防遺漏V型開口銷螺栓的研究與開發(fā)

（廣東電網有限責任公司汕頭供電局，廣東 汕頭 515000）

0 引言

如今，中國電力工程已逐漸壯大完善，甚至已走出國門、走向世界，在國家經濟社會發(fā)展中具有不可替代的地位[1]。然而每一個電力工程的建設過程都十分艱辛復雜，疑點難點不計其數(shù)，甚至一枚小小的螺絲安裝不規(guī)范，都能影響一整個工程的安全[2-4]。如帶R型開口銷的螺栓，零件小巧便捷，起著防止金具之間、金具與塔材之間脫離的重要作用。該螺栓結構簡單、工藝成熟，一直應用至今[5]，但隨著線路工程驗收及線路運維要求的不斷提升，該螺栓暴露出越來越多嚴重的問題。本文通過分析以往螺栓出現(xiàn)問題機理，探索出針對性的解決方案，基于此開發(fā)出防遺漏V型開口銷螺栓，為今后解決類似的開口銷螺栓問題提供了參考。

1 簡述塔上開口銷螺栓問題現(xiàn)狀

1.1 開口銷螺栓安裝不規(guī)范問題

普通單回路直線桿塔通常裝有帶R型開口銷螺栓約30～40個，單回路耐張桿塔則安裝50-70個，且每增加一回路，該類型螺栓數(shù)量約翻一倍。該螺栓作為全塔最小且最多的零件，在組塔過程中大量安裝時常發(fā)生漏裝、銷未開口、銷被異物代替的現(xiàn)象[6]。

如某市500kV線路工程投產驗收時，在無人機精細化巡視過程中發(fā)現(xiàn)大量開口銷安裝不規(guī)范的問題，致使責令相關施工隊全線排查開口銷安裝問題；隨后無人機二次精細化巡視，仍發(fā)現(xiàn)部分桿塔存在該問題；當工人逐一修復開口銷問題后，需要再次使用無人機檢查修復情況。近年來該情況屢見不鮮。

然而在無人機巡視驗收技術普及之前，對塔上開口銷的觀察則是依靠工人爬至塔上近距離觀察來實現(xiàn)，為不影響工程投產進度，提升驗收效率等因素，幾乎所有的輸電線路工程均無法實現(xiàn)全部桿塔逐個登塔驗收，必不可免的留下驗收盲點。關于開口銷驗收盲點問題已存在數(shù)十年，期間遺留了大量安裝不規(guī)范的開口銷。如圖1所示，一側地線掛點全部開口銷均未開口，可知全塔開口銷安裝情況。

1.2 開口銷螺栓驗收及運維查看困難問題

開口銷是桿塔上最小的零件，在出現(xiàn)漏裝、安裝不規(guī)范、遺失、損壞等問題時，很難在人工巡視或驗收過程中發(fā)現(xiàn)（除非逐一登塔檢查），直到機巡普及后才真正將線路精細化巡視及精細化驗收達到可觀察開口銷缺陷的級別，但由于開口銷安裝結構及無人機精細化巡視拍攝視角受限等問題的制約，部分開口銷無法觀察其是否安裝規(guī)范（如圖2左圖），甚至無法觀察是否安裝開口銷（如圖2右圖）。

通常高精度的精細化需要每個掛點處近距離拍攝2-3張圖片，則一基單回路直線塔常需拍攝30張左右照片，單回路耐張塔則需60張左右，并隨回路增多而成倍增長，這極大拖慢巡視及內業(yè)查找故障的效率，并大大提高機手及查找故障人員的勞動強度與精神疲憊感[7]。而清晰的開口顯示則可以保障機巡以更遠的距離及更少的拍攝次數(shù)而依然能判別缺陷，可使110kV桿塔的精細化圖片約減少一半的數(shù)量。

2 問題機理分析

2.1 安裝不規(guī)范問題機理分析

經多次實際塔上安裝測試，普通的R型銷與螺栓開孔都很小，在塔上高空作業(yè)空間嚴重受限且常伴隨高溫、風吹的作業(yè)環(huán)境中，工人通常相對較厭煩此類“穿針引線式”的工作[8]。而開口銷螺栓在塔上分布較為分散，安裝位置和角度刁鉆，也為工人施工帶來不小的難度。其次，帶R型開口銷螺栓數(shù)量較多較小，十分容易發(fā)生漏裝的情況。此外，當塔上工人出現(xiàn)缺少個別開口銷的情況時，通常專門去塔下取來裝上的意愿較低，常出現(xiàn)開口銷被其他物品代替、甚至干脆不裝的情況。

此外，開口銷安裝后不開口的情況也十分常見。經分析，原來的R型銷開口較為繁瑣，通常另需工具輔助實現(xiàn)。雖然只增加了一個步驟，但在塔上嚴苛的施工環(huán)境下，極大地降低了工人的安裝意愿，導致很多開口銷開口不足甚至完全未開口。

2.2 觀察難度大問題機理分析

由于R型銷與螺桿相互垂直的排列關系以及R型銷開口后并不明顯的表現(xiàn)方式，導致達到可判斷開口銷缺陷的拍攝精度難度很大，所以觀察其是否規(guī)范安裝變得較為困難。

3 問題解決方案

3.1 解決安裝不規(guī)范問題的方法

針對安裝不規(guī)范的問題，我們設計一種防遺漏V型開口銷螺栓，該類型螺栓與開口銷初始即連在一起，從而避免了安裝螺栓時忘記攜帶開口銷及開口銷被其他物品代替的情況；同時開口銷呈V字形內含于螺桿下端，開口銷伸出螺桿的端部設計為圓帽型，待裝好螺母后，按壓開口銷底部，即可實現(xiàn)開口銷插入并開口，便捷的開口方式將大大減少安裝過程中開口銷未開口情況，提高開口銷安裝效率。防遺漏V型開口銷螺栓剖面圖如圖3所示。

3.2 解決觀察難度大問題的方法

針對觀察難度大的問題，我們將設計一種結構簡單，開口易于判斷的V型開口銷螺栓。螺栓內開口銷初始呈V型，開口后呈羊角型，無論從開口銷帽頂推進深度還是從羊角型的開口銷底端外露長度均可清晰判斷開口銷是否開口。清晰的開口判斷方式使無人機在精細化巡視過程中可以保持與設備之間更遠的拍攝距離，更少的拍攝數(shù)量依然可以獲得滿足運維要求的巡視圖像，從而極大地降低飛手與內業(yè)查缺人員勞動強度，提高線路巡視及查缺效率。防遺漏V型開口銷安裝效果圖如圖4所示。

3.3 附帶優(yōu)勢

由于打孔方式不同，需校核螺桿應力是否滿足要求。原R型銷螺桿開孔為垂直螺桿方向打孔，本V型開口銷為V型開孔。在最薄弱截面上本V型開口銷較原R型開口銷相比，截面積幾乎增大一倍，即在最薄弱截面上可承受更大的應力。

4 結語

經上述分析，本課題設計的防遺漏V型開口銷螺栓可以解決桿塔上R型開口銷螺栓的常見問題，同時在安裝與運維上也展現(xiàn)出極大的便利。為今后解決類似的開口銷螺栓問題提供了方法。