一種移動式絕緣桿夾持操控裝置

文/鄧昭輝 張英 趙健 周貴發

（1.安順供電局 貴州省安順市 561000）

（2.貴州電網有限責任公司培訓與評價中心、貴州電力職業技術學院 貴州省貴陽市 550002）

（3.貴州電力試驗研究院 貴州省貴陽市 550001 4.都勻供電局 貴州省都勻市 558000）

1 研制背景

在電氣設備運行過程中，經常需進行帶電作業。為了保障運行維護工作人員的生命安全，保證設備安全、可靠運行，工作人員經常需要借助專業工具絕緣桿進行多項工作。比如固定無線攝像頭----用來實現絕緣支柱裂紋檢查、帶電部分的密封件損壞的檢查、銘牌的核對、刀閘觸頭的燒蝕情況檢查、絕緣支柱的帶電清污、隔離開關活動關節注油等工作；將絕緣桿的金屬頭靠近被驗線路或者電氣設備，開展驗電；用絕緣桿臨時接地線。因此，作業時，安全、正確的使用絕緣桿的重要性日益凸顯。

2 現狀分析

不同電壓等級的變電站，隨著電壓等級的上升，對應使用絕緣桿的長度也隨之加長，500kV 電壓等級的絕緣桿的高度達6 米以上，若在絕緣桿頂上，再安裝一些重量不等的作業工具，將使操作人員很難進行絕緣桿的正確角度撐控。因絕緣操作桿直接與帶電的高壓設備相接觸，絕緣桿位置擺動后，可能造成安全距離不足，嚴重影響到操作人員的生命安全，設備的安全可靠運行，必須停止正在進行的帶電工作。在作業檢查時要不斷的移動位置，到達變電站不同設備間隔的具體位置，也需要攜帶若干根絕緣桿及相關工具，這也給工作帶來了不便。

因此，為了保障變電站運行檢修人員使用絕緣桿時，可穩定、規范、便于移動和安全操作，研制了一種移動式絕緣桿夾持操控裝置。

3 新型移動式絕緣桿夾持操控裝置設計

本文研制了一種移動式絕緣桿夾持操控裝置，解決現有技術存在的掌控絕緣桿不方便，以及攜帶絕緣桿等工具不便的問題。

3.1 設計思路和原理

為了解決現有的小車存在承載容量有限，不能根據需要進行調整的問題，確保移動式絕緣桿夾持操控裝置安全、可靠工作，同時，符合相關的規范和技術要求，提高絕緣操作桿作業工作效率。針對絕緣操作桿工作存在的難題，以及絕緣操作桿、變電站場地等特點，通過在可操作性、便攜性等方面綜合分析，進行了移動式絕緣桿夾持操控裝置的研發和試制。

為了確保裝置設計的主要思路均達到預期效果，裝置的設計先后進行了現場勘察資料查詢、確定尺寸繪制圖紙、加工制作、現場試用總結四個階段的工作后，完成了移動式絕緣桿夾持操控裝置的全部設計。

在確定尺寸繪制圖紙階段，通過網上查詢、設計手冊查閱和廠家討論，大量勘查和查詢常用檢修裝置的尺寸及用材，在進行了大量的數據分析和對比研究后，確定了移動式絕緣桿夾持操控裝置的具體研制方案。

本裝置包括承載小車和操控支架，將操控支架安裝在承載小車的承載框架上，操控支架上有夾持機構，可以通過夾持機構實現對絕緣桿的定位及操控。具體的說，本裝置各個部分功能介紹如下：

（1）操控支架包括夾持部分和升降部分。其中：夾持部分可對絕緣操作桿進行牢固的夾持。可徒手進行操作本承載小車的把手，精心設計環抱結構，不使用其他任何工器具，可實現夾緊操作與松扣操作；升降部分可對絕緣操作桿進行可控勻速升降操作。根據夾持的部位和底部基座小車的展開方式不同，可采用雙滾輪擠壓方式或螺桿推送方式，開展絕緣桿的升降。

（2）承載小車部分作為夾持部分及升降部分的基礎，可保證絕緣操作桿在水平方向任何角度、無死角運動。為了使小車在變電站的砂石地面上能平穩運動，并可越過臺階，小車選用大輪子，也可進出安全工器具室和變電站主控室。大輪子的數量為三獨立行走輪，以保證其轉向靈活、行進過程中的穩定性。每個輪子方向，均能進行徑向伸縮，基座部分完全展開后，可使較高、較重的絕緣桿及支撐部件也能平穩移動；小車也可收縮，折疊后的小車也便于推運至各工作場地。

完成了移動式絕緣桿夾持操控裝置設計方案后，與加工廠家深入交流和溝通，對移動式絕緣桿夾持操控裝置進一步改進和完善。產品的圖紙確定后，廠家進行了移動式絕緣桿夾持操控裝置的整體制作。

