雙電源桿防誤爬結構的研制

陳福亮

（國網(wǎng)冀北電力有限公司遷西縣供電分公司，河北 遷西 064300）

1 選擇課題

為提高配電線路供電可靠率，經(jīng)常會采取雙電源手拉手供電系統(tǒng)?！懊焊碾姟币詠磙r村雙電源急劇增加，為使大家清楚該桿塔是雙電源，一般會懸掛“雙電源”警告牌?？墒窃谠摼€路清掃、換線施工時，在施工人員沒有認真核實桿號牌和警告標志情況下，誤登帶電電桿會造成觸電傷亡事故發(fā)生。

小組成員對同類型防止攀爬的產(chǎn)品及專利進行查新。決定設計一個圓盤卡在電桿上，圓盤上圖有警示標語，警示作用明顯，圓盤設計上工作人員無法逾越，從本質上防止誤登帶電電桿造成觸電傷亡事故發(fā)生。因此本次活動課題確定為“雙電源桿防誤爬裝置研制”。

2 設定目標及目標可行性分析

經(jīng)QC 小組成員多方論證確定，為防止工作人員誤爬雙電源一側帶電電桿，造成觸電高摔危險，小組研制一種圓盤卡在電桿上，并設有密碼鎖，只有確定雙電源桿兩側電源全部停電后才能打開圓盤進行作業(yè)。小組從模擬實驗，經(jīng)驗借鑒，人、財、物3方面對本次QC活動目標進行可行性分析。小組將本次活動目標設定為：誤登雙電源桿概率為0。

3 提出方案并確定最佳方案

針對課題目標通過借鑒兩半圓設計原理，將雙電源桿防誤爬裝置設計成兩半圓裝置。結合小組平時工作經(jīng)驗，進行技術創(chuàng)新，將半圓盤焊接在抱箍上，這樣就可以直接卡在電桿上。為方便工作人員檢修，將其中一半圓盤設計成能活動帶轉軸的裝置，該裝置可以轉動打開、關上，轉動靈活。為保證安全，防止情況不明打開圓盤誤登帶電電桿，在圓盤上設計一種電子鎖，微信掃描確認雙電源都停電情況下，開鎖打開一側圓盤登桿工作。小組提出了雙電源桿防誤爬裝置的總方案，如圖1所示。

圖1 雙電源桿防誤爬裝置的總方案裝置圖

小組成員從固定方式、材料選擇、尺寸大小、開鎖方式等多個方面對項目的成本、加工難度、使用效果進行評估，最終確定了直徑80 cm 鍍鋅兩個半圓盤結構，采用鐵板抱箍固定、骨架采用工字合金型材料、鎖具采用掃描開鎖的電子鎖、標語采用黏貼彩紙的方案。

4 制定對策表

根據(jù)確定的最佳方案按照5W1H原則制定對策表，如表1所示。

表1 對策表

5 對策實施

5.1 兩個半圓盤制作

由小組成員用CAD 畫出鍍鋅鐵板圓盤裝置圖；按照圖紙進行剪板、制作；剪好后用氬弧焊進行焊接，焊好后用拋光進行打磨。

現(xiàn)場試驗：鍍鋅鐵板圓盤主要是來卡到電桿上，防止工作人員隨意越過登上電桿。小組進行試驗，鍍鋅圓鐵盤重量、延伸度，價格、尺寸、這幾項符合設計要求，但是最關鍵一項施工人員能夠跨過圓盤登桿，沒有達到對策目標。小組針對問題展開討論，大家一致認為圓盤尺寸設計存在偏差，根據(jù)PDCA 法，應返回上一流程，重新更改設計，合理修改實物尺寸，加寬圓盤尺寸，從原有600 mm/290 mm 更改到800 mm/290 mm，再次進行試驗，施工人員不能夠跨過圓盤登桿，達到對策目標。

5.2 鐵板抱箍制作

鐵板抱箍主要作用是固定圓盤，并將其卡在電桿上，選用的抱箍除了固定牢靠外，還要求與圓盤匹配、容易焊接。在加工過程，刀具和鉆具與尼龍棒之間摩擦產(chǎn)生熱量，如機械加工工藝不當，容易造成加工件尺寸不準，鉆孔出現(xiàn)毛刺現(xiàn)象，如圖2、圖3所示。

