一種10 kV配網(wǎng)絕緣導(dǎo)線電動(dòng)剝皮器的研制

吳慧峰，邱明明，何文峰，胡正庭

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局，廣東 佛山 528000)

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，配網(wǎng)線路逐漸完善，配網(wǎng)絕緣導(dǎo)線的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛[1-2]，繼而在配網(wǎng)帶電作業(yè)過(guò)程中有大量絕緣導(dǎo)線剝皮的操作[3]，以往手動(dòng)式的剝皮器應(yīng)用較為普遍，在目前常規(guī)的配網(wǎng)帶電作業(yè)過(guò)程中，電纜剝皮的工作量極大，絕緣手套帶電作業(yè)時(shí)，手動(dòng)剝皮器操作起來(lái)存在對(duì)于操作人員技能水平要求較高、體能消耗較大，作業(yè)效率低[4]；且該操作方式易被劃傷，剝皮后的電纜不容易拉直，對(duì)作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)性安全產(chǎn)生影響[5]。

在導(dǎo)線剝皮器研究方面，文獻(xiàn)[6]研制了一種絕緣導(dǎo)線終端電動(dòng)剝皮器，采用筒形結(jié)構(gòu)，小巧輕便，刀頭可更換，剝皮長(zhǎng)度可控，易學(xué)易會(huì)，不損傷導(dǎo)線[6]。文獻(xiàn)[7]提出了自適應(yīng)進(jìn)刀絕緣導(dǎo)線剝皮裝置，可以進(jìn)行帶電作業(yè)中架空導(dǎo)線絕緣皮層的剝離，無(wú)須使用輔助工具，單人即可完成導(dǎo)線剝皮作業(yè)，其自動(dòng)進(jìn)刀機(jī)制可保證不傷導(dǎo)線鋁芯且能適應(yīng)各種標(biāo)準(zhǔn)以及非標(biāo)厚度的導(dǎo)線皮層[7]。文獻(xiàn)[8]研制一款質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、易攜帶的絕緣導(dǎo)線剝皮裝置，有效提升配網(wǎng)不停電作業(yè)效率及安全性[8]。

本文在現(xiàn)有手動(dòng)剝皮器基礎(chǔ)上，研制出了一種10 kV配網(wǎng)絕緣導(dǎo)線電動(dòng)剝皮器，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)操作，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)根據(jù)導(dǎo)線線徑選擇對(duì)應(yīng)型號(hào)的模具，無(wú)需手動(dòng)緩慢調(diào)節(jié)，大大提高作業(yè)效率，減少作業(yè)人員的身體消耗，提高人機(jī)功效，同時(shí)無(wú)需手動(dòng)緩慢調(diào)節(jié)，提高作業(yè)效率。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料選型

針對(duì)傳統(tǒng)的絕緣導(dǎo)線剝皮器的局限性：①刀口需要不斷調(diào)節(jié)；②剝皮過(guò)程中作業(yè)人員需要不斷沿導(dǎo)線軸向用力；③手動(dòng)作業(yè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力[9]。

本文研制的10 kV配網(wǎng)絕緣導(dǎo)線電動(dòng)剝皮器使作業(yè)人員可以根據(jù)導(dǎo)線線徑制作并選擇不同線徑的剝皮模具，通過(guò)在模具內(nèi)部增加螺紋使得旋轉(zhuǎn)剝皮作業(yè)的同時(shí)產(chǎn)生沿導(dǎo)線軸向的力矩，進(jìn)而帶動(dòng)剝皮器移動(dòng)剝皮，其次采用滿足剝皮功率要求的電動(dòng)扳手作為剝皮器的動(dòng)力源，來(lái)代替人工操作。

1.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

剝皮器的最終設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

本套工具主要由幾個(gè)部分構(gòu)成：①電動(dòng)扳手，作為整套工具的動(dòng)力來(lái)源；②連接金具，包括旋轉(zhuǎn)套筒和旋轉(zhuǎn)軸，主要用作電動(dòng)扳手與回轉(zhuǎn)器的連接和傳動(dòng)；③回轉(zhuǎn)器，主要包括各種齒輪和傳動(dòng)軸，用來(lái)傳遞動(dòng)能；④剝皮模具，適應(yīng)不同導(dǎo)線線徑并帶有剝皮刀，直接進(jìn)行剝皮作業(yè)。

1.2 材料選型

本套工具涉及到的幾個(gè)主要的部件，如動(dòng)力扳手、連接金具、剝皮模具等，需要進(jìn)行各種材料選型。

結(jié)合配網(wǎng)帶電作業(yè)的特點(diǎn)，本套工具決定選用攜帶方便，使用靈活，價(jià)格適中，輸出扭矩可以調(diào)節(jié)且足夠滿足配網(wǎng)帶電作業(yè)剝皮需求的充電式電動(dòng)扳手來(lái)作為本套工具的動(dòng)力源，電動(dòng)扳手的相關(guān)參數(shù)如表1所示。

表1 電動(dòng)扳手參數(shù)

本套工具最為重要的部件是剝皮模具和連接金具，剝皮模具和連接金具其材質(zhì)擬選用鋁合金來(lái)制作，鋁合金具有良好的良好的機(jī)械性能，物理性能和抗腐蝕性能，易于加工，抗腐蝕性能好，強(qiáng)度高。

