配电线路带电接引流线组合工具的研制

引言

伴随着社会经济的发展,人们对于供电可靠性的要求逐渐提高,带电作业作为一种特殊的工作模式,可以大范围减少或避免停电影响,提高供电可靠性,因此其在电网检修运维中发挥的作用越来越大^[1—2]。带电接引流线作为常规带电作业项目,在日常工作中开展的频次较高,作业方法一般采用绝缘手套法或绝缘杆法^[3—4]。带电接引流线中,因作业条件及环境的限制,同时为了保障作业人员的人身安全,有时需要采用绝缘杆法进行作业。相对于绝缘手套法,绝缘杆作业法可使人体与带电体保持0.4 m及以上的安全距离,不需要进入到电力线路之间进行作业,工位环境更加简单、安全。

绝缘杆作业法带电接引流线作业过程中主要使用绝缘锁杆和操作杆,由两人配合进行。文献^[5]对绝缘手套法及绝缘杆作业法进行了对比,并对绝缘杆作业法的作业流程及风险点的预防和处置方案进 行了阐述;文献^[6]分析了配电线路网架结构及带电作业方法,提出了带电断、接引流线成套工具的设计方案;文献^[7]针对线夹与引流线定位问题提出了一种新型辅助作业装置,提高了作业效率。

针对绝缘杆作业法带电接引流线中存在的风险及隐患,本文提出了一种全新组合工具的设计方案,对组合工具的配合方法和使用流程进行了分析,该方案能够降低人工劳动强度,满足线路绝缘化处理的要求。

1传统作业方法现状分析

带电接引流线作业主要采用绝缘手套法和绝缘杆法,绝缘手套法一般应用于绝缘斗臂车等绝缘承载车辆或工具,绝缘杆作业法则适用于承载工具或直接登杆作业^[5]。

传统绝缘杆作业法带电接引流线需要专用线夹,用于连接引线与主线;绝缘锁杆,用于固定引流线;操作杆,用于紧固专用线夹。作业过程中由两人配合,一名作业人员持操作杆固定引线,另一名作业人员调整并控制引线角度。作业过程中需寻找合适作业工位以便专用线夹卡入主线。作业人员需长时间举杆作业,调整角度过程中没有额外承力点,耗费体力大,操作中存在人身安全隐患。

接引流线专用线夹一般体积较大,虽可以顺利完成作业,但由于线夹构造等原因,无配套线夹护罩,无法实现线路绝缘化处理。同时,采用专用线夹后可能缩短相间及相对地的安全距离,三相线路的带电作业位置会遗留大片裸露导电体,对配电线路长期安全、稳定运行造成了潜在的事故隐患。为避免作业过程中线夹脱落,专用线夹尾端一般与套筒可实现闭锁,导致作业完成后,由于工位或操作杆角度的变化,两者分离存在困难,闭锁功能冗余度较小。

2 带电接引流线组合工具设计

新型带电接引流线组合工具包括连接引线与主线的线夹、用于紧固线夹的主操纵杆以及起到稳定及悬挂线夹作用的辅助操作杆三部分。

设计要求:线夹、引线、主线应为同一材质。为实现线路绝缘处理的需求并保证相间及相对地的安全距离,线夹的体积应有所限制,设计结构在保证沿主导线方向良好接触面的同时与主线垂直方向尺寸应进行限制,且后期便于安装护罩;为降低作业人员劳动强度,提高作业效率,作业过程中宜有承力点,避免单独依靠作业人员长时间托举操作杆;在完成接引流线的工作后,用于紧固线夹的主操作杆与线夹应有适当冗余,便于摘取;辅助操作杆应良好固定线夹,保证将已固定引线的线夹顺利卡入主线,辅助操作杆与主操作杆的作业位置互不妨碍,作业完成后辅助操作杆便于取下。

2.1线夹设计

带电接引流线的线夹设计方案如图1所示,线夹设计尺寸较小,结构较简单,可避免悬挂异物。设计结构参考现有护罩,以实现较高通用性。线夹主要由螺丝、上固定板、弹簧、下活动板组成,通过螺丝带动上固定板与下活动板咬合导线。螺丝松开后,线夹处于开口状态。

