一種帶后備保護裝置的帶電作業(yè)專用絕緣滑車研究

蘆海，劉延超

（中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司廣州局，海南 ?？?570100）

近年來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，用電量一直在穩(wěn)步的提升中。一條特高壓線路的停運，會造成很大的經(jīng)濟損失，所以在特高壓線路運維過程中，一般采取帶電作業(yè)。絕緣滑車就是一種在帶電作業(yè)中常用的工具。在特高壓和超高壓輸電線路運維過程中，特別是在等電位帶電作業(yè)過程中，經(jīng)常用到一些帶電作業(yè)工器具，比如絕緣滑車。進行等電位帶電作業(yè)使用的絕緣滑車直接影響作業(yè)人員和設(shè)備安全，現(xiàn)有絕緣滑車懸掛金屬鉤多數(shù)沒有防脫保護或只有一個簡單的防脫卡片，該安全卡片易損壞且不耐受不平衡力，一旦懸掛無極繩索從金屬吊鉤脫離，將發(fā)生較大安全隱患。

本項目提出發(fā)明一種改進型絕緣滑車，該絕緣滑車吊鉤自帶后備保護裝置，在滑車受力不平衡時，使綁扎無極繩索不易從金屬鉤脫出，后備保護裝置可起到保護滑車及絕緣繩索不會掉落，從而提高帶電作業(yè)安全系數(shù)。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

我國從1978年參加IEC/TC78的標準制定工作，從1980年開始制定我國的帶電作業(yè)工具標準，至今已頒布了屏蔽服、絕緣繩、絕緣滑車、絕緣桿等40多個帶電作業(yè)工器具標準，今后還將進一步加快標準的編制、修訂工作，以指導(dǎo)工器具生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)和檢驗。隨著帶電作業(yè)實踐經(jīng)驗積累，技術(shù)理論研究也不斷深入，一大批帶電作業(yè)的研究論文發(fā)表在國內(nèi)外和專業(yè)學(xué)術(shù)交流會議上，包括安全距離的研究、作業(yè)方式的研究、工器具的研究、新型絕緣材料的研究，涉及到帶電作業(yè)的每一個領(lǐng)域。帶電作業(yè)工器具的質(zhì)量直接關(guān)系到帶電作業(yè)的安全，帶電作業(yè)工器具應(yīng)逐步實現(xiàn)系列化、標準化、定型化生產(chǎn)。帶電作業(yè)工器具質(zhì)檢中心將進一步加強對工器具產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)督和檢測，不讓質(zhì)量不合格的產(chǎn)品流入電力系統(tǒng)。各帶電作業(yè)單位應(yīng)加強帶電作業(yè)工具的保管，按規(guī)程要求配備合格的工具房，并對工具定期進行預(yù)防性試驗。

帶電作業(yè)工具中，凡絕緣材料不能勝任的機械部件，必須用金屬材料制作。帶電作業(yè)用金屬材料的好壞，直接關(guān)系到帶電作業(yè)的安全，因此制作帶電作業(yè)工具的金屬材料必須是機械強度高、重量輕的優(yōu)質(zhì)材料。

在線路作業(yè)中，起吊絕緣子串、帶電作業(yè)工器具，等電位作業(yè)人員進出電場，以及牽引索具轉(zhuǎn)向、換向均需使用絕緣滑車，可以說絕緣滑車在帶電作業(yè)工作中應(yīng)用范圍非常廣。

國標GB13034-91《帶電作業(yè)用絕緣滑車》中規(guī)定，絕緣滑車共分十五種型號。按滑輪數(shù)又分單輪、雙輪、三輪、四輪四個類型。10kV以上的又分長、短兩種鉤型。長鉤型可直接掛在橫擔(dān)上。

本項目需要針對帶電作業(yè)滑車金屬吊鉤部分進行改進，改進后具備防脫和閉鎖功能，可承受一定不平衡受力，防止繩索從吊鉤中突然脫出，進而滿足超高壓輸電線路常規(guī)帶電作業(yè)作業(yè)對絕緣滑車使用的安全需求。

2 設(shè)計方向

2.1 研究要點

對現(xiàn)有常用帶電作業(yè)用絕緣滑車的結(jié)構(gòu)特點和力學(xué)特性進行研究。結(jié)合超高壓輸電線路常規(guī)帶電作業(yè)現(xiàn)場工況，設(shè)計出一種帶后備保護裝置的帶電作業(yè)專用絕緣滑車，同時必須滿足絕緣滑車的相關(guān)標準的要求。

絕緣滑車吊鉤后備保護裝置和防脫裝置的設(shè)計和制作研究。滿足突發(fā)墜落和不平衡沖擊受力使用要求。本絕緣滑車所使用的金屬構(gòu)件，在滿足受力情況下，盡量使用輕便式材料及簡便式易操作的結(jié)構(gòu)。

2.2 設(shè)計特點

本項目設(shè)計依據(jù)標準為《帶電作業(yè)用絕緣滑車》（GB13034—91），以單輪絕緣滑車作為參考對象，對其金屬吊鉤進行優(yōu)化設(shè)計。設(shè)計出一種帶后備保護裝置的帶電作業(yè)專用絕緣滑車，同時滿足絕緣滑車的相關(guān)標準的要求。本絕緣滑車克服傳統(tǒng)絕緣滑車不耐不平衡拉力沖擊，防脫裝置部分設(shè)有快拆、裝后備保護功能，方便作業(yè)人員操作，后備保護裝置能滿足突發(fā)墜落時沖擊受力要求。

2.3 設(shè)計參數(shù)

