手扳葫蘆荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置的研制

張貴軍 周自更 王 賓

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局，云南昆明650011）

0 引言

目前，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，架空輸電線路也在日漸增加，在線路施工及檢修作業(yè)時(shí)，常常用到手扳葫蘆。因此，手扳葫蘆在輸電線路運(yùn)行維護(hù)及檢修工作中有著重要的作用。

現(xiàn)在使用的都是具有額定荷載的手扳葫蘆，無(wú)法在作業(yè)過(guò)程中測(cè)量判斷葫蘆所受到的荷載是否在額定荷載值范圍以內(nèi)，如果所受荷載超過(guò)了手扳葫蘆的額定荷載，很有可能造成手扳葫蘆的鏈條開(kāi)斷等損壞，大大增加了作業(yè)人員及設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)。文獻(xiàn)[1]中也明確規(guī)定手扳葫蘆不得強(qiáng)行超載使用。因此需要研制出一種能即時(shí)測(cè)量使用時(shí)手扳葫蘆所受到的荷載，發(fā)生過(guò)載時(shí)能夠及時(shí)報(bào)警，降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)的裝置。

1 項(xiàng)目任務(wù)

設(shè)計(jì)出一種能及時(shí)測(cè)量使用時(shí)手扳葫蘆所受到的荷載，發(fā)生過(guò)載時(shí)能夠及時(shí)報(bào)警的裝置。

1.1 設(shè)計(jì)原理

該套組合工具初步設(shè)計(jì)由測(cè)力感應(yīng)裝置、報(bào)警感應(yīng)裝置組成。將此裝置加裝在手扳葫蘆的掛點(diǎn)處，在設(shè)定好額定荷載后使用葫蘆操作時(shí)顯示屏能及時(shí)顯示實(shí)時(shí)荷載并在超過(guò)設(shè)定的荷載時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，從而避免因過(guò)載造成的人身、設(shè)備事故風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置的材料優(yōu)選

工具型式及工作負(fù)荷確定后，需要進(jìn)一步確定荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置的材質(zhì)。由于本項(xiàng)目（手扳葫蘆荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置）是用于高空操作的工具，安全性要求高，且材料要具有一定的彈性形變能力，因此綜合考慮，主材選用LC4、40CR等主要航空用材。

1.3 手扳葫蘆荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置組合形式的確定

根據(jù)類似工作的作業(yè)方法及現(xiàn)有的工器具并結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)對(duì)工具的關(guān)鍵部位進(jìn)行分析，同時(shí)結(jié)合文獻(xiàn)[2]所列環(huán)鏈?zhǔn)职夂J的結(jié)構(gòu)參數(shù)，提出組合方案：使用U型環(huán)或螺栓等材料工具使手扳葫蘆監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置與手扳葫蘆可靠連接，實(shí)時(shí)對(duì)所受荷載進(jìn)行監(jiān)測(cè)報(bào)警。

經(jīng)過(guò)分析，該方案加裝監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置牢固、穩(wěn)定，便于與手扳葫蘆的連接安裝。因此最終方案為：使用U型環(huán)、螺栓等材料工具使手扳葫蘆與監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置連接，實(shí)時(shí)對(duì)所受荷載進(jìn)行監(jiān)測(cè)報(bào)警。

1.4 試驗(yàn)研究項(xiàng)目

（1）手扳葫蘆荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置整體機(jī)械性能——室內(nèi)模擬試驗(yàn)完成；

（2）手扳葫蘆荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置的通用性、合理性、操作靈活性——現(xiàn)場(chǎng)操作驗(yàn)證、改進(jìn)、優(yōu)化。

2 具體實(shí)施方式

“手扳葫蘆荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置”被列為昆明供電局2014年度職工科技創(chuàng)新項(xiàng)目，昆明供電局輸電管理所在2014年8月初成立項(xiàng)目小組，對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行專題研究。為研制出輸電線路中手扳葫蘆荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置，項(xiàng)目小組成員認(rèn)真學(xué)習(xí)了相關(guān)手扳葫蘆工具的結(jié)構(gòu)和原理，經(jīng)過(guò)反復(fù)討論，研究出了初步的解決方案。

