而造成工作任務(wù)的增加（更換損壞的絕緣子），大大拖延了作業(yè)時(shí)間。

1.2.5無防墜落措施

通過調(diào)查往年檢修中更換絕緣子的工作情況，發(fā)現(xiàn)存在拆裝銷過程中取銷器墜落情況，這不僅延長(zhǎng)了作業(yè)時(shí)間，也嚴(yán)重威脅到作業(yè)人員及相關(guān)配合人員的生命安全?，F(xiàn)有取銷器并未加裝防墜落裝置，如圖7所示。

圖7　傳統(tǒng)取銷器整體展示

2　新型取銷器

2.1改進(jìn)方案

2.1.1彎鉤頭部由圓錐體改為楔形

圖8　取銷器鉤頭改造示意

傳統(tǒng)取銷器彎鉤頭部為圓錐體，在取銷過程中會(huì)導(dǎo)致取銷器軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，以將彎鉤頭部由圓錐體改為楔形作為解決方案，如圖8所示。通過對(duì)幾個(gè)型號(hào)的R型銷口徑尺寸的測(cè)量，設(shè)計(jì)出取銷器楔形鉤頭部分的相關(guān)尺寸。楔形四周的長(zhǎng)棱能將取銷器彎鉤牢固卡入銷釘頂部，解決了取銷器取銷過程中軸向轉(zhuǎn)動(dòng)的問題。楔形彎鉤頭部較窄，易插入R型銷頭，并可適應(yīng)各種型號(hào)的R型銷釘，應(yīng)用范圍較廣。

2.1.2支點(diǎn)處由直角改為圓弧

針對(duì)取銷時(shí)支點(diǎn)位置滑動(dòng)大的問題，將取銷器支點(diǎn)處由直角設(shè)計(jì)改為圓弧設(shè)計(jì)，如圖9所示。在取銷過程中，取銷器隨銷釘拔出而轉(zhuǎn)動(dòng)，取銷器鉤頭底部至支點(diǎn)距離隨圓弧滾動(dòng)而增大，從而保證支點(diǎn)在取銷過程能夠相對(duì)穩(wěn)定。圓弧部分的尺寸由取銷時(shí)支點(diǎn)位置的移動(dòng)距離來確定。

圖9　取銷器支點(diǎn)改造示意

2.1.3裝銷由實(shí)心鐵塊改為空心鐵套筒

針對(duì)取銷器裝銷部分無固定裝置的問題，采取將取銷器裝銷部分由實(shí)心鐵塊設(shè)計(jì)為空心鐵套筒的方案，如圖10所示。通過對(duì)R型銷頭長(zhǎng)度和寬度進(jìn)行測(cè)量，確定取銷器裝銷部分需要進(jìn)行鏤空的尺寸，使裝銷時(shí)能將R型銷頭卡牢，能有效解決取銷器彈開的問題。

圖10　取銷器裝銷部分改造示意

2.1.4增設(shè)防墜環(huán)及防墜繩

傳統(tǒng)的取銷器沒有設(shè)計(jì)防墜措施，在操作時(shí)有墜落的危險(xiǎn)［4］。在取銷器上焊接防墜環(huán)并在防墜環(huán)上懸掛牢固的防墜繩作為解決方案，即使作業(yè)人員操作時(shí)取銷器不慎脫手，取銷器也不會(huì)墜至地面，防墜設(shè)計(jì)如圖11所示。

圖11　取銷器加裝防墜設(shè)施

2.1.5外表面纏繞絕緣膠布

為了解決制作取銷器的材質(zhì)硬度過大的問題，以在取銷器外表面纏繞絕緣膠布作為緩沖材料的解決方案。軟質(zhì)的絕緣膠布可有效起到緩沖作用，防止在取銷時(shí)取銷器對(duì)絕緣子本體所造成的傷害。

2.2新型取銷器制作

新型取銷器的總設(shè)計(jì)如圖12所示。

圖12　新型取銷器總設(shè)計(jì)

制作注意事項(xiàng)：

1）制作取銷器楔形彎鉤時(shí)，要注意將楔形的4個(gè)棱邊打磨明顯，以保證其能牢固卡入R型銷頭，不會(huì)在取銷時(shí)產(chǎn)生軸向擺動(dòng)。

2）對(duì)取銷器裝銷部分進(jìn)行鏤空作業(yè)時(shí)，要注意保證鏤空深度，以免鏤空部分深度不足，導(dǎo)致裝銷時(shí)R型銷無法牢固卡入取銷器。

3）取銷器增設(shè)焊接的防墜環(huán)一定要焊接在取銷器鐵桿的適當(dāng)位置，保證其既不影響攜帶，又不影響拆裝銷操作。

4）取銷器外表面纏繞絕緣膠布作為緩沖材料［5］時(shí)，必須將絕緣膠布多層緊密纏繞，以達(dá)到更好的緩沖效果，并防止取銷器鐵桿纏繞不緊密部分撞擊絕緣子導(dǎo)致絕緣子損壞。

2.3耗時(shí)統(tǒng)計(jì)

再次選取在表1中出現(xiàn)的6名員工使用改進(jìn)后的新型取銷器進(jìn)行了拆、裝R型銷操作測(cè)試，耗時(shí)結(jié)果如表3所示。

表3　新型取銷器操作耗時(shí)　s

對(duì)比表3與表1可知，同樣6名員工在使用改進(jìn)后的取銷器進(jìn)行拆、裝R型銷作業(yè)時(shí)比使用傳統(tǒng)取銷器耗時(shí)大大縮短。

3　結(jié)語

與傳統(tǒng)取銷器相比，新型取銷器能夠縮短拆、裝R型銷的作業(yè)時(shí)間，減輕作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且保證檢修工作人員的安全，同時(shí)避免了絕緣子可能因取銷器撞擊而出現(xiàn)破損問題。

［1］劉新平.輸電線路［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2006.

［2］GB 50545—2010110～750 kV架空輸電線路設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］國(guó)家電網(wǎng)公司人力資源部.輸電線路檢修（上/下）［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2010.

［4］DL/T 741—2010架空輸電線路運(yùn)行規(guī)程［S］.

［5］張殿生，倪宗德，張洞明，等.電力工程高壓送電線路設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2003.

A New Type of Portable Anti-Drop Splitting-pin Tool for Overhead Lines

ZHANG Jian1，CHEN Yi2，DU Yuan1，SONG Xiangtao1
（1.State Grid Shandong Electric Power Maintenance Company，Jinan 250021；2.China Electric Power Research Institute，Wuhan 430074）

For transmission line insulatorsmaintenance and replacement，installation and removal of the R type pin is an essential process.In actual use of the traditional splitting-pin tool，installation and removal of R type pin usually takes a protracted time，which extends the time of aerial work and increases the risk of operation.On the basis of analyzing root causes of the protracted time and detailed design and calculation，a new type of portable anti-drop splitting-pin tool is designed and fabricated，which can greatly shorten the time of installation and removal and improve operation safety.

splitting-pin tool；R type pin；pin removal；pin installation；insulator

TN726.3

B

1007-9904（2016）04-0073-04

2015-10-28

張健（1987），男，從事輸電線路運(yùn)行與檢修工作；

陳怡（1987），女，工程師，從事輸電線路運(yùn)維檢修、巡檢裝置研究；

杜遠(yuǎn)（1978），男，從事輸電線路運(yùn)行與檢修工作；

宋香濤（1987），男，從事輸電線路運(yùn)行與檢修工作。