滑輪個數(shù)：1個；額定載荷：10kN；開口尺寸：不小于30mm。

3 設(shè)計內(nèi)容

3.1 技術(shù)實施方案

本實用新型技術(shù)的目的是提供一種絕緣滑車用防脫掛鉤，具備防脫和閉鎖功能，保證絕緣滑車不會從無極繩索上掉落，提高帶電作業(yè)安全系數(shù)。為實現(xiàn)以上目的，本實用新型采取的技術(shù)方案如下。

一種絕緣滑車用防脫掛鉤，包括鉤體、U型限位板、定位銷和板彈簧，所述U型限位板包括中間板和兩側(cè)的側(cè)板，所述側(cè)板上部設(shè)有弧形的滑動槽，下部通過銷軸與鉤體鉸接，所述板彈簧設(shè)置在鉤體下部，一端與鉤體連接，另一端與中間板連接，所述定位銷通過壓縮彈簧活動連接在鉤體上部，所述滑動槽開口設(shè)有尺寸大于滑動槽的限位槽，所述定位銷中段和其中一端設(shè)有與限位槽相配合的限位部，所述限位部在按壓定位銷時脫離限位槽使得定位銷可在滑動槽中滑動，并在松開后復(fù)位以使U型限位板無法被轉(zhuǎn)動，當所述中間板頂部抵接鉤尖以封閉鉤體開口時，所述限位部位于限位槽中。

本實用新型的防脫掛鉤，通過U型限位板、定位銷、壓縮彈簧和板彈簧的配合，同時具備防脫和閉鎖功能，提高帶電作業(yè)安全系數(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，可單手操作的優(yōu)點。

3.2 材料選取及工藝

吊鉤主體采用40Cr優(yōu)質(zhì)合金鋼板材切割成型，并進行熱處理，提高強度。U型限位板采用不銹鋼板材折彎成型，能夠承受不平衡拉力沖擊。材料進行鍍鉻處理，表面光滑，有很好的防腐性能。

4 功能原理

參照圖1和圖2所示，本實用新型的一種絕緣滑車用防脫掛鉤，包括鉤體1、U型限位板2、定位銷3、板彈簧4、壓縮彈簧5和銷軸6。鉤體1采用40Cr優(yōu)質(zhì)合金鋼板材切割成型，并進行熱處理，提高強度。U型限位板2采用不銹鋼板材折彎成型，能夠承受不平衡拉力沖擊，包括中間板和兩側(cè)的側(cè)板，豎直布置，中間板上端位于鉤尖內(nèi)側(cè)，側(cè)板位于鉤體1兩側(cè)。在U型限位板2側(cè)板上部設(shè)有弧形的滑動槽7，滑動槽7開口設(shè)有尺寸大于滑動槽7的限位槽8，U型限位板2側(cè)板下部通過銷軸6與鉤體1鉸接，銷軸6的位置剛好位于在滑動槽7圓心。板彈簧4設(shè)置在鉤體1下部，一端與鉤體1連接，另一端與U型限位板2中間板連接，用于擠壓U型限位板2使其封閉鉤體1的開口。定位銷3一端設(shè)有按壓部10，中段和另一端設(shè)有與限位槽8相配合的限位部9，鉤體1上設(shè)有相對應(yīng)的階梯孔，壓縮彈簧5套在限位部9與鉤體1之間，定位銷3的直徑略小于滑動槽7的直徑，便于在滑動槽7中滑動，限位部9的直徑大于滑動槽7的直徑，從而阻止U型限位板2的轉(zhuǎn)動。

圖1

圖2

圖1是本實用新型防脫掛鉤的正面示意圖；圖2是本實用新型防脫掛鉤的側(cè)面示意圖。

圖中：1為鉤體，2為U型限位板，3為定位銷，4為板彈簧，5為壓縮彈簧，6為銷軸，7為滑動槽，8為限位槽，9為限位部，10為按壓部。

正常使用時，U型限位板2的位置如圖1所示，U型限位板2在板彈簧4的彈力下抵住鉤尖內(nèi)側(cè)，定位銷3上的兩個限位部9剛好位于U型限位板2兩個側(cè)板上的限位槽8中，此時U型限位板2左右都不能轉(zhuǎn)動，鉤體1處于自鎖狀態(tài)。當要套入無極繩索時，作業(yè)人員用拇指按下定位銷3的按壓部10，壓縮彈簧5被壓縮，兩個限位部9脫離U型限位板2的限位槽8，使得定位銷3不再阻擋U型限位板2的轉(zhuǎn)動，同時握緊U型限位板2，U型限位板2克服板彈簧4的彈力轉(zhuǎn)動，張開合適的缺口，懸掛無極繩索。閉合時，松開手，U型限位板2在板彈簧4彈力下自動返回原位，此時，壓縮彈簧5自身的彈力也使得定位銷3回到原位，限位部9又回限位槽8中，擋住U型限位板2的轉(zhuǎn)動，即自鎖。

5 主要技術(shù)經(jīng)濟指標

本項目實施后，將針對帶電作業(yè)安全風(fēng)險方面，提供科學(xué)合理的管控措施，500kV常規(guī)線路帶電檢修中使用的帶后備保護裝置的帶電作業(yè)專用絕緣滑車在國內(nèi)還屬于空白。本項目實施后，可為防止帶電作業(yè)過程中絕緣滑車吊鉤脫鉤提供有力的安全保障。本項目成果可以為帶電作業(yè)中直接應(yīng)用，有效的解決實際問題，項目具有良好的直接效益及間接效益。

6 結(jié)語

本實用新型涉及電力檢修設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種絕緣滑車用防脫掛鉤。本絕緣滑車中設(shè)計出一種新的防脫掛鉤，符合相關(guān)標準要求。該絕緣滑車含有防脫裝置，能夠快速裝入拆除，方便作業(yè)人員單手操作。同時設(shè)有后備保護功能，后備保護裝置能滿足突發(fā)墜落時沖擊受力標準要求。