全自動通用型試驗線收納器設計

摘 要：電氣試驗中需使用大量的試驗線，如繼電保護、電測試驗、電源試驗、計量試驗及表計試驗等，都涉及二次接線。為保證試驗接線的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，研究設計一種通用型試驗線收納器，通過電機和調(diào)速器控制線盤自動理線，使試驗線能夠快速收納到線盤上，更加便于使用和存儲，滿足多種場景下的二次試驗線收納需求，實用效益顯著。

關鍵詞：試驗線；收納器；繞線方式；全自動

中圖分類號：TM75" " 文獻標志碼：A" " 文章編號：1671-0797（2025）05-0055-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2025.05.014

0" " 引言

近年來，我國加大了對電網(wǎng)安全的重視力度，開始針對電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)進行改造升級，經(jīng)現(xiàn)場試驗合格后重新投運，以提升電網(wǎng)的綜合性能。上述試驗過程中涉及大量接線，尤其是電氣設備二次試驗線，可占總體的80%左右。這些接線在使用完畢后均需收納回工具箱中，僅通過人員一根一根纏繞費時費力，還容易使線路損傷，影響二次使用，加之再次使用時又需要將試驗線逐一拆解，試驗線收納就成為電氣設備二次試驗效率低下的關鍵原因，在電力運檢過程中應予以重視。

1" " 問題分析

電力設備二次試驗過程中試驗線種類復雜、規(guī)格多樣，收納過程中需按材質(zhì)性能科學纏繞，并根據(jù)種類、規(guī)格合理存儲，以保證試驗線的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。受環(huán)境因素和操作因素的影響，現(xiàn)階段二次試驗線收納過程中大多是將接線端固定后全部纏繞成一團（圖1），很容易造成試驗線彎折損傷，嚴重影響試驗線質(zhì)量[1]，且每次使用還需要花費大量時間進行理線，根本無法滿足電氣設備二次試驗安全標準和技術規(guī)范要求。

為避免直接綁扎線引起的線路損傷，本單位提出使用收納器進行二次試驗線收納。經(jīng)采購調(diào)查，目前市場上并沒有通用的二次試驗線收納裝置，均為單一線路專用收納器，多適用于大線徑電纜線。而二次試驗線直徑一般在0.5～15 mm之間，最長不超過5 m，使用大線徑收納器成本浪費嚴重，且占空間較大，適用性較差[2]。

基于此，本文提出了一種適用于二次試驗線的通用型收納器設計，其能夠根據(jù)線徑情況采用不同方式繞線，通過“電機+調(diào)速器”模式實現(xiàn)自動收納，在降低人員工作量的前提下，提升試驗線使用和收納效果。

2" " 設計方案

2.1" " 技術指標

本次設計的通用型試驗線收納器應依據(jù)安全性、可靠性和經(jīng)濟性指標，做好線盤結構選型和繞線方式設置[3]，具體如表1所示。

2.2" " 裝置設計

本次設計的通用型試驗線收納器由固定收納器和移動線盤兩部分組成。其中，固定收納器包括固定平臺、電機、調(diào)速器、線阻尼器、電池等，移動線盤包括端子卡口、線路卡盤、繞線線軸等，如圖2所示。

2.2.1" " 固定收納器

全自動通用型試驗線收納器整體采用“ABS+聚碳酸酯”材料，其穩(wěn)定性強、絕緣性好、耐腐蝕性能達標，使用年限更加長久，滿足大批量試驗線收納需求。該裝置在現(xiàn)場使用過程中不會因誤觸造成短路、漏電等問題，更加安全高效。

1）固定支架。由兩塊臺板組成，設置為L型支架。其豎立臺板中內(nèi)置電機、電池和調(diào)速器，外置開關、調(diào)速器旋擰按鈕和充電接口。豎立臺板內(nèi)側面上安裝連桿結構和4根線阻尼器，可用于固定線盤并進行試驗線收納定位。

2）自動調(diào)速。由電源裝置、控制器、電機和充電裝置組成。采用12 V蓄電池供電，可通過DC口進行充電。內(nèi)置電機轉速可調(diào)，可通過調(diào)速器實時調(diào)整，保證試驗線收納到位。內(nèi)置正反轉開關線路，可用于直接收線或放線，以滿足不同場景使用需求[4]。其中：

（1）電機選型?？紤]二次試驗線的種類和性能，選用大電機時容易用力過猛或旋轉過快，導致試驗線損傷或損壞。而根據(jù)試驗線規(guī)格型號，自動收納過程中往往還需要對轉速進行調(diào)整。故本次設計過程中選用JGY-370型可調(diào)速電機，轉速為150 r/min，最大額定扭矩可達25 kg·cm。該電機具備斷電自鎖保護，可正反切換進行收線和放線，功能較為齊全。

（2）調(diào)速器選型。選用PWM調(diào)速器，可通過改變電流的方式控制電機轉速。該調(diào)速器利用了電流與電機轉速的線性關系，當電流增大時，電機轉速也隨之增大，反之，則電機轉速減小。

（3）正反轉電路。內(nèi)部設置正反轉兩路供電電路，通過開關進行正反轉電路投切，當按下右側時電機正轉，當按下左側時電機反轉，當開關平置時關機，停止運行。

（4）充電裝置。選用大容量蓄電池，采用DC充電。一次充電完成后，可連續(xù)使用12 h左右，基本滿足電氣設備二次試驗接線需求。

2.2.2" " 移動線盤

全自動通用型試驗線收納器采用可拆裝線盤，在一根或一種類型試驗線收納完畢后，可直接拆下移動線盤，放置在工器具中[5]。然后再重新安裝一個新的線盤，進行其他試驗線的收納。其中：

