新型適合輸電線路專業(yè)組合工具研發(fā)技術(shù)原理分析

于從生 趙志剛

摘要：絕緣子更換是輸電線路檢修工作中的基礎(chǔ)內(nèi)容之一，在操作過程中需要用到多種絕緣子插銷，導(dǎo)致攜帶工具較多，在一定程度上增加了工作難度與風(fēng)險。對此，針對絕緣子作用研發(fā)了一種重量輕、攜帶方面、實用性強的輸電線路專業(yè)組合工具。新型適合輸電線路專業(yè)組合工具主要由一字螺絲刀、R銷取銷器、W銷取銷鉗、套筒扳手構(gòu)成，基于科學(xué)設(shè)計，具備了操作方面，靈活作業(yè)特征，同時組合工具便于攜帶，可滿足輸電線路檢修絕緣子插銷需求。

關(guān)鍵詞：輸電線路;組合工具;技術(shù)原理;工具研發(fā)

1引言

輸電線路檢修在電網(wǎng)安全與穩(wěn)定運行中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，是電網(wǎng)運行維護重點內(nèi)容。在輸電線路檢修過程中，受線路運維時間、線路檢修次數(shù)、絕緣子組連接方式等因素影響，可能涉及多種絕緣子型號，需要應(yīng)用到不同類型絕緣子插銷工具。而在高空作業(yè)情況下，攜帶工具較多不僅增加了工作難度，也提高了作業(yè)風(fēng)險，延長了工具替換利用時間。研究表示，取插銷效率與絕緣子更換效率存在直接影響。為及時、有效、安全更換絕緣子，研究從專業(yè)工具創(chuàng)新角度出發(fā)，研究了一種適用于輸電線路絕緣子更換的新型組合工具，以下為該工具研發(fā)與應(yīng)用說明。

2輸電線路專業(yè)組合工具研發(fā)需求分析

基于我國電力事業(yè)的高速發(fā)展，輸電線路建設(shè)規(guī)模不斷擴大，對輸電線路運行維護提出了更高要求。由輸電線路組成結(jié)構(gòu)可知：輸電線路主要由導(dǎo)線、絕緣子、桿塔、金具、接地裝置、擠出裝置、拉線、避雷裝置等構(gòu)成[1]。其中絕緣子主要是通過支撐導(dǎo)線或懸吊導(dǎo)線，使導(dǎo)線與桿塔絕緣，以保證輸電線路安全、穩(wěn)定運行的構(gòu)建（如圖1）。輸電線路運行期間，絕緣子長時間受工作電壓影響、導(dǎo)線自重影響、雷電風(fēng)雪影響、環(huán)境溫濕度變化影響、外力因素影響等，易出現(xiàn)損壞，制約自身性能發(fā)揮，影響輸電線路運行安全。因此，在輸電線路運行維護過程中，應(yīng)高度重視絕緣子檢修。

基于經(jīng)驗歸納與總結(jié)發(fā)現(xiàn)，輸電線路絕緣子檢修過程中可能會遇到不同類型絕緣子，這與輸電線路運行時間、輸電線路運行維護次數(shù)、輸電線路絕緣子使用要求等相關(guān)。而絕緣子類型不同，所使用的檢修工具也不同。通常一個絕緣子組中，包含多個絕緣子，每個絕緣子按照頭尾銜接方式連接，為保證連接牢固、穩(wěn)定，絕緣子進行了插銷固定。因此，取、裝插銷是輸電線路檢修絕緣子更換重要內(nèi)容之一，也是輸電線路檢修絕緣子更換難點所在。目前，絕緣子取、裝插銷過程中，較為常用的工具主要有扳手、W銷取銷鉗、R銷取銷器、一字螺絲刀等[2]。為滿足輸電線路絕緣子更換作業(yè)需求，工作人員需要盡可能全的攜帶相關(guān)工具。這導(dǎo)致高空作業(yè)攜帶工具多，工具更換困難，取插銷進程緩慢，并在一定程度上增加了高空作業(yè)風(fēng)險，限制了輸電線路運行維護工作質(zhì)量、效率與安全水平提升。

