防脫落絕緣梯子頭的研制與應(yīng)用

苑愛(ài)國(guó)，張曉平，劉偉杰

(營(yíng)口供電公司，遼寧 營(yíng)口 115000)

梯子頭是在導(dǎo)地線上進(jìn)行作業(yè)時(shí)常用的工具之一，在輸電線路帶電作業(yè)工作中應(yīng)用頻繁，通過(guò)多年的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)用梯子頭在應(yīng)用中存在一定的安全隱患，急需改進(jìn)。

1 帶電作業(yè)起源

帶電作業(yè)在我國(guó)起源于20世紀(jì)50年代，我國(guó)的帶電作業(yè)無(wú)論在項(xiàng)目的廣泛性、方法的多樣性和工具的靈活性等方面都已日趨完善［1］。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，供電的連續(xù)性和可靠性已提到工作議事日程上來(lái)。停電檢修將造成嚴(yán)重的窩電和缺電現(xiàn)象，發(fā)展帶電作業(yè)是提高供電可靠性的重要手段［2］。導(dǎo)地線上掛飛車 (梯子頭)帶電檢修作業(yè)就是帶電作業(yè)中一項(xiàng)基本作業(yè)項(xiàng)目。

2 掛梯作業(yè)應(yīng)用范圍

由于軟梯適應(yīng)性強(qiáng)、重量輕、便于攜帶，而且長(zhǎng)短不受限制，因此，廣泛用于進(jìn)出電場(chǎng)作業(yè)［3］，如帶電處理導(dǎo)地線線傷、防震錘跑出、導(dǎo)地線懸掛異物等［4］。而梯子頭則是將軟梯與導(dǎo)地線連接的必需工具，梯子頭在作業(yè)中能否靈活應(yīng)用直接影響作業(yè)的安全性和時(shí)效性。

3 現(xiàn)有梯子頭特點(diǎn)

現(xiàn)有梯子頭可分為直掛式絕緣梯子頭和扭掛式鋁合金梯子頭。

3.1 直掛式絕緣梯子頭

直掛式絕緣梯子頭梯身為絕緣材料 (如圖1所示)，有利于帶電作業(yè)時(shí)保證足夠的安全距離。缺點(diǎn)是不易懸掛，而且掛鉤處無(wú)閉鎖裝置，有掛鉤脫出導(dǎo)線的危險(xiǎn)。

圖1 直掛式絕緣梯子頭

3.2 扭掛式鋁合金梯子頭

扭掛式鋁合金梯子頭如圖2所示，其懸掛方法簡(jiǎn)便快捷、容易操作。缺點(diǎn)是梯身全部為鋁合金材質(zhì)，縮短了帶電體與接地體的安全距離，在電力線較密集的情況下不利于等電位作業(yè)人員保證足夠的安全距離。其關(guān)鍵問(wèn)題是等電位作業(yè)人員在攀登軟梯過(guò)程中，掛鉤處于開(kāi)放狀態(tài)，由于導(dǎo)線掛點(diǎn)處的傾斜度較大，兩個(gè)掛鉤不能保證同時(shí)受力，往往是一個(gè)受力一個(gè)處于懸空狀態(tài)，在等電位人員上下軟梯過(guò)程中，將引起導(dǎo)線上下跳躍，出現(xiàn)掛鉤脫出導(dǎo)線的危險(xiǎn)，這是帶電作業(yè)一個(gè)極大的安全隱患［5］，因此，重點(diǎn)研究掛鉤處的閉鎖裝置。

圖2 扭掛式鋁合金梯子頭

4 防脫落絕緣梯子頭

4.1 防脫落絕緣梯子頭的研制

防脫落絕緣梯子頭最初形態(tài)是以鋁合金梯子頭為基礎(chǔ)，其懸掛方法適合各種條件，且操作比較容易。鋁合金扭掛式梯子頭最初操作方法是懸掛前將梯子頭掛鉤處的閉鎖打開(kāi)，掛好梯子頭后，作業(yè)人員在掛鉤未閉鎖情況下攀登至導(dǎo)線處，在作業(yè)前需將閉鎖裝置關(guān)閉，防止作業(yè)過(guò)程中掛鉤脫出導(dǎo)線。作業(yè)結(jié)束后需將閉鎖裝置打開(kāi)，以便于摘下梯子頭。該梯子頭的缺點(diǎn)是作業(yè)人員在攀登過(guò)程中由于作業(yè)人員上下時(shí)用力不均勻，使導(dǎo)線上下跳動(dòng)，梯子頭掛鉤有彈出導(dǎo)線的危險(xiǎn)，因此，作業(yè)人員在攀登過(guò)程中存在安全隱患。

針對(duì)這一安全問(wèn)題，研究重點(diǎn)放在掛鉤處閉鎖裝置的研發(fā)。最初解決的方法是將閉鎖裝置設(shè)計(jì)成可用操作桿操作的裝置，其操作方法是當(dāng)軟梯懸掛好后由桿塔上的作業(yè)人員利用絕緣操作桿直接對(duì)閉鎖裝置進(jìn)行操作，使其關(guān)閉。該方法的缺點(diǎn)是操作不方便，對(duì)操作人員的操作技巧要求較高，使帶電作業(yè)復(fù)雜化，不利于對(duì)危險(xiǎn)的防控。

