盧恩慶，黃蔡平，施宇亮，陳 軻，張偉斌

（國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司漳州供電公司，福建 漳州 363000）

絕緣桿作業(yè)法剪線是配網(wǎng)不停電作業(yè)常見(jiàn)的作業(yè)項(xiàng)目，作業(yè)中線路帶電，絕緣桿起到主絕緣作用。剪線過(guò)程中為防止導(dǎo)線晃動(dòng)，碰觸其他電位設(shè)備，除剪線工具外還需配備固定導(dǎo)線工具。

目前國(guó)內(nèi)外使用的長(zhǎng)桿剪線工具有2類(lèi)：一類(lèi)是手動(dòng)棘輪絕緣桿剪線工具，另一類(lèi)是絕緣桿桿頭部分安裝遙控電動(dòng)切刀組合剪線工具。第一類(lèi)缺點(diǎn)是手動(dòng)工具操作費(fèi)力，特別對(duì)大線徑鋼芯鋁絞線難以手動(dòng)剪斷。第二類(lèi)缺點(diǎn)是電動(dòng)部分在桿頭，重心偏上，手抓位置力矩較大，難以控制。

研發(fā)的新型絕緣桿電動(dòng)剪線工具適合所有線徑的斷線工作，而且電動(dòng)部分在手柄位置，操作人員力矩較小，操作靈活方便。在傳統(tǒng)的絕緣線剪的基礎(chǔ)上加入動(dòng)力部分，減輕操作者的壓力，增加操作的準(zhǔn)確性。電動(dòng)絕緣剪主視圖如圖1所示。

圖1 電動(dòng)絕緣剪主視圖

1 研究背景

高壓安全用具是帶電作業(yè)的工具。帶電作業(yè)工具有很多種，根據(jù)不同的使用要求，高壓安全用具主要是用于進(jìn)行高壓設(shè)備操作的必備防護(hù)用具，它們可以避免觸電、弧光灼傷和高空墜落等傷害事故的發(fā)生。高壓安全用具與電工通常使用的工具不同，通常的電工工具在工作時(shí)是要對(duì)電器進(jìn)行連接、導(dǎo)線進(jìn)行鉗切等直接接觸操作。

常用固定導(dǎo)線工具為導(dǎo)線鎖桿或夾桿，控制剪斷導(dǎo)線，防止導(dǎo)線晃動(dòng)碰到其他相或地電位，造成短路事故，傳統(tǒng)鎖桿和夾桿不適用所有線徑導(dǎo)線，鎖緊過(guò)程操作復(fù)雜。研發(fā)一種導(dǎo)線鎖桿，操作簡(jiǎn)單，可適用所有線徑的導(dǎo)線固定，優(yōu)于傳統(tǒng)的鎖桿和夾桿。剪線工具套裝的研制將提高配網(wǎng)不停電作業(yè)斷線工作的效率，還能保證作業(yè)過(guò)程的安全，保障設(shè)備和人員的安全。絕緣桿作業(yè)法的安全性較高，絕緣桿作業(yè)法的技術(shù)條件是人體與帶電體保持足夠的安全距離，有足夠的空間間隙，且采用特殊的絕緣性能良好的工具，對(duì)人體毫無(wú)影響，足以保證帶電作業(yè)人員的安全。

2 項(xiàng)目特點(diǎn)

可調(diào)節(jié)電動(dòng)式絕緣鎖桿包括桿身、設(shè)置在桿身兩端的螺桿、傳動(dòng)裝置控制刀頭機(jī)以及設(shè)置在螺桿外側(cè)的鎖頭。其中，所述鎖頭包括導(dǎo)線卡槽和調(diào)節(jié)式卡扣，導(dǎo)線卡槽和調(diào)節(jié)式卡扣中間形成供導(dǎo)線穿過(guò)的導(dǎo)線孔，所述導(dǎo)線卡槽通過(guò)連接部與螺桿固定連接，所述調(diào)節(jié)式卡扣和導(dǎo)線卡槽一端通過(guò)軸連接另一端活動(dòng)，其中，調(diào)節(jié)式卡扣活動(dòng)連接端設(shè)有多個(gè)調(diào)節(jié)孔，導(dǎo)線卡槽活動(dòng)連接端設(shè)有固定調(diào)節(jié)孔的鎖定組件。鎖定組件包括第一鎖定塊和第二鎖定塊，第一鎖定塊和第二鎖定塊之間通過(guò)連接桿相互連接，連接桿外徑套有彈簧，導(dǎo)線卡槽活動(dòng)端設(shè)有容納連接桿和彈簧的通孔，第一鎖定塊和第二鎖定塊分別位于導(dǎo)線卡槽的兩側(cè)；第一鎖定塊上還設(shè)有一鎖桿，鎖桿一端與第一鎖塊固定連接，另一端穿過(guò)導(dǎo)線卡槽的鎖孔后插入調(diào)節(jié)式卡扣的調(diào)節(jié)孔，從而將調(diào)節(jié)式卡扣固定在導(dǎo)線卡槽內(nèi)。桿身設(shè)有與螺桿相匹配的內(nèi)螺紋，螺桿的外螺紋和桿身的內(nèi)螺紋相配合，轉(zhuǎn)動(dòng)桿身可實(shí)現(xiàn)2個(gè)鎖頭之間的距離調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)式卡扣的多個(gè)調(diào)節(jié)孔形成弧形，可以根據(jù)導(dǎo)線的直徑選擇相應(yīng)的調(diào)節(jié)孔。調(diào)節(jié)孔為沉孔或通孔。