組合工具是一套由不同類型、規(guī)格、現(xiàn)狀、作用的標(biāo)準(zhǔn)工具組成的專業(yè)工具系統(tǒng)，在使用過程中可根據(jù)實際需求從中選擇適宜的工具進行作業(yè)，以提高作業(yè)簡便性、快捷性、安全性。針對輸電線路檢修中絕緣子更換要求，在借鑒輸電線路檢修工具研制技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合絕緣子更換現(xiàn)狀，研制一種適用于不同類型絕緣子取插銷的新型專用組合工具。該工具需要滿足以下要求：（1）攜帶方便，使用容易，操作簡單;（2）可滿足多種類型絕緣子更換需求，將常用工具涵蓋其中;（3）適合高空作業(yè)，攜帶與使用安全性高;（4）制造成本可觀，工藝可行性高，適合推廣使用。

3輸電線路專業(yè)組合工具研發(fā)方案分析

3.1工具研發(fā)規(guī)劃

以絕緣子取插銷及其相應(yīng)工具為研究對象。根據(jù)輸電線路絕緣子類型及其組成，初步擬定輸電線路專業(yè)組合工具研制規(guī)劃為：直線懸垂單雙片絕緣子日常檢修及其相關(guān)工具研制;V形雙串單雙絕緣子日常檢修及其相應(yīng)工具研制等[3]。由于絕緣子類型多樣，加之絕緣子串組裝形式的變化，確定新型適合輸電線路專業(yè)組合工具需要由不同取銷器構(gòu)成，如R銷取銷器進行絕緣子R銷拆裝，W銷取銷鉗進行絕緣子W銷拆裝等，以保證新型適合輸電線路專業(yè)組合工具能夠滿足絕大多數(shù)絕緣子檢修需求。

3.2結(jié)構(gòu)及其原理

根設(shè)計需求以及相關(guān)技術(shù)條件，新型適合輸電線路專業(yè)組合工具共由9部分組成：

（1）構(gòu)架（圖3中1）：屬于新型適合輸電線路專業(yè)組合工具基礎(chǔ)件，用以組裝其他各個配件。通常情況下，構(gòu)架可設(shè)計成方形、圓形、矩形等多種形態(tài)。本研究中涉及到的各個配件對長度、寬度具有較高要求，故構(gòu)架確定為矩形。其余配件分上下兩層并行分布，節(jié)約空間的同時，避免工具與工具之間相互干擾。

（2）彈簧定位珠（圖3中2）：屬新型適合輸電線路專業(yè)組合工具支承件、緊固件，用以固定各工具位置，使其不能夠隨意擺動。通常情況下，彈簧定位珠能夠向工具提供一定壓力，用以準(zhǔn)確定位工具。固定方式一般有兩種，一種是壓入式固定，一種是螺紋鎖緊式固定。本研究所用彈簧定位珠為不銹鋼壓入式彈簧定位珠（圖2所示）。

彈簧定位珠殼體、珠球、彈簧等元件組成。根據(jù)彈簧定位珠使用環(huán)境，確定球珠材料為硬度、精度較高的不銹鋼球，根據(jù)新型適合輸電線路專業(yè)組合工具中各工具固定要求確定確定其規(guī)格。通常情況下所用彈簧定位珠規(guī)格見表1。

（3）定位軸承（圖3中3）：屬新型適合輸電線路專業(yè)組合工具定位件、導(dǎo)向件，用以保證各工具靈活轉(zhuǎn)動，確定工具與工件、工具與工具之間的相對位置。在軸承選擇過程中需要保證：軸承具備一定強度與剛度，能夠承載一定載荷;軸承摩擦力矩較小，可保證工具靈活轉(zhuǎn)動;軸承可在一定程度上保證工具回轉(zhuǎn)精度在可允許誤差范圍內(nèi);軸承尺寸有限，不過多占用組合工具空間。在軸承設(shè)計時，為減少磨損，控制發(fā)熱量，需對平均壓強、軸承發(fā)熱量等參數(shù)給予充分考慮。

