手扳葫蘆荷載監測報警裝置的研制

張貴軍 周自更 王 賓

（云南電網有限責任公司昆明供電局，云南昆明650011）

0 引言

目前，隨著經濟的發展，架空輸電線路也在日漸增加，在線路施工及檢修作業時，常常用到手扳葫蘆。因此，手扳葫蘆在輸電線路運行維護及檢修工作中有著重要的作用。

現在使用的都是具有額定荷載的手扳葫蘆，無法在作業過程中測量判斷葫蘆所受到的荷載是否在額定荷載值范圍以內，如果所受荷載超過了手扳葫蘆的額定荷載，很有可能造成手扳葫蘆的鏈條開斷等損壞，大大增加了作業人員及設備風險。文獻[1]中也明確規定手扳葫蘆不得強行超載使用。因此需要研制出一種能即時測量使用時手扳葫蘆所受到的荷載，發生過載時能夠及時報警，降低作業風險的裝置。

1 項目任務

設計出一種能及時測量使用時手扳葫蘆所受到的荷載，發生過載時能夠及時報警的裝置。

1.1 設計原理

該套組合工具初步設計由測力感應裝置、報警感應裝置組成。將此裝置加裝在手扳葫蘆的掛點處，在設定好額定荷載后使用葫蘆操作時顯示屏能及時顯示實時荷載并在超過設定的荷載時發出報警信號，從而避免因過載造成的人身、設備事故風險。

1.2 荷載監測報警裝置的材料優選

工具型式及工作負荷確定后，需要進一步確定荷載監測報警裝置的材質。由于本項目（手扳葫蘆荷載監測報警裝置）是用于高空操作的工具，安全性要求高，且材料要具有一定的彈性形變能力，因此綜合考慮，主材選用LC4、40CR等主要航空用材。

1.3 手扳葫蘆荷載監測報警裝置組合形式的確定

根據類似工作的作業方法及現有的工器具并結合實踐經驗對工具的關鍵部位進行分析，同時結合文獻[2]所列環鏈手扳葫蘆的結構參數，提出組合方案：使用U型環或螺栓等材料工具使手扳葫蘆監測報警裝置與手扳葫蘆可靠連接，實時對所受荷載進行監測報警。

經過分析，該方案加裝監測報警裝置牢固、穩定，便于與手扳葫蘆的連接安裝。因此最終方案為：使用U型環、螺栓等材料工具使手扳葫蘆與監測報警裝置連接，實時對所受荷載進行監測報警。

1.4 試驗研究項目

（1）手扳葫蘆荷載監測報警裝置整體機械性能——室內模擬試驗完成；

（2）手扳葫蘆荷載監測報警裝置的通用性、合理性、操作靈活性——現場操作驗證、改進、優化。

2 具體實施方式

“手扳葫蘆荷載監測報警裝置”被列為昆明供電局2014年度職工科技創新項目，昆明供電局輸電管理所在2014年8月初成立項目小組，對該項目進行專題研究。為研制出輸電線路中手扳葫蘆荷載監測報警裝置，項目小組成員認真學習了相關手扳葫蘆工具的結構和原理，經過反復討論，研究出了初步的解決方案。

在現場試驗過程中，經過分析，該裝置的荷載值可以設定6 t以內的任意值，因此，將該裝置加裝在絕緣子卡具的絲桿上使用，同樣發揮了良好的效果；荷載監測報警裝置使用電池供電，解決了野外作業裝置供電難的問題；并且該裝置設計小巧，避免了帶電作業中減小組合間隙而導致放電跳閘的問題。因此，手扳葫蘆荷載監測報警裝置的完成達到并超出了當初的設計初衷。

手扳葫蘆荷載監測報警裝置工作原理：將荷載監測報警裝置與手扳葫蘆有機連接組合，通過裝置對所受荷載的監測報警實現過載保護。

手扳葫蘆荷載監測報警裝置的平面結構圖和三維立體圖分別如圖1和圖2所示。

圖1 手扳葫蘆荷載監測報警裝置平面結構圖

圖2 手扳葫蘆荷載監測報警裝置三維立體圖

2014年9月，工具做成后技術人員對該工具的連接部位和實用性進行了檢查。

2014年9月，在羊仙坡帶電作業中心鐵塔上進行模擬實驗，達到了預期工作要求。

2014年10月，用該工具進行了5次現場試用，效果良好，能夠準確實時監測荷載并在過載時報警，且同樣適用于其他受力工具的荷載監測報警保護。

3 實施效果

老式作業方式即未加裝此裝置的作業方式時常因為手扳葫蘆所受的荷載超過葫蘆本身的額定荷載而導致手扳葫蘆損壞或造成塔材拉彎甚至倒桿事故的發生，具有很大的安全隱患。加裝此裝置后，能有效監測到手扳葫蘆和桿塔掛點處所受荷載大小，過載時及時發出警報，有效避免了因荷載過大而造成的安全事故，降低了作業風險，提高了作業過程中的安全系數和供電可靠性；而供電可靠性的提高，使得供電企業可多供電、多售電，提高了企業的經濟效益。

該手扳葫蘆荷載監測報警裝置能夠定量地對手扳葫蘆的受力情況進行實時監測，測量范圍0～6 000 kg，且可以設定報警值，當受力達到報警值時裝置發出報警聲，有效解決了手扳葫蘆在使用過程中受力無法準確判定的問題，避免了手扳葫蘆過載時損壞而造成事故。

該裝置在昆明供電局架空輸電線路進行了23次應用，能準確測量手扳葫蘆的受力，超限時能及時報警，降低了作業風險。手扳葫蘆荷載監測報警裝置現場使用圖如圖3所示。

4 結語

圖3 手扳葫蘆荷載監測報警裝置現場使用圖

老式手扳葫蘆使用時無監測荷載的裝置，而加裝手扳葫蘆荷載監測報警裝置后可以有效地監測到手扳葫蘆及桿塔掛點所受荷載，過載時及時報警，從而減少事故發生的概率，提高供電可靠性。