线夹采用“对位”设计,两端开口背向,分别由一个螺丝带动下活动板与上固定板实现引线固定功能。线夹一端开口用于固定引线,另一端开口用于固定主导线,以实现接引流线的功能。线夹水平长度为6cm,宽度与高度为3cm,在保障安装强度的前提下,减少垂直面高度与纵向宽度,避免影响安全距离。线夹最大开口为5 cm,可实现常见尺寸导线的连接。线夹尺寸与现有护罩可以互相匹配,实现绝缘化处理。线夹上下板之间的螺丝带有弹簧,保证线夹在接引线前保持开口状态,以实现快速、便捷卡入主导线,同时避免因晃动导致线夹逐渐松动。线夹两个螺丝下端具有行程限位,以避免螺丝及下活动板脱落。

2.2 主操作杆设计

主操作杆的设计方案如图2所示,设计结构主要考虑节省作业人员体力,并可实现线夹安装的便捷性和高效性,避免操作过程中对工器具使用角度的过多要求,减少作业人员工位转移,提高操作便捷性。其由套筒、承力钩、轴承、转动杆、摇杆、固定套环、弹簧、固定螺丝组成。摇杆和转动杆通过两个固定套环固定于绝缘杆内,并通过两个轴承实现转动杆的自由旋转。套筒安装于操作杆延长金属头上,可实现不同套筒的切换。

主操作杆上端设计有两个U型承力钩,作为承力挂点,悬挂于主导线,以降低作业人员劳动强度,避免作业人员长时间举杆作业所带来的安全隐患。上端的套筒为可拆卸设计,在规格不匹配或零件损坏等情况下可随时更换。操作杆为中空设计,中间装有转动杆,上端连接套筒,下端连接摇杆。转动杆上下两端与操作杆固定套环处装有弹簧,可实现转动杆5cm幅度的位移,保证套筒可顺利卡入螺丝。两端的固定套环处均装有一个轴承,在操作转动杆时实现固定作业。操作杆主体及传动杆均采用环氧树脂材质制作,保证主操作杆具有良好的绝缘性能,环氧树脂材料设计长度为1 m,充分保障了0.7 m的最小有效绝缘长度^[2]。

2.3辅助操作杆设计

辅助操作杆的设计方案如图3所示,与传统绝缘杆作业法中的绝缘锁杆不同,辅助操作杆直接用来固定和调整线夹及引流线,避免了绝缘锁杆单独固定引流线时的不稳定性和局限性,可更加便捷、直接地调整线夹,以方便线夹卡入导线。其主要由绝缘手持杆、线夹固定器两部分构成,绝缘手持杆包含绝缘杆体、螺丝套筒和固定螺丝,线夹固定器包含上/下咬合固定板、丝柱、弹簧。

绝缘杆体采用中空设计,螺丝套筒镶嵌于绝缘杆体内部,两者用两个六角螺丝进行固定。上、下咬合固定板采用错位设计,深度为5 cm,以实现线夹的固定。下咬合固定板与螺丝套筒连接,中间留有圆孔,便于丝柱穿过,丝柱与上固定板连接,上、下咬合固定板中间的丝柱上装有弹簧,起到支撑作用。绝缘杆体与线夹固定器通过固定于绝缘杆上的螺丝套筒连接,螺丝套筒则通过固定螺丝固定于绝缘杆内部,丝柱最下端采取限位措施,防止线夹固定器超出行程脱落。上、下咬合固定板的开口幅度最大为8 cm,最小为3 cm。下咬合固定板一端开有一个U型孔,尺寸为2 cm×2 cm,U型孔中心位置距离下咬合固定板一端的边缘为3 cm,U型孔中心对应上咬合板位置开有直径为1.5 cm的圆孔,以便线夹上螺丝卡入。

