劉 斌

(國網(wǎng)阜陽供電公司，安徽 阜陽 236000)

隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展以及城市建設(shè)需要，以前的架空線路由于占用地面空間且樹障較多，一方面影響城市美觀，另一方面由于樹障引起的跳閘事件也較多，使城市中的架空線路逐漸被電力電纜取代。雖然電力電纜有許多優(yōu)勢，但是一旦發(fā)生故障卻很難查找，故障查找過程復(fù)雜，查找時間久，成本也較高。為此，各部門、行業(yè)制定許多規(guī)程規(guī)范，對其電纜材料特性、加工工藝、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、現(xiàn)場施工工藝、運行環(huán)境、維護(hù)措施等方面都有嚴(yán)格的規(guī)定，以減少故障發(fā)生。然而，每年還是有各種各樣的電纜故障，特別是10 kV環(huán)網(wǎng)柜、高壓分支箱電纜終端處。由于環(huán)網(wǎng)柜、高壓分支箱體積小，占地面積小，在電網(wǎng)外線建設(shè)中被廣泛應(yīng)用。但是由于環(huán)網(wǎng)柜、高壓分支箱的體積小，特別是在電纜室進(jìn)行電纜終端制作過程中，當(dāng)電纜線芯截面較粗時，很難對電纜終端各相進(jìn)行彎曲，如果強行使用蠻力彎曲，會造成剝開后的電纜彎曲半徑不合格，損傷線芯、主絕緣以及護(hù)套，嚴(yán)重影響電纜的安全運行，并且在作業(yè)過程中還費時費力，降低作業(yè)效率。[1-6]

為解決以上問題，本文研究設(shè)計了一種能在柜內(nèi)狹窄空間簡便、快捷對電纜各相終端進(jìn)行彎曲的可伸縮式工具。通過將其應(yīng)用到現(xiàn)場柜內(nèi)狹窄空間作業(yè)，不僅可以快速彎曲各相電纜，還極大縮短了工作時間，提高了作業(yè)效率，同時提高了設(shè)備的安全可靠性。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

通過現(xiàn)場調(diào)研，在現(xiàn)場狹小空間制作10 kV電纜終端頭時，存在為保證工藝質(zhì)量，對其電纜終端各相彎曲費時費力的現(xiàn)象，在考慮現(xiàn)場作業(yè)條件與使用的便捷性后，特設(shè)計一種安全、可靠且能快速彎曲電纜終端的工具。其簡化結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。其中：1為支撐桿；2為支撐臂；3為間距調(diào)節(jié)環(huán)；4為調(diào)節(jié)臂；5為調(diào)節(jié)臂上部圓環(huán)；6為調(diào)節(jié)臂下部開口圓?。?為彎曲塊；8為彎曲塊側(cè)板；9為彎曲塊連接件；10為下伸縮臂；11為上伸縮臂；12為油缸；13為油缸下環(huán)；14為油缸上環(huán)；15為油管；16為液壓泵；17為液壓手柄。圖2為油缸上環(huán)與下環(huán)連接部位結(jié)構(gòu)圖。

以上所設(shè)計的伸縮式彎曲工具及各部件均達(dá)到一定的機(jī)械強度、硬度、壓力以及力矩要求，并且所用金屬材料為不銹鋼材料，防止長久使用后銹蝕而影響使用功能。另外，彎曲塊的寬度與厚度及各結(jié)構(gòu)連接處，是制造加工的難點之處，在彎曲電纜過程中，要保證不會變形、斷裂。該工具的整體結(jié)構(gòu)使用起來應(yīng)靈活、不卡澀、可靠、連接牢固且攜帶方便。

2 伸縮式彎曲工具工作原理

由圖1和圖2可知，支撐桿1與支撐臂2相連為一整體，支撐桿1為圓形結(jié)構(gòu)且中間部位比兩端稍細(xì)。每個支撐臂2上有3個支撐桿間距調(diào)節(jié)環(huán)3，且支撐臂2上部為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，與油缸下環(huán)13連接并可靈活轉(zhuǎn)動。調(diào)節(jié)臂下部開口圓弧6結(jié)構(gòu)可與支撐臂調(diào)節(jié)環(huán)3連接；調(diào)節(jié)臂上部圓環(huán)5與油缸上環(huán)14連接并可靈活轉(zhuǎn)動。彎曲塊7與下伸縮臂10通過彎曲塊連接件9連接為一整體，下伸縮臂10比上伸縮臂11的直徑稍小且可靈活在上伸縮臂11內(nèi)部伸縮。上伸縮臂11外徑比油缸12內(nèi)徑稍小，可靈活在油缸12內(nèi)部伸縮。油缸12頂部有快速接頭與油管15相連，油管15另一端與液壓泵16相連。