此外，由于配網(wǎng)架空導(dǎo)線的線徑不同，所需的剝皮模具的尺寸也是不同的，因此針對(duì)配網(wǎng)架空絕緣導(dǎo)線的線徑標(biāo)準(zhǔn)，選擇常見(jiàn)的6種線徑尺寸(導(dǎo)線的截面分別為70、95、120、150、185 mm2和240 mm2)來(lái)確定剝皮模具的尺寸，模具尺寸設(shè)計(jì)如表2所示。

表2 剝皮模具尺寸 mm2

2 組裝及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2.1 組裝

按照?qǐng)D2所示進(jìn)行10 kV配網(wǎng)絕緣導(dǎo)線電動(dòng)剝皮器的組裝，首先將剝皮模具4插入回轉(zhuǎn)器3的卡槽39，并用限位螺絲38固定，將電動(dòng)扳手1與連接金具2的一端進(jìn)行連接，并鎖死電動(dòng)扳手1的連接點(diǎn)，再將連接金具2的另一端與回轉(zhuǎn)器3的連接端進(jìn)行連接，并用限位螺桿5進(jìn)行固定，本套10kV配網(wǎng)絕緣導(dǎo)線電動(dòng)剝皮器完成組裝過(guò)程。

圖2 10 kV配網(wǎng)絕緣導(dǎo)線電動(dòng)剝皮器的組裝

如圖3所示，將剝皮回轉(zhuǎn)器的扣鎖對(duì)準(zhǔn)連接金具并進(jìn)行連接，向外拉限位螺桿鎖緊回轉(zhuǎn)器。

圖3 剝皮回轉(zhuǎn)器的安裝

如圖4所示，經(jīng)由絕緣導(dǎo)線線徑選擇合適的剝皮模具，將剝皮模具插入回轉(zhuǎn)器的插槽進(jìn)行連接，并用限位螺桿固定位置。

圖4 剝皮模具的安裝

該工具的主要性能參數(shù)如表3所示。

表3 電動(dòng)剝皮器主要性能參數(shù)

在組裝完成后，對(duì)該工具進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，該工具的連接牢固，動(dòng)作的可靠性良好。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

本文研制的電動(dòng)剝皮器在試驗(yàn)所張槎基地訓(xùn)練場(chǎng)進(jìn)行了試點(diǎn)應(yīng)用，作業(yè)人員首先將10 kV絕緣導(dǎo)線電動(dòng)剝皮器的所有部件組裝完成，如圖5所示。

圖5 10 kV絕緣導(dǎo)線電動(dòng)剝皮器

作業(yè)人員利用一段截面為150 mm2的導(dǎo)線，隨后作業(yè)人員隨機(jī)選取模擬導(dǎo)線中間的一段，將導(dǎo)線卡在絕緣剝皮器內(nèi)并進(jìn)行固定，如圖6所示。

圖6 剝皮器固定

在進(jìn)行絕緣導(dǎo)線剝皮操作時(shí)，一名作業(yè)人員負(fù)責(zé)固定導(dǎo)線，另外一名作業(yè)人員手持電動(dòng)剝皮器進(jìn)行剝皮作業(yè)，如圖7所示。

圖7 剝皮作業(yè)

為方便比較電動(dòng)剝皮器和手動(dòng)剝皮器的優(yōu)劣，作業(yè)人員使用手動(dòng)剝皮器對(duì)同一條導(dǎo)線進(jìn)行剝皮作業(yè)，如圖8所示。

圖8 手動(dòng)剝皮作業(yè)

通過(guò)采用電動(dòng)剝皮器和手動(dòng)剝皮器剝皮效果的比較，如圖9所示，左圖為手動(dòng)剝皮器的剝皮效果，右圖為電動(dòng)剝皮器的剝皮效果。在剝皮的質(zhì)量上，手動(dòng)剝皮開(kāi)始過(guò)程中有輕微損傷導(dǎo)線的現(xiàn)象，而電動(dòng)剝皮器自始至終沒(méi)有出現(xiàn)損傷導(dǎo)線的現(xiàn)象；在剝皮速度上，從接觸導(dǎo)線開(kāi)始至剝皮結(jié)束算起，電動(dòng)剝皮器的剝皮時(shí)間可以控制在20 s左右，而手動(dòng)剝皮器所需時(shí)間在1分30秒左右，無(wú)論是從剝皮質(zhì)量還是剝皮效率上電動(dòng)剝皮器都要優(yōu)于手動(dòng)剝皮器。

圖9 剝皮效果

3 結(jié) 語(yǔ)

本文中的10 kV配網(wǎng)絕緣導(dǎo)線電動(dòng)回轉(zhuǎn)剝皮器，利用電動(dòng)裝置帶動(dòng)傳動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)裝置將動(dòng)力傳遞給回轉(zhuǎn)裝置，回轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)剝皮裝置圍繞回轉(zhuǎn)裝置的動(dòng)力輸出端轉(zhuǎn)動(dòng)，切刀旋轉(zhuǎn)作用于置于通孔中的絕緣導(dǎo)線的絕緣皮；電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)剝皮器剝皮速度快、能夠節(jié)省操作者體力、電纜剝皮外觀美觀，且操控簡(jiǎn)便、人力成本低，已應(yīng)用在10 kV配網(wǎng)作業(yè)的絕緣導(dǎo)線剝皮作業(yè)中并取得了良好的效果。