轉(zhuǎn)角傳動(dòng)地線棒的研制

李孟增，余江山，余承江，余述良，汪 洋

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司金寨縣供電公司，安徽 六安237300）

由于電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)的需要，有時(shí)需要進(jìn)行停電檢修。根據(jù)電力安全工作規(guī)程要求，為保障工作人員的人身安全，需要在停電檢修設(shè)備的潛在來(lái)電側(cè)裝設(shè)臨時(shí)接地線。一般須停電檢修的設(shè)備，其安裝位置較高，因而臨時(shí)接地線裝設(shè)位置也須相應(yīng)到高位。所以，臨時(shí)接地線的地線棒一般都較長(zhǎng)，且重，不易操作。[1]

1 地線棒易操作的重要性

1.1 操作員有時(shí)不能保持足夠的安全距離

變電站內(nèi)的臨時(shí)接地線的導(dǎo)體端有2 種形式：夾板式和掛鉤式，因夾板式廣泛運(yùn)用與線路、鋁牌、電纜頭等各處，故夾板式地線的配置數(shù)量較多。

在35 kV 引下線的接地線安裝過(guò)程中，除了驗(yàn)電以外，操作員還進(jìn)行對(duì)地接地點(diǎn)放電，即雙手握持接地棒的尾端，立于梯子的中下部，向上高舉接地棒，使導(dǎo)體端與接地點(diǎn)觸碰搭接。在確認(rèn)驗(yàn)電無(wú)誤、放電完畢以后，操作員手持地線棒沿著梯子繼續(xù)登高，完成接地操作。實(shí)際工作中，上述操作在驗(yàn)電、放電過(guò)程中都可保持在1 m 以上安全距離，但涉及地線實(shí)際安裝時(shí)往往不能保持1 m 及以上安全距離。

1.2 操作員不能保持安全距離的原因

1.2.1 操作員不能在放電的位置進(jìn)行接地操作的原因

35 kV引下線通常與地面夾角75°左右，在接地安裝中要求地線導(dǎo)體端與導(dǎo)線垂直，這樣才能牢固安裝。在放電時(shí)，夾板式地線導(dǎo)體端雖然與接地點(diǎn)接觸了，但導(dǎo)體端不能與導(dǎo)線垂直，導(dǎo)線無(wú)法進(jìn)入夾板安裝位置。

1.2.2 操作員何時(shí)能安裝接地

為了讓導(dǎo)線順利卡入夾板，并轉(zhuǎn)動(dòng)棒體完成“夾緊”動(dòng)作，操作員不得不登上梯子的中上部，右手持棒體尾端左手持中部，高舉地線棒，這樣才能把夾板導(dǎo)體端垂直卡在導(dǎo)線中，再繼續(xù)旋轉(zhuǎn)棒體完成接地操作。

1.2.3 登高后安裝地線時(shí)人體與接地點(diǎn)的距離

以35 kV 銀灣、全軍、桃?guī)X、白塔畈變電站為例，在35 kV 引下線的接地操作中，經(jīng)過(guò)驗(yàn)電、放電后，夾板式地線安裝時(shí)人體與接地點(diǎn)的距離，統(tǒng)計(jì)表如表1所示。

表1 夾板式地線安裝時(shí)人體與接地點(diǎn)的距離統(tǒng)計(jì)表 m

由表1 可知，操作人員經(jīng)過(guò)驗(yàn)電、放電后，夾板式地線安裝時(shí)人體與接地點(diǎn)的距離為平均0.8 m。導(dǎo)體端與絕緣棒之間呈直線，無(wú)轉(zhuǎn)角，操作員無(wú)法有效利用1.4 m地線棒的長(zhǎng)度，只能采取登高安裝的方式。

2 研制轉(zhuǎn)角傳動(dòng)地線棒

在地線導(dǎo)體端與棒體之間設(shè)計(jì)一個(gè)轉(zhuǎn)角并解決傳動(dòng)問(wèn)題則操作人員就可以利用棒體自身1.4 m 長(zhǎng)度，放電后無(wú)須登高即可完成接地安裝。在國(guó)網(wǎng)商城中查找，未見(jiàn)含有轉(zhuǎn)角傳動(dòng)的接地棒，因此筆者所在小組決定自行研制以滿足工作需要。