3工具使用方法

组合工具的使用主要包括主、辅操作杆与线夹的配合方法以及利用组合工具进行接引流线时的作业流程。本文以绝缘杆作业法中默认现场复勘及准备工作已经完毕,待接引线及后端确认绝缘良好,后端负荷已全部断开,作业中需使用的工器具已检测合格为背景,针对接引流线的配合方法和主要流程分别进行阐述。

3.1组合工具配合使用方法

使用组合工具时,将线夹上固定板朝下放置,此时线夹一端开口背向,另一端面向。将待连接引流线安装到线夹一端背向开口内,并用扳手进行紧固。随后,逆时针旋转辅助操作杆的绝缘杆体,调整上、下咬合固定板之间的距离,保持线夹上固定板朝下放置的状态,将连接好引流线的线夹安装到辅助操作杆的上、下咬合固定板之间。线夹上已拧紧的螺母上下端分别卡入上、下咬合固定板的开孔内,顺时针拧紧杆体,将线夹固定到咬合固定板上,保障线夹安装牢固。调整线夹另一端开口至合适大小,以将线夹卡入主线。

作业人员持主操作杆,确认绝缘杆保持足够的安全距离,下拉转动杆,将承力挂钩卡入主导线,套筒对准线夹卡入主导线侧的螺丝。调整到合适角度后,松开转动杆,将线夹的螺丝卡入主操作杆顶端的套筒内,手摇转动杆以将线夹安装到主导线上。

3.2作业流程

绝缘杆法接引流线时的作业流程主要如下:

(1)作业人员至带电线路适当位置,按照“先带电体后接地体,由下到上”的原则进行验电,确保线路带电且无漏电现象。

(2)作业人员对无法保证安全距离以及可能碰触的带电体和接地体分别进行绝缘遮蔽,保证遮蔽良好。

(3)调整三相引线,根据测量长度对三相引线进行裁剪,并剥除引线端部绝缘皮,随后对三相引线进行固定。

(4)分别在三相引线对应主导线指定位置打开绝缘遮蔽,进行绝缘皮剥除工作,根据需要清除铁锈,随后恢复绝缘遮蔽。

(5)将线夹一端开口分别安装到三相引线上,用扳手拧紧后,调整线夹角度,将已连接引线的线夹安装到辅助操作杆上,并拧紧操作杆。

(6)待三相引线全部处理完毕后,打开中相导线遮蔽,将辅助操作杆上线夹开口卡入主导线剥皮处,另一作业人员将主操作杆承力挂钩卡入主导线,拧紧线夹后,取下主操作杆和辅助操作杆,随后恢复中相遮蔽。

(7)按照相同的操作步骤,分别对两边相进行接引流线作业。

(8)三相引线全部连接完毕后,按中相、远边相、近边相的顺序拆除绝缘遮蔽。

(9)检查作业工艺以及是否遗留工器具或材料,确认无误后返回。

(10)召开收工会,总结工作情况。

通过以上主要步骤,可完成带电接引流线工作。作业过程中,通过主操作杆的承力挂钩可实现防止摆动脱落并降低作业人员劳动强度,避免了工位变化后因线夹斜向受力导致操作杆难以摘取的问题,在保证作业工艺和安全性的前提下,提高了作业效率,保障了作业人员的人身安全。

4结束语

绝缘杆作业法接引流线在场地受限及杆上线路、设备复杂的情况下可以更加安全地进行应用,而影响绝缘杆作业法施工时长的因素主要为待接引流线与主导线的连接环节,具体体现为人员体力及安装线夹、摘取操作杆的影响。通过设计配电线路带电接引流线组合工具,实现了带电接引流线工作中保障线路绝缘化率的要求,同时确保了线路安全距离,减少了异物的悬挂。通过组合工具可实现作业过程中借助操作杆及导线进行承力,降低了作业人员的工作强度,避免了线夹及安装工具对作业角度的苛刻要求,减少了作业人员的工位转移,提高了操作杆摘取的便捷性,缩短了作业时长,提高了作业效率,提升了带电作业化率,有利于实现电网安全、可靠运行。

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2024年第10期第13篇