研發(fā)的新型帶電作業(yè)用絕緣桿電動(dòng)剪線工具適合所有線徑的斷線，而且電動(dòng)部分在手柄位置，操作人員力矩較小，操作靈活方便。研發(fā)一種導(dǎo)線鎖桿，相較于傳統(tǒng)的鎖桿和夾桿操作簡(jiǎn)單，可適用所有線徑的導(dǎo)線固定。新研制的剪線工具套裝將提高配網(wǎng)不停電作業(yè)斷線工作的效率，保證作業(yè)過(guò)程的安全與設(shè)備和人員的安全。

涉及的研究?jī)?nèi)容：①剪線工具電動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，傳動(dòng)裝置控制刀頭機(jī)理研究；②研究剪斷不同導(dǎo)線所需電機(jī)扭力，確保適用剪斷配網(wǎng)35～240 mm線徑導(dǎo)線；③絕緣鎖桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；④研究設(shè)計(jì)絕緣桿電動(dòng)剪線套裝選材、結(jié)構(gòu)組合，滿足10 kV帶電作業(yè)絕緣工具耐壓試驗(yàn)要求。

如圖2所示，桿身兩端采用螺桿式延伸，只要轉(zhuǎn)動(dòng)桿身就可輕松實(shí)現(xiàn)兩端的延伸和縮短；固定相導(dǎo)線的鎖頭采用封閉式結(jié)構(gòu)，避免作業(yè)中導(dǎo)線因晃動(dòng)等原因脫鉤，極大程度地減少安全隱患；增大兩邊相導(dǎo)線的空氣間隙，在作業(yè)過(guò)程中首先將兩邊相導(dǎo)線按照10 kV配網(wǎng)不停電作業(yè)的作業(yè)要求進(jìn)行絕緣遮蔽，接著將調(diào)節(jié)式絕緣撐桿兩頭分別固定住兩邊相導(dǎo)線，然后轉(zhuǎn)動(dòng)桿身將兩邊相導(dǎo)線撐開(kāi)，獲得足夠的空氣間隙；鎖頭包括導(dǎo)線卡槽和調(diào)節(jié)式卡扣，導(dǎo)線卡槽和調(diào)節(jié)式卡扣中間形成供導(dǎo)線穿過(guò)的導(dǎo)線孔；調(diào)節(jié)式卡扣活動(dòng)連接端設(shè)有多個(gè)調(diào)節(jié)孔形成弧形，可以根據(jù)導(dǎo)線的直徑選擇相應(yīng)的調(diào)節(jié)孔；導(dǎo)線卡槽活動(dòng)連接端設(shè)有固定調(diào)節(jié)孔的鎖定組件，鎖定組件設(shè)有彈簧裝置，彈簧裝置復(fù)位狀態(tài)保證調(diào)節(jié)孔鎖桿處于鎖定狀態(tài)；調(diào)節(jié)孔為沉孔或通孔；通用性強(qiáng)，適用于不同型號(hào)、不同線徑、不同相間距的導(dǎo)線。

圖2 帶增力開(kāi)關(guān)接地棒

3 具體措施

10 kV配電線路帶電作業(yè)中需要使用絕緣掐線剪來(lái)掐斷導(dǎo)線?，F(xiàn)有技術(shù)中的絕緣掐線剪如圖3所示，頂端為壓塊，右端為夾頭。該絕緣掐線剪通過(guò)壓塊的開(kāi)口打開(kāi)或閉合完成導(dǎo)線的夾緊。

圖3 剪刀

上述的絕緣掐線剪的缺點(diǎn)如下：①10 kV架空線路帶電作業(yè)中，操作效率低，剪柄短，剪頭開(kāi)口??；②在掐線過(guò)程中回轉(zhuǎn)半徑比較大，達(dá)到1 m以上；③操作過(guò)程非常費(fèi)力；④對(duì)帶電體安全距離要求高，不適用于較復(fù)雜工作環(huán)境。

