基于智能控制的電動式線路檢修接地裝置研究

賀義平

（新疆送變電有限公司，新疆烏魯木齊 830000）

電力線路檢修是確保電網(wǎng)安全運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的線路檢修接地方法通常需要人工操作，存在操作繁瑣、效率低下、作業(yè)風(fēng)險高等問題。當(dāng)前的線路檢修接地裝置主要采用螺紋連接方式，操作不便且易松動，無法滿足快速、高效的線路檢修需求。因此，設(shè)計基于智能控制的電動式線路檢修接地裝置來提高操作效率、降低風(fēng)險是當(dāng)前亟待解決的問題。

1 基于智能控制的電動式線路檢修接地裝置技術(shù)研究

1.1 絕緣操作棒的設(shè)計與材料選擇

絕緣操作棒的設(shè)計需要考慮絕緣性能、機械強度和操作便捷性。選擇合適的絕緣材料對確保裝置的絕緣性至關(guān)重要，常用的絕緣材料包括玻璃纖維增強塑料（FRP）、復(fù)合絕緣材料等，都具有良好的絕緣性能和機械強度。根據(jù)操作的需要，可通過優(yōu)化設(shè)計來提高絕緣操作棒的剛度和穩(wěn)定性。此外，還可以結(jié)合人體工程學(xué)原理，設(shè)計符合操作者手部握持習(xí)慣和力學(xué)要求的手柄，以提高操作的舒適性和準(zhǔn)確性[1]。

1.2 自動式卡扣機構(gòu)的原理與優(yōu)勢

傳統(tǒng)的螺紋連接方式存在松動的問題，限制了線路檢修操作的效率和可靠性。為此，引入自動式卡扣機構(gòu)作為線路連接方式具有重要意義。自動式卡扣機構(gòu)利用彈簧或鎖緊裝置，可實現(xiàn)快速而可靠的連接和斷開操作。其原理是通過設(shè)定一定的卡扣間隙和形狀，使得連接件在插入時自動鎖定，并通過外力施加解鎖力來實現(xiàn)斷開。該機構(gòu)具有操作簡便、快速可靠的優(yōu)勢，可大幅提高線路檢修接地裝置的操作效率。

1.3 平口旋轉(zhuǎn)夾接結(jié)構(gòu)的設(shè)計與功能

平口旋轉(zhuǎn)夾接結(jié)構(gòu)的設(shè)計目的是實現(xiàn)接地線的掛接和摘除工作。該結(jié)構(gòu)采用平口設(shè)計，通過絕緣桿的旋轉(zhuǎn)帶動絲杠的上下移動，實現(xiàn)接地線的夾緊和釋放。該設(shè)計具有以下功能和優(yōu)勢：①操作靈活性強，可根據(jù)需要調(diào)整接地線的位置和角度；②具備良好的穩(wěn)定性和可靠性，確保接地線在高壓環(huán)境下牢固固定；③該結(jié)構(gòu)相對簡單，易于制造和維護，降低了裝置的成本和使用門檻。

1.4 電動模塊遠程遙控與運行在高壓環(huán)境下的挑戰(zhàn)

電動模塊是該裝置實現(xiàn)遠程操控的關(guān)鍵組件，其通過遠程遙控控制螺旋夾接結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)上升或下降，輔助接地線的掛接和摘除工作。然而，電動模塊在高壓環(huán)境下的運行面臨著一些挑戰(zhàn)。需要保證電動模塊的絕緣性能，防止電弧和漏電發(fā)生，確保操作人員的安全。另外，電動模塊需要具備適應(yīng)高壓環(huán)境的耐壓能力，以保證正常運行，并采取相應(yīng)的絕緣保護措施。同時，還須考慮電動模塊的穩(wěn)定性和可靠性，確保在各種工作條件下都能正常工作[2]。

2 基于智能控制的電動式線路檢修接地裝置創(chuàng)新內(nèi)容

2.1 設(shè)計電動模塊實現(xiàn)遠程操控功能

該裝置創(chuàng)新之處在于設(shè)計了具備遠程操控功能的電動模塊，以提高線路檢修接地裝置的操作便捷性和效率。該電動模塊采用智能控制技術(shù)，可通過遙控設(shè)備對裝置進行遠程操作。遠程操控功能降低了操作人員的工作強度和風(fēng)險。傳統(tǒng)的線路檢修接地裝置需要操作人員上下攀爬或移動裝置進行操作，容易導(dǎo)致意外事故的發(fā)生。而通過電動模塊的遠程操控，操作人員可在安全位置進行操作，避免了高空或高壓環(huán)境下的直接接觸，極大降低了操作的風(fēng)險。

