全方位自動旋轉升降絕緣平臺的研制及應用

肖榮貴，嚴成

(湖南省電力公司婁底電業局，湖南 婁底 417000)

為了滿足電力線路的安全穩定運行以及電力用戶的不間斷可靠供電。帶電檢修方式的探索和發展中，針對臨近帶電設備使用的安全工器具進行研究較多，而忽略了如何使檢修人員安全接近帶電設備的研究。

文章針對進出帶電區域的載人操作平臺進行了分析和研究，設計并研制出一種能夠直接固定在電桿桿身上的絕緣操作平臺。該平臺安裝方便，操作簡易，具備自動旋轉及上下移動的功能，彌補了因地形和環境影響不能開展帶電檢修工作的不足，使配網帶電檢修工作得到更大的推廣和應用。

1 國內外常用帶電作業操作平臺介紹〔1〕

1.1 絕緣斗臂車

絕緣斗臂車是配電線路帶電作業的專用工具，通常指適用于10 kV以上的線路上進行帶電高處作業的斗臂車，其工作斗、工作臂、控制油路和線路、斗臂結合部等都具有一定的絕緣性能，并帶有接地線，可在帶電作業時為人體提供帶電導線與大地之間的絕緣防護。絕緣斗臂車的操作原理是通過利用液壓系統控制車體支腿的伸縮、絕緣斗臂的旋轉和升降，作業人員在工作斗內即可直接操作并進入帶電區域開展帶電檢修。通過實際應用發現，絕緣斗臂車體型龐大，容易受到地形和交通的限制，而且在開展帶電作業過程中，由于斗臂車發動機的工作，不僅產生很大的噪音污染，同時對作業中的相互配合及發布工作指令產生一定的影響。

1.2 固定式桿上絕緣平臺

近年來配網帶電檢修中固定式桿上絕緣平臺可以直接將絕緣平臺安裝并固定在水泥電桿上，然后作業人員攀登至絕緣平臺上開展帶電檢修，該絕緣平臺不受地形限制，且連接穩固。工作者在絕緣平臺上既滿足與大地之間的良好絕緣，又可近距離開展帶電檢修工作。但是由于受平臺固定點的影響，作業人員活動范圍有限，往往只能進行其中一相或相鄰兩相線路的帶電檢修，在三相導線同時開展帶電檢修時，至少需要變更1次安裝位置或者采用多個平臺同時作業的方式，不僅增加了作業難度，更降低了檢修效率。

從上述配電線路帶電作業平臺分析可知，現有的操作平臺受地形、交通或周邊環境設施的影響而難以擺放操作平臺，或存在安裝繁瑣、操作不靈活等缺點，使用時有局限性。

因此針對各種平臺優缺點，并結合配電線路帶電作業的工作經驗，研制出一種自動旋轉、升降的絕緣平臺，在安裝、使用中能夠滿足于帶電作業操作簡易、應用安全的工作要求。

2 全方位自動旋轉升降絕緣平臺的構成及技術參數〔2－3〕

全方位自動旋轉升降絕緣平臺采用環氧樹脂絕緣材料和鋁合金材料制成，滿足帶電檢修工作中對操作平臺絕緣性能和機械性能的要求，其功能部件主要有齒輪抱箍，旋轉及升降系統，絕緣主撐導軌，載人平臺、支撐架以及遙控裝置。全方位自動旋轉升降絕緣平臺整體圖如圖1。

圖1 全方位自動旋轉升降絕緣平臺整體圖

2.1 齒輪抱箍

齒輪抱箍采用鋁合金材料制成，它是整個絕緣平臺的承力裝置和電桿上的固定裝置。抱箍的上下2組齒輪盤通過4根金屬支撐棒連接固定，每塊齒輪盤均用半圓齒輪通過合頁開關連接，安裝時整組齒輪抱箍可通過合頁開關打開，卡在電桿上后用螺栓將齒輪盤閉合連接，堅固牢靠。齒輪抱箍與電桿桿身接觸部分采用帶橡膠頭的螺栓進行固定，既能提高抱箍與電桿之間的摩擦力，又對電桿起到保護作用，不刮傷電桿。通過橡膠頭螺栓的調節，可使平臺在Φ190～Φ320的電桿上應用。齒輪抱箍外圍采用全齒輪結構，與絕緣平臺的升降導軌進行齒輪嚙合后連接，這樣既起到連接穩固的作用，又能通過操作旋轉升降系統控制整個平臺沿齒輪抱箍進行350°范圍內的旋轉，達到平臺自動平移的目的。齒輪抱箍結構圖見圖2。

圖2 固定砼桿桿身的齒輪抱箍

2.2 旋轉升降系統

旋轉及升降系統是控制絕緣平臺旋轉及升降的重要部件，由直流電動機、直流電源以及遙控裝置組成。電源采用了1組24 V，20 Ah的直流電池，經過計算和實踐表明，可滿足整個平臺不間斷正常工作2 h。

旋轉控制系統采用了齒輪傳動原理，由于該平臺與電桿的固定部分采用輪軸上的小齒輪和齒輪抱箍嚙合的結構，在進行平臺旋轉時，可通過遙控裝置啟動旋轉電機 (250 W 24 V)，經過減速比為30∶1的減速箱后，帶動輪軸上的小金屬齒輪轉動，從而使主撐導軌及載人平臺沿著齒輪抱箍的外圍齒輪旋轉，旋轉速度可達180°/min。

