一種絕緣操作桿輔助支撐工具的設計與應用

張磊　劉瀚林

【摘 要】絕緣操作桿是用于短時間對帶電設備進行操作或測量的基本絕緣安全工器具，是變電站人員常用的作業(yè)工具，經(jīng)常應用在設備停、送電操作中。當前，絕緣操作桿在使用過程中，主要面臨著作業(yè)負重大和操作時間長兩大問題，僅憑雙臂力量長時間托舉沉重的絕緣操作桿，耗費大量的體力，且操作不慎，容易造成人身或設備傷害。鑒于此，設計并制作一種絕緣操作桿穿戴式輔助支撐工具，采用背帶及腰帶式結構，借用該工具作為絕緣桿下部的輔助支撐點，以實現(xiàn)將操作負重分配至全身的目的，達到省力、省時的效果。

【關鍵詞】絕緣操作桿;穿戴式;支撐

【中圖分類號】TM75 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）11-0036-02

絕緣操作桿一般為單桿或多根單桿連接后加長使用，由工作部分、絕緣部分和手握部分構成，是保證作業(yè)安全不可或缺的絕緣工器具。絕緣操作桿的工作部分安裝在頂端，一般用金屬制成，直接或者裝設其他器件（如驗電器、接地線等）后用來接觸帶電設備，這使得桿頂端較重。絕緣部分用于絕緣隔離，根據(jù)電壓等級的不同，對絕緣桿的最短有效絕緣長度要求也不同。

當前，絕緣操作桿在使用過程中，主要面臨作業(yè)負重大和操作時間長兩大問題：{1}作業(yè)負重大。除絕緣操作桿本身自重外，末端還有接地線、放電裝置等附屬器件，且絕緣操作桿長度與電壓等級呈正比，重量也隨之增加。{2}操作時間長。主要指操作對象多或相隔距離長的場景，包括高電壓等級的敞開式設備驗電接地，或電容器組逐個多次放電的操作。在上述兩種情況下，運行人員僅需憑雙臂力量長時間托舉沉重的絕緣操作桿，而手握部分的長度不能超過規(guī)定距離，單人托舉絕緣桿就會特別費力，不利于運行人員移動作業(yè)，這就減緩了作業(yè)速度。同時，對于重復性且需要長時間托舉絕緣操作桿的作業(yè)，如果操作不慎，容易造成人身或設備傷害。因此，結合絕緣操作桿在作業(yè)中存在的問題，本文介紹一種絕緣操作桿輔助支撐工具，旨在使作業(yè)人員不再單純依靠雙臂的力量進行操作，能將絕緣操作桿的負重分擔到全身，能夠最大限度地緩解雙臂所承受的負荷，從而達到省力、省時的效果，提高電氣操作的穩(wěn)定性和可靠性，減少人力、物力的損耗。

1 設計思路

一種絕緣操作桿穿戴式輔助支撐工具，主要分為穿戴部分、底座部分、支撐部分。穿戴部分由腰帶和背帶組成，底座固定安裝于腰帶的表面，底座上包括連接板、支撐板和球形萬向節(jié)，支撐部分為套筒結構。腰帶的兩端均設置有扣環(huán)，肩帶的一端與腰帶進行連接，另一端與連接板進行連接。同時，兩條肩帶上一端均設置有與腰帶扣環(huán)相配合的卡扣，卡扣可扣合于扣環(huán)內(nèi)。連接板的兩端均設置有扣環(huán)，兩條肩帶的另一端均設置有與該扣環(huán)相配合的卡扣，卡扣扣合于扣環(huán)內(nèi)。

球形萬向節(jié)固定安裝于支撐板上，支撐板固定安裝于連接板上，且與連接板相垂直，球形萬向節(jié)上連接有用于放置絕緣操作桿的套筒，套筒的底端與球形萬向節(jié)轉動連接。連接板為帶有預設弧度的曲面板。

套筒包括旋轉部分和套筒本體。旋轉部設置于套筒本體的底部，且旋轉部轉動連接于球形萬向節(jié)內(nèi);套筒本體為圓柱體結構，頂端設有供絕緣操作桿放置的開口。

2 制作過程

穿戴部分由腰帶和背帶組成。腰帶與底座部分固定連接，圍于作業(yè)人員的腰部，其上帶有兩個半圓環(huán)。背帶（如圖1所示）由左右肩帶組成，兩端均為卡扣結構，肩帶的一端與腰帶半圓環(huán)連接，另一端與底座部相連，可拆卸與腰帶和底座部分的連接。腰帶（如圖2所示）的兩個半圓環(huán)上各掛一條肩帶，實現(xiàn)穿戴功能，作業(yè)人員在固定或移動操作桿時起到平衡作用。穿戴部分是實現(xiàn)操作省力的可靠裝備，亦是保證輔助支撐工具安全使用的重要組成部分。

底座部分為“├”形不銹鋼結構，是輔助支撐工具的主要功能部分。其中，“│”形連接板與腰帶前端固定連接，呈圓弧狀設計，用于貼合作業(yè)人員的腰部，左右兩側均裝有“U”形掛鉤，用于與背帶連接卡扣相連。“─”形支撐板焊接固定在連接板中軸線上，與其垂直固定連接，用于放置支撐部分。一方面，底座固定于腰帶上，使得作業(yè)人員可以借助身體腰腹部的力量支撐絕緣操作桿;另一方面，為避免底座因長期受力或受力不均勻與腰帶發(fā)生分離，將底座與背帶相連，提供另一個受力點，也借助雙肩分擔腰腹部的受力，使輔助支撐工具的省力、省時效果達到最佳。