以推力滑動軸承，平均壓強計算公式為：，式中Z為推力環(huán)數(shù)目，k為考慮油槽使支撐面積減小;軸承發(fā)熱量計算公式為，。

（4）一字螺絲刀（圖3中4）：屬新型適合輸電線路專業(yè)組合工具中的功能件，用于拆除螺絲。

（5）R銷取銷器（圖3中5）：屬新型適合輸電線路專業(yè)組合工具中的功能件，用以滿足絕緣子R銷裝拆需求。

（6）W銷取銷鉗（圖3中6）：屬新型適合輸電線路專業(yè)組合工具中的功能件，用以滿足絕緣子W銷裝拆需求。

（7）套筒扳手（圖3中7）：屬新型適合輸電線路專業(yè)組合工具中的功能件，用以滿足螺絲、銷釘緊固需求。

（8）固定片（圖3中8）：屬新型適合輸電線路專業(yè)組合工具中的固定件，用以將設(shè)備固定在安全帶、腰帶上，防止工具高空掉落的同時，解放工作人員雙手。

（9）W銷取銷鉗擴張彈簧（圖3中9）：屬新型適合輸電線路專業(yè)組合工具W銷取銷鉗組成元件，用以伸縮W銷取銷鉗，提高W銷取銷鉗實用性，但W銷取銷鉗打開之后彈簧自動將取銷鉗鉗口打開，提高設(shè)備操作簡便性，降低高空作業(yè)時工具調(diào)整難度。

新型適合輸電線路專業(yè)組合工具實際應(yīng)用過程中，8固定在安全帶上，

將4、5、6、7一同攜帶到高空;2將工具4、5、6、7固定，使其不會因擺動、其他工具使用改變位置;在3作用下，4、5、6、7可靈活轉(zhuǎn)動，滿足隨時取用、放回需求。

3.4工具主要優(yōu)勢

新型適合輸電線路專業(yè)組合工具研制成功后，其在輸電線路運行維修中的應(yīng)用優(yōu)勢主要在于：（1）適用性強，即組合工具由多種取銷工具組成，可基本滿足輸電線路各種絕緣子插銷拆裝需求，具有廣泛推廣價值。（2）操作簡單，即組合工具在使用過程中各類取銷工具可根據(jù)實際情況隨機轉(zhuǎn)換，有效節(jié)約操作時間，同時不必擔(dān)心設(shè)備不全影響操作進程，不必擔(dān)心設(shè)備更換時工具高空掉落;（3）安全性高，即組合工具配備了固定片，可隨身攜帶，解放雙手的同時，減少設(shè)備掉落風(fēng)險，提高作業(yè)安全系數(shù)。（4）設(shè)備損害小，組合工具合理選擇取銷器材料，優(yōu)化取銷器結(jié)構(gòu)，不影響取銷器功能的同時，降低取銷器使用過程中對絕緣子的損害。

4輸電線路專業(yè)組合工具應(yīng)用效果分析

將研發(fā)的新型適合輸電線路專業(yè)組合工具應(yīng)用到某電力企業(yè)輸電線路運行維修中，進行絕緣子更換取插銷作業(yè)，試驗數(shù)據(jù)見表2。由表2數(shù)據(jù)可知，使用新型適合輸電線路專業(yè)的組合工具后，完成一項絕緣子更換任務(wù)所用人數(shù)為6人，普通員工操作耗時約為3.4h[（3.6+3.4+3.8+3.4+3.4+3.2+3.2+3.4）÷8=3.425]，較未使用新型適合輸電線路專業(yè)的組合工具前（完成一項絕緣子更換任務(wù)所用人數(shù)通常為6～9人，操作耗時普通員工12～16h，技術(shù)比武員工3～5h），勞動強度降低，工作效率提高。新型適合輸電線路專業(yè)組合工具在絕大多數(shù)絕緣子更換中適用，提高了輸電線路運行維修單位檢修能力，利于線路運行穩(wěn)定性、安全性提升，利于電力系統(tǒng)供電可靠性提升，從而利于企業(yè)良好社會形象塑造與維護。

5結(jié)論

綜上所述，輸電線路檢修中，絕緣子取插銷使其更換重要環(huán)節(jié)之一，其工作效率、質(zhì)量與絕緣子整個更換質(zhì)量、效率存在直接影響。針對以往絕緣子取插銷工具攜帶繁瑣、工具更換困難、取插銷作業(yè)效率低等問題，研發(fā)了輸電線路檢修絕緣子取插銷組合工具，有效克服了以往絕緣子更換存在的不足，滿足了絕大多數(shù)絕緣子插銷需求，提高了設(shè)備更換與使用安全，減少了高空作業(yè)風(fēng)險，提高了檢修效率，為整個絕緣子檢修質(zhì)量提升提供了工具支持。

參考文獻：

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