當(dāng)需要在狹小空間彎曲電纜各相時，首先將油缸12釋壓，使下伸縮臂10和上伸縮臂11收縮，從而帶動彎曲塊7上升，然后再將電纜卡入兩支撐桿1與彎曲塊7之間，此時再操作液壓手柄17使液壓泵16通過油管15給油缸12內(nèi)的下伸縮臂10和上伸縮臂11壓力，以使上、下伸縮臂向下伸開，從而帶動彎曲塊7向下移動。在彎曲塊7的壓力作用下，使得電纜按一定的弧度彎曲。由于彎曲塊7有彎曲塊側(cè)板8，支撐桿1為圓形結(jié)構(gòu)且中間部位比兩端稍細(xì)，則在彎曲過程中，電纜不會隨便移位，也不會受到損傷。此方法能快速、方便地在狹小空間對電纜各相進(jìn)行彎曲。另外還可以利用間距調(diào)節(jié)環(huán)3調(diào)節(jié)兩支撐桿1之間的距離，以適應(yīng)不同截面線芯的彎曲半徑與電纜線芯的彎曲程度。如要增大兩支撐桿1間的距離，只需要將調(diào)節(jié)臂4下部開口圓弧6與支撐臂2下部的間距調(diào)節(jié)環(huán)3連接即可。如要縮小兩支撐桿1間的距離，只需要將調(diào)節(jié)臂4下部開口圓弧6與支撐臂2上部的間距調(diào)節(jié)環(huán)3連接即可。由于支撐臂2下部為開口圓弧結(jié)構(gòu)，因此，其可與間距調(diào)節(jié)環(huán)3可靠連接。支撐臂2與調(diào)節(jié)臂4的上部均為圓環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，因此，既可與油缸下環(huán)13與油缸上環(huán)14可靠連接，還可在垂直方面靈活轉(zhuǎn)動。支撐臂2、調(diào)節(jié)臂4和油缸12成三角形結(jié)構(gòu)，具有很強的穩(wěn)定性，使電纜在被彎曲過程中不會晃動，安全、可靠。

使用該伸縮式彎曲工具，能快速、方便對電纜終端各相進(jìn)行彎曲，不損傷電纜，提高作業(yè)效率，提升電纜接頭制作工藝，保障設(shè)備安全可靠運行。

3 加工制造與特性分析

根據(jù)設(shè)計圖紙進(jìn)行了該工具的加工生產(chǎn)。加工過程中，主要關(guān)鍵部位為支撐桿、支撐臂、調(diào)節(jié)臂、連接圓環(huán)、彎曲塊、油缸等的加工和液壓泵的選擇，以及整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計。通過不斷加工改進(jìn)與三維動態(tài)設(shè)計，最終完成了該彎曲工具的加工。然后對其應(yīng)用到實驗室，并對其機(jī)構(gòu)靈活性、機(jī)械特性、可操作性和壓力大小等特性進(jìn)行了試驗分析，如表1所示。

表1 鋼鎧剝切工具各特性試驗分析

對加工完成的工具各部件進(jìn)行了相關(guān)試驗，以觀察其實用效果。目前，該工具已通過阜陽供電公司的評審，并向國家專利局申請了實用新型和發(fā)明專利且獲得受理。該工具不僅能進(jìn)行10 kV電纜終端各相的快速彎曲，還可以用于其他類似場合的彎曲。

通過試驗后，工作人員對其進(jìn)行了現(xiàn)場使用，能方便快速對電纜各相進(jìn)行彎曲，且靈活可靠。由于該工具壓力來源于液壓機(jī)構(gòu)，日常使用中，要注意液壓泵、油管和油缸等的維護(hù)保養(yǎng)。

4 結(jié)論

根據(jù)所設(shè)計的用于狹窄空間電纜終端的可伸縮式彎曲工具的理論分析及試驗可知，其機(jī)械強度、壓力特性和其他性能均滿足設(shè)計與安全要求。一方面能夠?qū)?0 kV電纜終端各相進(jìn)行快速彎曲、省時省力，提高工作效率；另一方面所彎曲的電纜不傷及護(hù)套、線芯、主絕緣等結(jié)構(gòu)，工藝質(zhì)量大大提升，防止因該工藝不良而導(dǎo)致事故的發(fā)生，提升了設(shè)備運行安全性。