支撐部分整體位于底座支撐板中心位置，由萬向節(jié)和套筒構成，用于放置和旋轉絕緣操作桿。球形萬向節(jié)的底端固定部分與支撐板嵌套固定（如圖3所示），旋轉部分與套筒底部連接，從而實現(xiàn)套筒360°方向旋轉。套筒為具有一定厚度，內(nèi)部鏤空、上開下閉的圓柱體，其內(nèi)徑與絕緣操作桿外徑相當，便于絕緣操作桿放置。套筒（如圖4所示）長度不宜過短，否則旋轉或移動絕緣操作桿時會十分費力，若過長將不利于取出和放置操作桿，稍有不甚，會造成人員和設備傷害。因此，套筒長度的選擇應符合杠桿原理，同時考慮絕緣操作桿的長度，便于作業(yè)過程中的各類操作。

綜上所述，設計并制作一種絕緣操作桿穿戴式輔助支撐工具（如圖5所示），采用背帶及腰帶式結構，可借用該工具作為絕緣桿下部的輔助支撐點，以實現(xiàn)將操作負重分配至全身的目的。當需要移動或長時間托舉絕緣桿時，借用輔助支撐點實現(xiàn)絕緣工器具在電氣設備上的反復作業(yè)和移動，不再是單純依靠雙臂的力量進行操作，能夠最大限度地緩解雙臂所承受的負荷，達到省力、省時的效果。

腰帶的第一端和第二端均設置有第一扣環(huán)，兩條肩帶的第一端均設置有與第一扣環(huán)相配合的第一卡扣，扣合于第一扣環(huán)內(nèi)。第一卡扣與第一扣環(huán)是可拆卸連接結構，當作業(yè)人員完成工作后可對肩帶進行拆卸。連接板的第一端和第二端均設置有第二扣環(huán)，兩條肩帶的第二端均設置有與第二扣環(huán)相配合的第二卡扣，扣合于第二扣環(huán)內(nèi)。第二卡扣與第二扣環(huán)是可拆卸連接結構，當作業(yè)人員完成工作后可對肩帶進行拆卸。

套筒包括旋轉部和套筒本體;旋轉部設置于套筒本體的底部，且旋轉部轉動連接于球形萬向節(jié)內(nèi);套筒本體為圓柱體結構，且套筒本體的頂端開設有供絕緣操作桿放置的開口。旋轉部轉動連接于球形萬向節(jié)內(nèi)，使套筒本體可實現(xiàn)360°旋轉。

連接板為帶有預設弧度的曲面板。將連接板設計為帶有弧度的曲面板以貼合人體的腰部形狀。所述第一扣環(huán)和所述第二扣環(huán)均為“U”形扣環(huán)。“U”形扣環(huán)為第一扣環(huán)和第二扣環(huán)的其中一種結構，若其他結構可實現(xiàn)與第一卡扣和第二卡扣進行扣合亦可。

3 應用實施

作業(yè)人員在穿戴該工具時，先將腰帶纏繞在腰部位置上，將腰帶的首尾兩端進行扣合，接著將左右兩條肩帶上的第一卡扣扣在腰帶上的第一扣環(huán)上，將左右兩條肩帶上的第二卡扣扣在連接板上的第二扣環(huán)上，將肩帶背在肩膀上，即可完成該工具的穿戴。當作業(yè)人員操作絕緣操作桿時，可將絕緣操作桿的底部套裝于套筒內(nèi)，以實現(xiàn)將絕緣操作桿的負重分配至全身的目的。當作業(yè)人員需要移動或長時間托舉絕緣操作桿時，可借用支撐板上的套筒對絕緣操作桿進行固定支撐，并通過套筒底部的旋轉部與球形萬向節(jié)的轉動連接關系實現(xiàn)絕緣操作桿在電氣設備上的反復作業(yè)和移動，作業(yè)人員通過該工具不再單純依靠雙臂的力量進行操作，將絕緣操作桿的負重分擔到全身，能夠最大限度地緩解雙臂所承受的負荷，從而達到省力、省時的效果。

4 結論

結合工程實際，研制了一種絕緣操作桿穿戴式輔助支撐工具，可最大限度地緩解作業(yè)人員雙臂所承受的負荷。該輔助支撐工具可與不同種類的絕緣操作桿配合，實現(xiàn)不同類型的作業(yè)操作。在現(xiàn)場應用過程中，使用方便，通過支撐底座靈活操作，可減少作業(yè)時間，降低作業(yè)人員勞動強度，提高工作效率。

參 考 文 獻

[1]張志亮.一種新型絕緣操作桿的研制與應用[J].湖州師范學院學報，2017，39（8）：44-49.

[2]郭昊，梅文建，甄朝暉，等.可視化多功能操作桿的研制[J].電氣開關，2017，55（2）：14-16.

[3]王樹軍，徐碩.伸縮式絕緣操作桿的研制應用[J].農(nóng)村電工，2017，25（1）：31.

[4]王紅玉，王永紅.絕緣操作桿的使用注意事項[J].農(nóng)村電工，2016，24（12）：28.