電動模塊的遠程操控功能提高了操作的便捷性和靈活性。操作人員可根據(jù)需要隨時調(diào)整裝置的位置和角度，遠程控制電動模塊的旋轉(zhuǎn)、升降等動作，實現(xiàn)快速而精準(zhǔn)的接地線掛接和摘除操作。這種遠程操控的創(chuàng)新設(shè)計極大提高了線路檢修的操作效率和準(zhǔn)確性。另外，電動模塊還可通過傳感器和反饋機制實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷。這樣，操作人員可通過遠程操控設(shè)備獲得裝置運行狀態(tài)的實時信息，及時發(fā)現(xiàn)潛在問題并采取相應(yīng)措施，提高了裝置的可靠性和安全性。

2.2 采用卡扣式連接取代螺紋連接的優(yōu)勢

該裝置創(chuàng)新地采用卡扣式連接機構(gòu)取代傳統(tǒng)的螺紋連接方式，為線路檢修接地裝置帶來了許多優(yōu)勢。

（1）卡扣式連接具有快速而可靠的特點。傳統(tǒng)的螺紋連接需要人工旋轉(zhuǎn)并耗時較長，且易松動。而卡扣式連接采用彈簧或鎖緊裝置，插入即可自動鎖定，簡化了操作流程，極大提高了連接速度和穩(wěn)定性。

（2）卡扣式連接具有較高的適應(yīng)性和靈活性。連接件間的卡扣結(jié)構(gòu)可根據(jù)需求進行設(shè)計，可適應(yīng)不同線路的連接要求。無論是直線型連接還是角度連接，卡扣式連接都能夠滿足要求，提供更廣泛的適用性。

（3）卡扣式連接機構(gòu)的維護成本相對較低。傳統(tǒng)螺紋連接通常需要定期檢查和緊固，而卡扣式連接不易松動且穩(wěn)定可靠，減少了維護工作的頻率和工作量，降低了裝置的運行成本。

2.3 整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究與改進

對基于智能控制的電動式線路檢修接地裝置的整體結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化和改進，以提高操作的靈活性和適應(yīng)性。

（1）對裝置的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化和改進，實現(xiàn)了更緊湊、輕便的設(shè)計。通過減少不必要的組件和降低重量，使得整體裝置更加便于攜帶和操作。這種優(yōu)化可提高操作人員的靈活性和工作效率，尤其在狹小空間或高處操作時具有明顯的優(yōu)勢。

（2）優(yōu)化后的整體結(jié)構(gòu)考慮了人體工程學(xué)原理，使得裝置更符合人體操作習(xí)慣和力學(xué)要求[3]。更在手柄的設(shè)計上采用曲線形狀和防滑材料，以提供舒適的握持感和穩(wěn)定性。操作按鈕和控制器的布局也經(jīng)過精心設(shè)計，使得操作者能快速而準(zhǔn)確地控制裝置的各項功能。

（3）整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化還包括對電動模塊、連接機構(gòu)和絕緣操作棒等關(guān)鍵部件的布局和配合進行改進。通過合理安排和優(yōu)化這些部件間的相互作用，使得裝置的操作更加流暢和可靠。同時，考慮到長時間使用的舒適性和耐久性，結(jié)構(gòu)優(yōu)化還包括材料選擇和防護措施的改進，以提高裝置的使用壽命和可靠性。

3 基于智能控制的電動式線路檢修接地裝置技術(shù)難點與解決方案

3.1 在高壓環(huán)境中保證電動模塊正常運行的技術(shù)難點及應(yīng)對策略

在高壓環(huán)境下，保證電動模塊正常運行是電動式線路檢修接地裝置面臨的關(guān)鍵技術(shù)難題。

（1）高壓環(huán)境會給電動模塊的電氣和電子元件帶來較大的安全風(fēng)險。高壓會引發(fā)電弧、擊穿等問題，對電動模塊的電路和控制系統(tǒng)造成損害。因此，需要采取相應(yīng)的防護措施，如使用高絕緣性能的材料、設(shè)計合理的絕緣結(jié)構(gòu)和屏蔽措施，以確保電動模塊在高壓環(huán)境下的安全運行。

（2）高壓環(huán)境對電動模塊的機械結(jié)構(gòu)和材料性能提出了更高的要求。高壓會導(dǎo)致局部放電和電場集中，增加了機械強度和耐壓性能的需求。因此，在設(shè)計和制造電動模塊時，需要選擇具有足夠機械強度和耐壓特性的材料，并進行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以提高電動模塊的耐壓能力和可靠性。