圖2 鍍鋅鐵板圓盤精加工制作

圖3 鐵板抱箍

現(xiàn)場試驗：小組對厚度、機械強度、外形尺寸進行現(xiàn)場試驗。厚度51 mm、機械強度137.5 MPa、弧度直徑291 mm，達到對策目標。

5.3 工字型鋁合金骨架

小組購買鋁合金方管進行實物組件安裝，鋁合金骨架裝置原理是：成“工”字型裝置，與扇形鍍鋅鐵板圓盤連接。經(jīng)過力學計算，骨架對扇形圓盤起到裝置支撐作用，保證圓盤穩(wěn)定、牢靠、受力不變形，如圖4所示。

圖4 工字型鋁合金骨架

現(xiàn)場試驗：鋁合金骨架裝置尺寸和焊接工藝對整個圓盤穩(wěn)定起著支撐保障作用。所有組裝完成后進行尺寸測量現(xiàn)場試驗。 骨架裝置尺寸33 mm（2）兩骨架與圓盤擺放位置偏差≤7 mm（3）焊縫對接口尺寸偏差≤2 mm 達到對策目標。

5.4 電子鎖制作

電子鎖共由兩部分組成，實物部分和系統(tǒng)部分。實物部分又細分為：鎖具部分、電子控制部分、機械控制部分。

鎖具部分包括外殼、鎖柱、拉伸彈簧，電子控制部分是一塊搭載CC2541F256藍牙4.0 ble 芯片的主板，機械控制部分由電機、減速齒輪、行程開關組成，動力部分為一塊容量為5000 mAh的2 V鋰錳電池，如圖5所示。

圖5 電子鎖

系統(tǒng)部分包括受控終端、云端平臺。手機App。

現(xiàn)場試驗：小組選定東荒峪供電所，為管理人員手機下載App 軟件。后臺為雙電源桿設定定值，操作人員現(xiàn)場掃碼進行開鎖操作，電控鎖通過云端平臺接收到開鎖命令，電機帶動偏心圓盤轉動，通過圓盤上的撥桿撥開插銷，讓鎖在彈簧拉力下自動收回，實現(xiàn)開鎖。

5.5 貼紙標語制作

小組去市場購買了紅色防水性強黏貼型的背干膠紙。按照設計要求刻寫“此桿雙電源請注意安全”十個大字，字體為方正楷體、一號加粗2、粘貼過程中容易出現(xiàn)褶皺、翹邊現(xiàn)象，要保持平整、粘貼牢固。3、字體擺放要勻稱、角度整齊，如圖6所示。

圖6 貼紙標語加工

現(xiàn)場試驗：通過方案的實施，小組對字體、顏色、防水性、粘貼效果進行現(xiàn)場試驗。

6 安裝實驗

小組安裝試驗前對制作過程進行檢查，制作防誤爬裝置主體制作流程圖，使用PDPC 法進行現(xiàn)場實施，組裝試驗時，圓盤尺寸設計存在偏差，圓盤不能完全卡在電桿上，不能完成安裝。根據(jù)PDPC法合理更換抱箍穿釘，將短穿釘更換為長穿釘，最終解決問題。進入下一個流程。

小組在電子鎖調試時發(fā)現(xiàn)其中有兩項指標超標，電子鎖鎖具開口過大，行程開關位置偏差超出允許誤差。小組通過改變鎖具安裝方式，由鐵板接觸上鎖改為鐵板重疊上鎖，行程開關位置進行調整，完成組裝調試。

組裝完成后，小組到現(xiàn)場進行使用實驗，進行安裝時間、穩(wěn)定性、電子鎖性能，防跨越性能動作實驗，如圖7～8所示。

圖7 安裝實驗圖

圖8 0.4 kV和10 kV線路上安裝雙電源桿防誤爬警告牌

7 效果檢查

如圖8 所示，這種雙電源桿防誤爬裝置，裝置簡單、安裝方便，成本低廉，警示效果明顯，能夠清晰顯示雙電源桿的位置，對比以前應用的雙電源警示牌，更直觀。另外即使施工人員誤爬雙電源桿，也不能越過該裝置繼續(xù)往上攀爬，從本質上保證了施工人員生命安全。本成果自研制成功后，已經(jīng)廣泛的應用于遷西供電公司“煤改電”低壓及10 kV雙電源桿上，有效杜絕了誤爬帶電桿塔觸電風險。

8 效益分析

使用這種雙電源桿防誤爬裝置后，杜絕了誤登雙電源桿造成觸電傷亡事故和意外停電事故的發(fā)生。從本質上防止了人身傷亡風險事件的發(fā)生，減少意外停電造成的停電損失。深受廣大電力職工歡迎。同時該成果的應用提高了供電可靠率，減少意外停電時間，提高了居民用電滿意度。