1）線盤裝置。本次設計的移動線盤由兩邊擋板和中間繞線軸組成，擋板直徑為100 mm，間距為60 mm，最大可纏繞15 mm線徑的試驗線5.5 m，符合本次設計要求。

2）端子卡口。線盤擋板上共設置6個端子卡口，可直接將試驗線端子卡接在卡口上，然后開機使電機帶動轉盤，完成試驗線的收納。該裝置自動收納分單根線自動收納和多根線自動收納，能有效提高工作效率，設置的6個端子卡口可滿足三相試驗線同時收納的需求。

為避免試驗線收納過程中脫落，裝置還設置4根線阻尼立柱，分別置于可拆卸線盤的四角，使試驗線收納更加安全、便捷、高效。

2.2.3" " 線盤標識

本次設計的通用型試驗線收納器的線盤上可直接粘貼試驗線標簽，注明試驗線參數(shù)規(guī)格、電壓電流、通信采集標識等，以保障人員在電氣試驗過程中根據(jù)需求快速選用對應型號接線。

3" " 應用評估

3.1" " 使用操作

全自動通用型試驗線收納器使用時，操作人員應先測試裝置絕緣安全效果和收線固定效果是否達標，檢查裝置是否出現(xiàn)松動、線盤是否損壞等。檢查完畢后，裝置不存在任何問題，方可進行二次試驗線收納操作[6]。

1）端子收納方式。對于較短的單一試驗線可采用端子收納方式。操作時將調(diào)速器置于初始位置；把試驗線放在阻尼器內(nèi)，將試驗線一側端子固定在轉盤卡口上；按下正轉開關，順時針緩慢旋轉調(diào)速器按鈕，達到合適速度后停止；收納試驗線過程中要不斷觀察試驗線收納情況，避免過松或過緊；收納完畢后，關閉電機，將另一側端子固定在就近的轉盤卡口上；取下移動線盤，貼上線盤標簽，放置在工具箱中，完成所有收納操作。

2）中線收納方式。對于較長的單一試驗線可采用中線收納方式。操作時將調(diào)速器置于初始位置，把試驗線中間段套在轉盤卡口上，呈180°。此時按照端子收納方式進行收線，收納完畢后，將兩個端子分別固定在就近的轉盤卡口上即可。

除單一試驗線收納外，操作過程中還經(jīng)常同時收納三相線。上述操作過程中可按照線序將三相線端子分別置于連續(xù)的線盤卡口中，在收線完畢后再將另一側端子置于其他3個卡口中。

3.2" " 使用效益

本次設計的通用型試驗線收納器集自動整理、固定限位及絕緣保護功能于一體，操作非常便捷，減少了現(xiàn)場校驗接線耗時，保障了人員接線安全，實用效益顯著。

現(xiàn)場測試結果顯示：一盤試驗線收納平均耗時不超過1 min，且試驗線未出現(xiàn)一次損壞。在大規(guī)模投入使用后，電氣設備二次試驗線收納工作總耗時由原來的小時級縮短到分鐘級，工作效率提升了4倍以上。

就使用效果而言，該裝置在使用過程中降低了試驗線脫線、斷裂的可能性，無須折疊收納，避免了線路折損或拉傷，使二次試驗線收納工作更加安全、可靠、高效、便捷。與此同時，使用試驗線時，借助線盤也降低了試驗線錯拿錯接的風險，有利于保護設備和人員安全，提高作業(yè)效率，因而在現(xiàn)場理線工作中具有廣闊的應用前景。

就使用效益而言，該裝置成本低、實用性強，在投入使用后可通過端子卡口、自動收納功能等快速理線，避免了由人工操作引起的試驗線損傷、試驗線斷裂等問題，從根本上降低了試驗線成本損耗，經(jīng)濟效益顯著。

4" " 總結及展望

全自動通用型試驗線收納器設計過程中應按照安全性、可靠性和經(jīng)濟性指標，做好固定收納器和移動線盤的設置。根據(jù)二次試驗線收納中的操作要求和存在問題，進行系統(tǒng)的調(diào)整和優(yōu)化。通過調(diào)速器合理控制轉速，避免自動收納過程中試驗線過緊或過松；利用卡口進行試驗線端子固定，配合阻尼器進行試驗線阻擋，避免試驗線脫落。該裝置僅適用于簡單場景下的二次試驗線整理，對于復雜場景下的收納情況，仍需進一步調(diào)整和優(yōu)化，使其能夠自動識別試驗線的長、寬等，根據(jù)設定程序進行對應接線收納整理。

[參考文獻]

[1] 李濤，金磊，庾信，等.基于實用新型線纜收納裝置技術的研究探討[J].電氣技術與經(jīng)濟，2023（3）：117-118.

[2] 周熺，吳建光，蔡昆.一種高壓試驗加壓線收線工具[J].電力系統(tǒng)裝備，2021（14）：136-137.

[3] 張國燦，葉開發(fā)，彭煒文，等.收納式變電設備試驗輔助工具的研制及應用[J].電世界，2021，62（4）：16-18.

[4] 林笑玫，劉奇聰，鄭岳，等.基于實用新型線纜收納裝置技術的研究探討[J].電力系統(tǒng)裝備，2019（1）：232-233.

[5] 王征迪，黃磊，吳建光.面向智能理收線的線材打包器設計及應用[J].電氣技術與經(jīng)濟，2023（2）：125-127.

[6] 藍運河，鄺若簫，江匯.變電站繼保試驗線收線工具的設計與應用[J].機電信息，2020（6）：81.

收稿日期：2024-11-29

作者簡介：劉偉（1987—），男，湖北鄂州人，工程師，從事變電工作。