（3）高壓環(huán)境中的電磁干擾會對電動模塊的信號傳輸和控制系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。電磁干擾會導(dǎo)致信號失真、誤操作甚至損壞電子元件。為解決這一問題，可采取屏蔽措施、使用抗干擾技術(shù)及合理布局電路板和信號線路，確保電動模塊在高壓環(huán)境中信號傳輸和控制系統(tǒng)的可靠運行[4]。

對于以上技術(shù)難點，可采取以下措施：①可進行充分的安全分析和風(fēng)險評估，制訂相應(yīng)的安全設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)程；②在設(shè)計和制造電動模塊時，嚴(yán)格遵循相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)，并進行全面的測試和驗證，確保其在高壓環(huán)境下的安全可靠性；③采用高絕緣性能的材料，并設(shè)計合理的絕緣結(jié)構(gòu)和屏蔽措施，確保電動模塊在高壓環(huán)境下具備足夠的安全性能和耐壓能力；④采用抗干擾技術(shù)和合理的電路布局，確保電動模塊的信號傳輸和控制系統(tǒng)在高壓環(huán)境中免受電磁干擾的影響；⑤定期進行全面的維護和檢測，及時排除潛在的故障和問題；⑥對于電動模塊中的關(guān)鍵元件，如電氣和電子元件，可采用冗余設(shè)計和在線監(jiān)測技術(shù)，提高故障檢測和容錯能力。

3.2 卡扣式連接的設(shè)計和可靠性驗證方法

（1）卡扣式連接的設(shè)計中，要設(shè)計合適的卡扣結(jié)構(gòu)，使得連接件可牢固地鎖定并提供足夠的連接強度。包括選擇合適的卡扣形狀、尺寸和材料，并確?？鄣目煽啃院湍途眯浴?/p>

（2）確保連接件在進行卡扣時能夠正確對準(zhǔn)和定位，涉及設(shè)計精確的引導(dǎo)槽或引導(dǎo)銷，以確保連接件的正確配對和穩(wěn)定連接。

（3）考慮使用者的操作便捷性，設(shè)計簡單易用的卡扣機構(gòu)。包括設(shè)計符合人體工程學(xué)原理的手柄、按鈕或開關(guān)，以提供舒適的握持感和方便的操作方式。

為驗證卡扣式連接的可靠性和安全性，可采用以下方法。①可進行靜載和動載測試，通過施加不同的力或負(fù)荷來評估連接件的強度和穩(wěn)定性。包括拉伸測試、扭轉(zhuǎn)測試和振動測試等，并在安全范圍內(nèi)模擬實際使用條件，檢查連接件是否能夠承受預(yù)期的載荷。②通過模擬長時間使用和重復(fù)連接/斷開操作來評估卡扣式連接的耐久性。包括進行連接/斷開循環(huán)測試，檢查連接件在多次使用后是否仍然保持穩(wěn)定和可靠。③將連接件暴露在不同的溫度和濕度條件下，以評估其在極端環(huán)境條件下的性能。該方法可幫助確定連接件的耐用性和防腐蝕性能。④將設(shè)計好的卡扣式連接應(yīng)用于實際工作場景，并進行實地驗證。在實際使用中，觀察連接件的性能和穩(wěn)定性，收集反饋意見，并根據(jù)需求進行改進和優(yōu)化[5]。

4 基于智能控制的電動式線路檢修接地裝置研究與開發(fā)的成果

4.1 節(jié)約人工

通過引入基于智能控制的電動式線路檢修接地裝置，可大幅節(jié)約人工。以往每次接地線的拆裝工作需要兩人共同完成，并耗時1h。而采用該裝置，只需兩人配合操作，僅需0.5h 即可完成，節(jié)約了較多的人工成本。

4.2 降低作業(yè)風(fēng)險

該裝置中的電動模塊經(jīng)過設(shè)計，實現(xiàn)了遠程遙控操作。使用者無需親自進行接地線的掛接和摘除工作，而是通過遙控設(shè)備進行控制。這種設(shè)計有效提高了作業(yè)的安全性，降低了作業(yè)風(fēng)險。通過減少了人員直接接觸高壓設(shè)備的機會，可減少意外事故的發(fā)生概率，保障操作人員的安全。

5 結(jié)束語

基于智能控制的電動式線路檢修接地裝置，通過智能控制技術(shù)實現(xiàn)遠程操控和自動化操作，提高了線路檢修的效率和安全性。設(shè)計了絕緣操作棒、卡扣機構(gòu)、螺旋夾接結(jié)構(gòu)和電動模塊等關(guān)鍵部件，并解決了高壓環(huán)境下電動模塊運行的挑戰(zhàn)。該裝置不僅節(jié)約了人工成本，還降低了作業(yè)風(fēng)險。未來，將進一步完善裝置性能，推動其在實際應(yīng)用中發(fā)揮更大的價值。