升降控制系統以牽引電機為動力，額定拉力1 362 kg，通過控制裝置啟動牽引電機，驅動導繩器帶動絕緣繩控制絕緣平臺的吊裝以及檢修工作時人員的上下移動。在安裝絕緣平臺時，首先將牽引電機導繩器制動旋鈕調至空擋，抽出絕緣繩，再將導繩器制動旋鈕調至空擋調至制動后，由檢修人員將絕緣繩帶到電桿上掛好掛鉤，利用遙控裝置啟動升降牽引電機將絕緣平臺由地面牽引到電桿上，安裝完畢后，進行帶電檢修工作時，檢修人員可在站在載人平臺上操作升降牽引電機使載人平臺沿主撐導軌上下移動，其牽引速度在負重227 kg時2.1 m/min。安裝效果及使用圖例如圖3。

圖3 安裝效果及使用圖例

2.3 絕緣主撐導軌及載人平臺

絕緣主撐導軌由2根相互平行的0.2 m寬、1.5 m長的絕緣桿組成，載人平臺通過2對相距0.5 m的滑塊與導軌連接，升降高度可達1 m?；瑝K通過內嵌的2個小滑輪與主撐導軌接觸，由于載人平臺工作時會與導軌之間產生一定的力矩，因此滑塊中的2個小滑輪連線與水平方向有小角度的斜角，在力矩作用下可與導軌更緊密的接觸，這樣，在升降控制系統絕緣繩的牽引下，可以使載人平臺在絕緣主撐導軌上平穩、均勻地上下移動。載人平臺與導軌的連接結構圖如圖4。

圖4 載人平臺與導軌的連接結構圖

2.4 支撐架

根據杠桿原理，在絕緣平臺的承力過程中，由于載人平臺對主撐導軌產生的力矩作用，使主撐導軌產生一定的彎曲，為了防止平臺的損傷及滿足帶電檢修時安全、平穩的要求，在絕緣平臺底部設計了1個支撐架，以此來平衡載人時力矩對主撐導軌的影響。

2.5 遙控裝置

遙控裝遙控裝置是整個絕緣平臺的控制中心，由發射器與接收器組成，接收器與繼電器連接后固定在平臺頂部，作業人員手持發射器即可完成絕緣平臺的組裝和操作。發射器上由8個操作按鍵，其中7個單速按鍵，1個總停，且帶有電池電壓警示裝置，在電壓不足時能自行切斷電路，底部設計有一個安全鑰匙開關，防止未授權者使用。遙控裝置通過繼電器連接后可實現上/下、東/西、南/北等方向的移動或旋轉，遙控距離可達100 m，作業人員在地面或平臺上均可靈活操作。

3 試驗及結果

為了驗證全方位自動旋轉升降絕緣平臺的電氣性能和機械性能，委托國網電力科學研究院電氣設備檢測中心根據DL 409—1991電業安全工作規程(電力線路部分)標準要求〔4〕，對全方位自動旋轉升降絕緣平臺進行工頻耐壓試驗和靜負荷試驗，均符合要求。

工頻耐壓試驗:試驗距離0.4 m，試驗加壓每分鐘102.3 kV;靜負荷試驗:試驗加載中每5 min加載2.32 kN。

為了驗證全方位自動旋轉升降絕緣平臺的使用效果，在工作現場進行負載操作試驗。配電線路帶電檢修時，作業人員及所攜帶工器具不會超過80 kg，安全系數為3，在進行操作試驗時，負重240 kg，在旋轉、升降過程中未發生平臺損傷、變形、轉動不靈活現象。

4 使用范圍及注意事項

4.1 使用范圍

適用于10 kV及以下配網線路桿徑為Φ190～320 mm的水泥桿、木質電桿以及鋼管桿上開展配電線路帶電檢修。

4.2 安全注意事項

1)定期進行絕緣平臺電氣試驗以及機械試驗，按照帶電檢修工器具要求進行保存，現場使用前應進行現場檢查及檢測;

2)現場組裝、安裝應牢固，作業人員上平臺前應對其做沖擊實驗，確認安裝牢固;

3)操作平臺移動時應動作緩慢，防止幅度過大或用力過猛損壞平臺;

4)桿上作業時必須使用雙保險，后備保護繩盡量系在電桿的牢固構件上。安全帶則系在絕緣平臺上，便于和平臺同時移動。

5 結論

全方位自動旋轉升降絕緣平臺能夠滿足帶電檢修工作中對操作平臺絕緣性能以及機械性能的要求。通過現場實際操作試驗，全方位自動旋轉升降絕緣平臺在電桿上能夠方便快捷地開展配電線路帶電檢修。直接安裝于桿身的作業平臺，不受地形和交通的影響，平臺體積小，在旋轉和上下升降過程中受周邊線路、障礙物等影響小，具有很強的適應性。整個平臺運輸方便，安裝簡單，操作簡易，操作程序安全可靠，已應用于10 kV及以下配電線路的帶電檢修和農網電桿帶電檢修中。

〔1〕史洪彬.絕緣斗臂車在配電線路帶電作業中的應用〔J〕.電力安全技術，2007(4):51.

〔2〕GB17620—1998帶電作業用絕緣硬梯通用技術條件〔S〕.北京:中國標準出版社，2011.

〔3〕Q/GDW698—2011 10 kV帶電作業用絕緣平臺使用導則〔S〕.北京:中國電力出版社，2011.

〔4〕DL409—1991電力安全工作規程 (電力線路部分)〔S〕.國家電網公司.北京:中國電力出版社，2009.