一種新型變電站伸縮型音頻跳線工具的設計與應用

林土求 莫驥

摘? ?要：隨著電力通信的發展，調度交換、行政交換的語音需求日益增長，變電站、調度機構配線架上跳線層層疊加，給配線及日常維護帶來了困難。文章分析了變電站通信運維工作中音頻配線跳線存在的問題，在借鑒口紅盒原理的基礎上，結合鱷魚嘴夾的使用，設計了一種新型變電站伸縮型音頻跳線工具。將創新設計的新型跳線工具在通信運維工作中進行應用測試，測試數據分析結果顯示：新型跳線工具有效解決了音頻電路開通、故障修復誤碰誤接線的問題，整體縮短了工作時間，提高了現場工作的安全效益和經濟效益。

關鍵詞：音頻;伸縮型;跳線工具

1? ? 設計背景

電力系統要求各級調度機構和35 kV及以上變電站應實現調度語音交換網覆蓋，且調度機構、500 kV及以上變電站（直流換流站）應采用調度程控交換機覆蓋，其他站點可采用遠端模塊、基于IP的語音傳輸（Voice over Internet Protocol，VoIP）分機等多種覆蓋方式。隨著電力系統內部技術及業務發展，內部人員之間、內外人員之間的交流越來越頻繁，對語音交換系統的要求越來越高，電路開通、故障修復時間要求不斷縮短。電力通信音頻跳線工作占了日常維護的一項重要工作。

以某A變電站設備并網的工作為例，音頻配線架布線如圖1所示。跳線依次從2#配線架A面跳至1#配線架B面，然后跳到3#配線架，2#配線架在機柜的正面，1#，3#配線架在機柜的反面。

二線、四線音頻跳線的工作量占到到整個設備并網工作的25%，由于VDF音頻配線架配線模塊安裝密度大，增加了音頻放線的難度，尤其是正反兩面的配線模塊的跳線，單人操作難以將跳線展放到反面配線模塊，必須由兩個人來完成工作。10名班組成員針對100回線進行了傳統跳線操作實驗，每個人均進行了3次實驗，實驗結論分析：施工人員卡接1對芯線耗時10 min，新站點跳線至少需卡接6～8對芯線，且單一動作連續重復勞動，胳膊酸痛導致卡接速度變慢、卡接質量下降，需要時間休息的問題。所以，一段變電站音頻卡接時間耗時1～1.5 h，現場施工時由于現場施工條件比實驗場地復雜等原因耗時會更長一些。傳統跳線方式下，沒有現場輔助工具，存在返工而耗費人力、財力及工時。

2? ? 目標設定

為了提高變電站音頻配線卡接操作工作效率，縮短作業時間，同時提高跳線質量，減少施工及檢修人員的操作工時，保障電網安全可靠運行，需要研制一種新型音頻跳線施工工具，目標是將現狀中單人跳接1對芯線由耗時10分鐘降低至耗時5分鐘以下。

3? ? 技術方案論證

根據研制方案思路進行分析，充分發揮聰明才智，集思廣益，提出兩種設計方案：口紅盒旋轉伸縮原理以及雨傘伸縮桿原理。認真分析方案的技術細節和難點，從研制成本、實現功能、使用效果等方面對兩種方案進行對比分析，決定采用方案一，研制旋轉伸縮型音頻跳線工具。

方案選擇。新型音頻跳線施工工具不但要實現單人完成復雜跳線的功能，并且要提高工作效率，縮短作業時間，增強跳線工具的機械性能，能重復使用，不輕易變形，進行了兩種方案的設計：方案一，口紅盒旋轉伸縮原理進行設計。方案二，雨傘伸縮桿原理進行設計。經過比較分析，兩種方案均能大致實現預定目標要求，而方案一比方案二工作效率更高，節省的工時更多，操控性更強，因此，選擇方案二口紅旋轉伸縮原理設計工具。

主體材料選擇。要求工具絕緣性好，機械性較高，輕便靈活、抗摔打性好。若使用口紅盒原理制作，可通過3D打印機完成主桿設計，夾頭使用金屬鱷魚夾進行加工組裝即可完成。若使用雨傘桿原理制作，為降低重復伸縮磨損，需要廠家倒模設計金屬主桿，且長時間應用，主桿容易生銹。