本文設計的移動式絕緣桿夾持操控裝置，結構如圖1 所示。絕緣桿的固定設計過程主要依靠滾輪及相關部件。其中，滾輪組合如下圖所示，第一滾輪位于圖中第二滾輪的正下方，第一滾輪和第二滾輪相對稱設置，二者之間的間隙可容納絕緣桿，并且第一滾輪和第二滾輪均呈中間凹陷，兩端凸出的弧形柱狀。當絕緣桿放置于第一滾輪和第二滾輪構成的間隙中時，當驅動單位動作，驅動U 型支架向靠近第二滾輪方向移動，從而使得第一滾輪和第二滾輪實現對絕緣桿的環抱擠壓接觸，進而將絕緣桿固定。

為了確保裝置可靠工作，防止第一滾輪回轉，在驅動單元手動搖柄上安裝有棘輪，并在側板上安裝有相應的棘爪。當手動搖柄轉動將絕緣桿向上驅動時，驅動棘爪抵靠在棘輪上，從而阻止棘輪回轉，進而可防止第一滾輪的回轉。當需要第一滾輪回轉時，可用手壓縮第二彈性件，使棘爪遠離棘輪，此時可通過手動搖柄轉動使絕緣桿向下移動。

3.2 裝置介紹

我們在現場進行了多次試用，先將承載小車移動至待作業位置處，并將操控支架撐起，將無線攝像頭、清掃裝置等工具固定在絕緣桿上，然后一人壓縮第二滾輪，使第一滾輪與第二滾輪的距離增大，并將絕緣桿卡接在若干第一滾輪和第二滾輪之間，然后轉動手動搖柄，在向上擠壓摩擦力的作用下，絕緣桿逐漸上移，當絕緣桿下端移動至靠近底部的第一滾輪處時，將第二根絕緣桿連接在第一根絕緣桿的下部，并繼續向上轉動手動搖柄，如此直至絕緣操作桿所要安裝的工具到達檢測位置處即可。并且可通過調節支桿的伸縮長度以改變絕緣桿的傾斜角度，以滿足不同位置的檢修需要。

當作業完成后，轉動手動搖柄，在向下擠壓摩擦力的作用下，絕緣桿逐漸下移，逐根拆卸絕緣桿，折疊后本裝置如圖2 所示。

4 本裝置的優勢

經現場多次試用，本小車整體表現良好，便于移動，節省人力，適用于多廠家、不同型號的電壓互感器連接。起到了規范和安全開關柜母線檢修操作、減少開關柜母線檢修時間的效果。結合本設計原理，并與傳統的方式相比較，主要有以下幾個方面的特點：

（1）裝置可收縮和展開，便于收納和穩定支撐，便攜、輕便適于變電站內使用。

（2）三大輪結構適合于變電站內砂石地面動，穩定、可移動、定位精準，適用于多種任務的帶電檢查維護工作。

（3）省力結構的升降裝置，使工作人員能輕便的駕馭各種帶電作業工具。

（4）環握式支撐固定結構，可適用不同管徑的絕緣操作桿。

5 效益分析

本裝置提高了變電站主設備帶電檢測的效率和精度，節省了設備維護所需的時間和費用，能提高變電運維的水平，為保障設備運行可靠性將發揮重要作用。

在傳統模式下，以一座中等規模的220kV 變電站為例，進行帶電的220kV 隔離開關支柱瓷瓶生產廠家的普查，兩名工作人員輪流舉起帶無線攝像頭的3 米左右長的絕緣操作桿，因桿長晃動的因素，整個站普查絕緣支柱瓷瓶手生產廠家和批次需要3 個工作日，因桿及所帶的設備較重，長時間托舉絕緣操作桿使工作人員很容易疲勞。

使用本裝置，托舉穩定，工作人員操作定位輕便，同樣的工作，0.5 個工作日即可完成，體現了很高的人機工效。

若按經濟效益進行，以500kV 某變電站500KV 線路平均的隔離開關設備發生分合閘不到位故障，需要停電進行處理，負荷損失為9822.07MWh÷24h÷60min×255min=1534.7MWh。現場使用非接觸式帶電搖控潤滑裝置進行帶電潤滑處理，使用本裝置作為升降定位及移動，可在不停電的情況下，完全可避免負荷損失，僅平均一條線路可節資約76.7 萬元。且76.7 萬元僅僅是過網損失費，其造成的經濟損失、社會影響更為嚴重。

6 結語

圖1：移動式絕緣桿夾持操控裝置的展開結構示意圖

圖2：移動式絕緣桿夾持操控裝置折疊示意圖

為了保證安全、可靠、高效使用絕緣操作桿，本文提出的新型移動式絕緣桿夾持操控裝置，成果應用效果好。本裝置對操作桿能進行夾持，是一種絕緣工器具帶電操控基座小車，節省了工作人員勞動強度，保證了操作人員的人身安全性，提高了電氣設備運行的可靠性。