基于此狀況，認(rèn)為可以在地面控制閉鎖裝置，其方法是將閉鎖裝置設(shè)計(jì)成可用繩索控制開(kāi)合的裝置，這樣可減少塔上作業(yè)量，簡(jiǎn)化操作方法，但在應(yīng)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)繩索控制閉鎖開(kāi)合裝置在操作時(shí)容易出現(xiàn)閉鎖后無(wú)法打開(kāi)的現(xiàn)象，而且在掛梯上又增加1條繩索，使掛梯上的繩索由2條 (1條為傳遞繩索，1條為保護(hù)繩)變成3條，增加1條就會(huì)使地面操作變得混亂，一旦纏繞在一起將影響作業(yè)進(jìn)度。

因此，考慮是否可以利用必須的傳遞繩來(lái)代替控制閉鎖的操作繩。經(jīng)過(guò)反復(fù)研究后認(rèn)為該方法可行，設(shè)計(jì)的閉鎖裝置為一套機(jī)械組合，防脫落絕緣梯子頭部件如圖3所示，閉鎖鉤為彈性裝置，傳遞繩的綁扎點(diǎn)為可轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械連桿，兩者之間通過(guò)細(xì)鋼線連接。

圖3 防脫落絕緣梯子頭部件圖解

4.2 防脫落絕緣梯子頭操作原理

防脫落絕緣梯子頭是以彈簧的彈性原理與機(jī)械連桿的聯(lián)動(dòng)性原理相結(jié)合進(jìn)行設(shè)計(jì)。懸掛梯子頭之前，掛鉤處的閉鎖裝置在彈簧彈力的作用下處于閉合狀態(tài)，將閉鎖裝置通過(guò)細(xì)鋼線與牽引繩連接的機(jī)械連桿連接，當(dāng)牽引繩向上傳遞梯子頭的同時(shí)，給予機(jī)械連桿一個(gè)拉力，通過(guò)機(jī)械連桿和連桿與閉鎖裝置間的細(xì)鋼線將這一拉力傳遞到閉鎖裝置，使閉鎖裝置受力擠壓彈簧，掛鉤處于開(kāi)放狀態(tài)，便于掛鉤順利掛在導(dǎo)線上。

當(dāng)梯子頭掛在導(dǎo)線上，松開(kāi)牽引繩后，機(jī)械連桿失去拉力，閉鎖裝置也失去機(jī)械連桿傳遞的拉力，此時(shí)閉鎖裝置一直擠壓彈簧，彈簧則給閉鎖裝置一個(gè)反作用力，使閉鎖裝置處于閉合狀態(tài)，達(dá)到防止掛鉤脫出導(dǎo)線的目的，懸掛好后閉鎖裝置自動(dòng)閉合狀態(tài)如圖4所示。

4.3 應(yīng)用效果

各種梯子頭應(yīng)用效果如表1所示。

由表1可以看出，防脫落絕緣梯子頭具有良好的應(yīng)用效果。

表1 各種梯子頭應(yīng)用效果

圖4 懸掛好后閉鎖裝置自動(dòng)閉合的狀態(tài)

5 防脫落絕緣梯子頭特點(diǎn)

5.1 創(chuàng)新性

防脫落絕緣梯子頭將牽引繩與閉鎖裝置通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)合理結(jié)合，改變了閉鎖裝置近距離操作的常規(guī)方式，以地面操作方式所代替，增加了作業(yè)的安全性、簡(jiǎn)便性。

5.2 先進(jìn)性

目前國(guó)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有比該產(chǎn)品先進(jìn)的，在國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品中尚屬唯一高安全性產(chǎn)品，該工具已獲得中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予的實(shí)用新型專利證書(shū) (專利號(hào):ZL 2010 2 0200376.4)。

5.3 實(shí)用性

防脫落絕緣梯子頭已應(yīng)用在66～220 kV變電站帶電作業(yè)和66～500 kV輸電線路帶電作業(yè)工作中，該產(chǎn)品適用于單導(dǎo)線、水平復(fù)導(dǎo)線線路，實(shí)用性強(qiáng)。

5.4 安全性

在安全方面，采用地面控制掛鉤處閉鎖裝置，使作業(yè)人員在上下攀登軟梯過(guò)程及等電位作業(yè)時(shí)，掛梯不會(huì)出現(xiàn)掛鉤脫出導(dǎo)線的危險(xiǎn)，提高了作業(yè)的安全性，該設(shè)計(jì)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在掛梯作業(yè)安全方面的技術(shù)空白。

［1］ 方年安，劉國(guó)揚(yáng)，劉士一．帶電作業(yè)［M］．北京:工人出版社，1986.

［2］ 李齊森．提高供電可靠性的方法 ［J］．東北電力技術(shù)，2010，31(7):34－36.

［3］ 柏克寒，方年安．500 kV帶電作業(yè)培訓(xùn)教材［M］．長(zhǎng)沙:電力工業(yè)部安全監(jiān)察及生產(chǎn)協(xié)調(diào)司，1993.

［4］ 張 巍，王 飛，楊鐵軍．2009～2010年冬季遼寧電網(wǎng)輸電線路舞動(dòng)分析［J］．東北電力技術(shù)，2010，31(8):14－18．

［5］ 吳健仁，林晴陽(yáng)，蔡志強(qiáng)，等．輸電線路導(dǎo)、地線異物清除器的研制與應(yīng)用［J］．電力安全技術(shù)，2010，12(12):34－35．