現(xiàn)有技術(shù)中的棘輪機(jī)構(gòu)如圖4所示，棘輪機(jī)構(gòu)可以將連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成單向步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。棘輪輪齒通常用單向齒，驅(qū)動(dòng)鎖緊手柄鉸接于連桿連接座擺動(dòng)時(shí)，鎖緊連桿擺動(dòng)傳遞動(dòng)力加緊壓塊與夾頭，從而緊固鎖定被減線纜實(shí)驗(yàn)固定線纜剪線，達(dá)到不錯(cuò)位及不走位進(jìn)行剪線工作，本實(shí)用新型旨在提供一種絕緣掐線剪，以解決現(xiàn)有技術(shù)中絕緣掐線剪操作效率低、費(fèi)力和安全距離小的問(wèn)題。

圖4 帶增力開(kāi)關(guān)接地棒標(biāo)注圖

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本項(xiàng)目提供了一種絕緣掐線剪及電動(dòng)絕緣剪，通過(guò)夾具壓緊固定方式來(lái)實(shí)現(xiàn)定位，再進(jìn)行線纜的剪線與分離，利用絕緣掐線剪的壓緊功能在剪線纜斷開(kāi)的瞬間，并保證線纜不會(huì)下墜落砸傷檢修工作人員，提高安全生產(chǎn)效益。

通過(guò)傳動(dòng)裝置控制刀頭機(jī)理設(shè)計(jì)剪線工具的電動(dòng)機(jī)構(gòu)，刀頭部分滿足剪斷35～240 mm線徑鋼芯鋁絞線硬度要求，傳動(dòng)裝置能有效控制刀頭及鎖桿頭，機(jī)械性能滿足傳動(dòng)要求，有防止傳動(dòng)機(jī)構(gòu)卡死和斷裂的措施。

研究剪斷不同導(dǎo)線所需電機(jī)扭力，電機(jī)力矩滿足剪斷35～240 mm線徑鋼芯鋁絞線要求，電池電量滿足剪斷240 mm線徑鋼芯鋁絞線20次以上。

絕緣鎖桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化了鎖桿頭結(jié)構(gòu)，將原來(lái)螺旋選擇線徑的方式替換為推拉結(jié)合閉鎖方式，固定導(dǎo)線采用螺旋方式，使其操作更加便捷，提高鎖線效率。開(kāi)展了絕緣桿電動(dòng)剪線套裝選材的研究，絕緣桿應(yīng)保證選材輕便，結(jié)構(gòu)可靠，滿足機(jī)械強(qiáng)度要求，有效絕緣長(zhǎng)度大于0.7 m，并要通過(guò)10 kV耐壓試驗(yàn)。

4 產(chǎn)品效果及前景

帶電作業(yè)剪線是帶電作業(yè)的基礎(chǔ)作業(yè)，新型絕緣桿電動(dòng)剪線工具套裝的研制不僅可以減輕作業(yè)人員的工作量，有效提高現(xiàn)場(chǎng)施工效率，而且可以保障作業(yè)人員的安全。

新型絕緣桿電動(dòng)剪線工具套裝大大提高了不停電工程現(xiàn)場(chǎng)施工的效率。以供電公司配電線路施工為例，三相剪線可減少時(shí)間約10 min，一次作業(yè)可以增供電量450 kW·h，進(jìn)一步加大該新型絕緣桿電動(dòng)剪線工具套裝在全省、全國(guó)的推廣，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

帶電作業(yè)可增供減停，提升用電滿意度，提高配網(wǎng)供電可靠性，但同時(shí)帶電作業(yè)也是高危工作，保障作業(yè)人員的安全意義重大；導(dǎo)線斷線時(shí)，導(dǎo)線晃動(dòng)可能造成線路設(shè)備短路故障，引起電網(wǎng)停電，危及電網(wǎng)安全，給公司帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失，新型絕緣桿電動(dòng)剪線工具套裝可保障配網(wǎng)可靠供電。

新型絕緣桿電動(dòng)剪線工具套裝可廣泛應(yīng)用于配網(wǎng)檢修、業(yè)擴(kuò)工程、搶修消缺和農(nóng)網(wǎng)改造等多種配網(wǎng)不停電項(xiàng)目。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，新型帶電作業(yè)絕緣桿電動(dòng)剪線工具套裝桿身兩端采用螺桿式延伸，只要轉(zhuǎn)動(dòng)桿身就可輕松實(shí)現(xiàn)兩端的延伸和縮短；固定相導(dǎo)線的鎖頭采用封閉式結(jié)構(gòu)，避免作業(yè)中導(dǎo)線因晃動(dòng)等原因脫鉤，極大程度地減少安全隱患；此外，還可以增大兩邊相導(dǎo)線的空氣間隙，確保作業(yè)人員的人身安全。