2.1 轉(zhuǎn)角傳動(dòng)地線棒研制目標(biāo)

研制轉(zhuǎn)角傳動(dòng)地線棒，該工具應(yīng)滿足：利用轉(zhuǎn)角功能使操作員有效利用棒體長(zhǎng)度，解決登高問(wèn)題，利用傳動(dòng)功能滿足下夾板施力問(wèn)題，使夾板完成“夾緊”動(dòng)作。

2.2 轉(zhuǎn)角傳動(dòng)地線棒研制過(guò)程

2.2.1 確定最佳一級(jí)方案

根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)，利用頭腦風(fēng)暴法，形成了以下3 種方案：固定拐角連接傳動(dòng)式、汽車(chē)萬(wàn)向軸連接傳動(dòng)式，組合萬(wàn)向連接傳動(dòng)式，并進(jìn)行整理，繪制成親和圖，如圖1所示。

圖1 轉(zhuǎn)角傳動(dòng)地線棒親和圖

經(jīng)過(guò)比較分析，組合轉(zhuǎn)角連接傳動(dòng)式雖然制作工藝復(fù)雜，但在實(shí)際工作中，其導(dǎo)體端角度可固定、可調(diào)節(jié)，操作員預(yù)先調(diào)整角度，在進(jìn)行“放電”的同時(shí)利用棒內(nèi)傳動(dòng)裝置即可完成接地操作。在實(shí)用性方面具有導(dǎo)體端方向可調(diào)節(jié)固定，滿足各種接地點(diǎn)需求的優(yōu)點(diǎn)。因此最終決定選用此方案。

2.2.2 細(xì)化一級(jí)方案

對(duì)一級(jí)方案進(jìn)行進(jìn)一步分解，從“組合轉(zhuǎn)角”調(diào)節(jié)固定方式、傳動(dòng)施力端形式選用、傳動(dòng)連接方式選型3個(gè)方面出發(fā)，進(jìn)行細(xì)化。

“組合轉(zhuǎn)角”調(diào)節(jié)固定方式選用“組合轉(zhuǎn)角”螺絲固定角度，即將180°轉(zhuǎn)向節(jié)與360°轉(zhuǎn)向軸采用“螺絲”固定。該方案下，180°轉(zhuǎn)向節(jié)與360°轉(zhuǎn)向軸可任意角度靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，簡(jiǎn)單易生產(chǎn)，螺絲固定牢固可靠。

傳動(dòng)施力端形式選用尾端固定旋轉(zhuǎn)把手式，即將一圓柱體的把手固定在棒體尾端，可360°旋轉(zhuǎn)，內(nèi)部連接傳動(dòng)裝置。該種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，攜帶方便，易操作，還能節(jié)省操作力度。

傳動(dòng)連接方式選用鋼絲傳動(dòng)軸與轉(zhuǎn)向節(jié)組合傳動(dòng)式，即直徑0.7 cm 鋼絲傳動(dòng)軸與棒內(nèi)絕緣傳動(dòng)桿配合，完成棒體底部的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力帶動(dòng)螺紋施壓桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使下壓板上行，形成“咬合”力。該方式下配套電動(dòng)扳手使用的直徑0.7 cm 的鋼絲傳動(dòng)軸，完全可安裝在棒體內(nèi)，且完全滿足傳動(dòng)時(shí)的扭力。

2.2.3 二級(jí)方案對(duì)策實(shí)施

對(duì)策實(shí)施一：“組合轉(zhuǎn)角”螺絲固定角度。360°轉(zhuǎn)向軸與180°轉(zhuǎn)向節(jié)的組合可以完成接地線導(dǎo)體端任意方向轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)螺絲固定牢固可靠，易生產(chǎn)組裝，能承受約5 kg 的下拉力。在垂直于轉(zhuǎn)向角旋轉(zhuǎn)方向上懸掛兩塊磚頭，靜置24 h 后，觀察轉(zhuǎn)向節(jié)是否變形。

圖2 “組合轉(zhuǎn)角”螺絲固定角度示意圖

效果檢查一：經(jīng)檢查達(dá)到了目標(biāo)要求“可以多角度轉(zhuǎn)向固定，能承受住地線安裝時(shí)的機(jī)械強(qiáng)度。”