在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)分析，該裝置的荷載值可以設(shè)定6 t以內(nèi)的任意值，因此，將該裝置加裝在絕緣子卡具的絲桿上使用，同樣發(fā)揮了良好的效果；荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置使用電池供電，解決了野外作業(yè)裝置供電難的問(wèn)題；并且該裝置設(shè)計(jì)小巧，避免了帶電作業(yè)中減小組合間隙而導(dǎo)致放電跳閘的問(wèn)題。因此，手扳葫蘆荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置的完成達(dá)到并超出了當(dāng)初的設(shè)計(jì)初衷。

手扳葫蘆荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置工作原理：將荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置與手扳葫蘆有機(jī)連接組合，通過(guò)裝置對(duì)所受荷載的監(jiān)測(cè)報(bào)警實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。

手扳葫蘆荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置的平面結(jié)構(gòu)圖和三維立體圖分別如圖1和圖2所示。

圖1 手扳葫蘆荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置平面結(jié)構(gòu)圖

圖2 手扳葫蘆荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置三維立體圖

2014年9月，工具做成后技術(shù)人員對(duì)該工具的連接部位和實(shí)用性進(jìn)行了檢查。

2014年9月，在羊仙坡帶電作業(yè)中心鐵塔上進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，達(dá)到了預(yù)期工作要求。

2014年10月，用該工具進(jìn)行了5次現(xiàn)場(chǎng)試用，效果良好，能夠準(zhǔn)確實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)荷載并在過(guò)載時(shí)報(bào)警，且同樣適用于其他受力工具的荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警保護(hù)。

3 實(shí)施效果

老式作業(yè)方式即未加裝此裝置的作業(yè)方式時(shí)常因?yàn)槭职夂J所受的荷載超過(guò)葫蘆本身的額定荷載而導(dǎo)致手扳葫蘆損壞或造成塔材拉彎甚至倒桿事故的發(fā)生，具有很大的安全隱患。加裝此裝置后，能有效監(jiān)測(cè)到手扳葫蘆和桿塔掛點(diǎn)處所受荷載大小，過(guò)載時(shí)及時(shí)發(fā)出警報(bào)，有效避免了因荷載過(guò)大而造成的安全事故，降低了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，提高了作業(yè)過(guò)程中的安全系數(shù)和供電可靠性；而供電可靠性的提高，使得供電企業(yè)可多供電、多售電，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

該手扳葫蘆荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置能夠定量地對(duì)手扳葫蘆的受力情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，測(cè)量范圍0～6 000 kg，且可以設(shè)定報(bào)警值，當(dāng)受力達(dá)到報(bào)警值時(shí)裝置發(fā)出報(bào)警聲，有效解決了手扳葫蘆在使用過(guò)程中受力無(wú)法準(zhǔn)確判定的問(wèn)題，避免了手扳葫蘆過(guò)載時(shí)損壞而造成事故。

該裝置在昆明供電局架空輸電線路進(jìn)行了23次應(yīng)用，能準(zhǔn)確測(cè)量手扳葫蘆的受力，超限時(shí)能及時(shí)報(bào)警，降低了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。手扳葫蘆荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置現(xiàn)場(chǎng)使用圖如圖3所示。

4 結(jié)語(yǔ)

圖3 手扳葫蘆荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置現(xiàn)場(chǎng)使用圖

老式手扳葫蘆使用時(shí)無(wú)監(jiān)測(cè)荷載的裝置，而加裝手扳葫蘆荷載監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置后可以有效地監(jiān)測(cè)到手扳葫蘆及桿塔掛點(diǎn)所受荷載，過(guò)載時(shí)及時(shí)報(bào)警，從而減少事故發(fā)生的概率，提高供電可靠性。