4? ? 跳線工具結構

伸縮音頻跳線工具主要由鱷魚嘴夾及伸縮式桿體組成，鱷魚嘴夾安裝在伸縮式桿體頂端（見圖2）。伸縮式桿體主要由底座、管體、內芯、內芯止口、管體止口組成。管體設置在底座的上部，且管體通過嵌入的方式與底座相連接。內芯設置在管體的內部，且內芯通過套合的方式與管體相連接。內芯止口設置在內芯底部的外側壁，且內芯止口與內芯為一體式結構。管體止口設置在管體頂部的內側壁，且管體止口與管體為一體式結構。伸縮桿管體內部設置有螺紋軸，螺紋軸與底座為一體結構，內芯通過管體內部的螺紋軸與管體設置為活動鏈接。伸縮桿體如圖3所示。伸縮桿的內芯頂端外部與鱷魚嘴夾的夾頭固定柱通過嵌入方式相連接。鱷魚嘴夾外套有絕緣護套，以便于保證鱷魚嘴夾外部一體成型光滑，避免在復雜音頻配線架環境下，工作過程中誤動、誤斷、掛斷其他已運行的音頻線纜。

5? ? 跳線工具工作原理

利用伸縮型音頻跳線工具的鱷魚嘴夾將所需要跳線的音頻線對夾緊，然后轉動底座，調整伸縮桿體的長度，以便將音頻線對引至機柜反面的音頻配線架或旁邊機柜的音頻配線架，到達目標點后，檢修人員可以離開當前位置，到下一跳點，將音頻線對從鱷魚嘴夾中取出，并卡進相應的配線架中，并回收伸縮型音頻跳線工具。

使用該工具時，順時針轉動底座，內芯通過螺軸與內芯槽孔旋轉出管體，逆時針旋轉底座，內芯收回管體底部。管體止口、內芯止口均呈矩形狀結構，且止口呈對稱狀于內芯的外側壁、管體的內側壁設置有兩處，作用在于內芯最大限度伸展出時，內芯止口與管體止口重合固定內芯，使內芯不易跑出管體。同時，通過內芯止口與管體的契合，增加內芯的穩定性。

6? ? 效果驗證

經過現場多人操作測試，后發現本工具操作簡單，方便工作人員上手，且效率高，跳線成功率高，使用本工具，大大節約了時間，完全滿足作業要求。10名班組成員針對100回線進行了傳統卡接操作實驗，人均進行了3次試驗，新型音頻跳線工具跳線時間為3 min。經過多功能音頻卡接裝置現場使用檢驗，該工具效率高、重量輕、操作簡便、調節范圍大。從“安全性、實用性、經濟性”等方面對裝置進行綜合分析、論證，認為該工具的研制是成功的，達成了預期目標。

7? ? 結語

根據現場的應用情況及統計數據分析，現場檢修試驗設備的本質安全得到了進一步的深化和推進。該新型伸縮型音頻跳線工具小巧方便，可接入不同類型的線纜，操作簡單快捷，滿足繼電保護、高壓試驗、調度通信、儀表測量等專業的工作需求，同時可推廣至電信運營商，輔助解決人力資源短缺、效率低的問題。解決了傳統檢修工作方式下線纜跳線效率低、風險高的問題。具有較高的安全效益和經濟效益，制作簡單，基礎成本低，應用簡單。后期通過改進鱷魚嘴夾的自動松線情況后，本新型伸縮型音頻跳線工具推廣前景將進一步拓寬。

[參考文獻]

[1]王輝，金瑤，于文星，等.一種新型變電站音頻配線施工工具[J].農村電氣化，2016（20）：46-47.

[2]宮乃琳，李紅雙，康一彬，等.一種伸縮式旋轉刀頭摘果器的設計[J].機械制造，2019（3）：19-21.

[3]岑榮佳，史純清.一種防誤碰新型鱷魚夾的研究與應用[J].電氣技術，2019（5）：88-90.

[4]馮慶濤，潘存云，高富東.一種新型旋轉伸縮機構的設計與分析[J].機械設計與研究，2010（8）：54-57.

[5]崔健，馮斐斐，孔學濤.一種音頻配線架整改新工藝的探究[J].信息通信，2017（11）：84-86.

[6]楊廣文，劉必強，鄒華杰，等.“剪式伸縮”水果采摘器設計[J].科技視界，2018（31）：12-13.