對(duì)策實(shí)施二：尾端固定旋轉(zhuǎn)把手。將尾端的把手加工成圓柱體，在把手外部套上絕緣護(hù)墊后整體直徑與棒體相同，將可旋轉(zhuǎn)把手與棒體內(nèi)部的傳動(dòng)桿向連接，并固定在棒體尾端，轉(zhuǎn)動(dòng)把手，帶動(dòng)棒內(nèi)傳動(dòng)桿旋轉(zhuǎn)。

制作把手：將尾端旋轉(zhuǎn)把手加工成圓柱體，在把手外部套上絕緣護(hù)墊后與棒體直徑相同；

連接把手：旋轉(zhuǎn)把手與棒體連接實(shí)現(xiàn)360°旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)棒內(nèi)絕緣傳動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)。

效果檢查二：簡(jiǎn)單易操作，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、無(wú)卡澀，可有效帶動(dòng)棒內(nèi)絕緣傳動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)。

對(duì)策實(shí)施三：鋼絲傳動(dòng)軸與轉(zhuǎn)向節(jié)組合傳動(dòng)式。鋼絲傳動(dòng)軸在180°轉(zhuǎn)向節(jié)內(nèi)部穿過(guò)，上部連接螺紋施壓桿，下部連接棒內(nèi)絕緣傳動(dòng)桿，接地棒底部旋轉(zhuǎn)把手轉(zhuǎn)動(dòng)，使內(nèi)部絕緣桿帶動(dòng)鋼絲傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋施壓桿同步轉(zhuǎn)動(dòng)上行，帶動(dòng)活動(dòng)下壓板上行，上行的下壓板與固定的上壓板形成合力，完成“夾緊”動(dòng)作。并對(duì)萬(wàn)向傳動(dòng)接地線棒進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果為合格。

效果檢查三：經(jīng)檢查達(dá)到了目標(biāo)要求“轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，作用在旋轉(zhuǎn)把手上的旋轉(zhuǎn)作用力可以帶動(dòng)下夾板上下傳動(dòng)，并通過(guò)耐壓測(cè)試?！?/p>

2.3 效果檢查

2.3.1 活動(dòng)前后效果對(duì)比

利用該裝置操作，地線導(dǎo)體端與絕緣操作棒之間設(shè)置轉(zhuǎn)角，輔以傳動(dòng)，操作員能夠有效利用1.4 m絕緣操作棒的長(zhǎng)度，在“放電”的工作位置即可完成接地線的安裝，保障了地線安裝時(shí)工作人員仍然能與接地點(diǎn)保持1 m以上的安全距離。

2.3.2 目標(biāo)值檢查

在4 個(gè)變電站進(jìn)行夾板式接地線轉(zhuǎn)角傳動(dòng)地線棒操作安裝距離測(cè)試，統(tǒng)計(jì)對(duì)比如表2所示。

表2 效果檢查表 m

由統(tǒng)計(jì)表可知，采用夾板式接地線轉(zhuǎn)角傳動(dòng)地線棒裝置后，在進(jìn)行地線安裝操作時(shí)每組平均安全距離1.36 m，達(dá)到了設(shè)定的目標(biāo)值大于1.0 m。

2.3.3 安全效益檢查

本文所述的轉(zhuǎn)角傳動(dòng)地線棒，通過(guò)“轉(zhuǎn)角與傳動(dòng)”的設(shè)計(jì)，解決了高位接地點(diǎn)地線安裝困難，使工作人員在安全范圍內(nèi)完成各種角度的高位接地點(diǎn)地線牢固安裝，實(shí)物圖如圖3所示。

圖3 “組合轉(zhuǎn)角”螺絲固定角度效果

2.3.4 經(jīng)濟(jì)效益檢查

本文所述轉(zhuǎn)角傳動(dòng)地線棒已獲實(shí)用新型專利（ZL2019224577343），當(dāng)前已與某電氣公司簽訂協(xié)議，授權(quán)其生產(chǎn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)轉(zhuǎn)角設(shè)計(jì)能充分利用地線棒自身長(zhǎng)度，有效地保障了操作人員在地線安裝時(shí)與接地點(diǎn)的安全距離，減少了安全事故隱患，也有效地提高了班組成員的安全意識(shí)、安全防控積極性，提升了電網(wǎng)運(yùn)維人員的工作安全系數(shù)，同時(shí)降低了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保障了供電可靠性。