簡(jiǎn)易式地線提線器的研制及應(yīng)用

摘要：使用導(dǎo)線提線器提升地線不能滿足現(xiàn)代電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的需要，作業(yè)過(guò)程中存在工器具自身質(zhì)量較大且不能適應(yīng)多種地線橫擔(dān)的問(wèn)題，現(xiàn)提出研制一種風(fēng)險(xiǎn)值低、安全可靠且省時(shí)省力的簡(jiǎn)易式地線提線器，其由基座體、伸縮鏈條、絲桿及搖柄組成，能夠滿足不同電壓等級(jí)直線塔地線橫擔(dān)的運(yùn)維需求。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用，該地線提線器可提高地線檢修效率，縮短檢修作業(yè)時(shí)間，進(jìn)而提高輸電線路的供電可靠性。

關(guān)鍵詞：架空地線;直線塔;地線提線器

1? ? 研制背景

在輸電線路直線塔運(yùn)維過(guò)程中，時(shí)常需將地線提起查看地線懸垂線夾的健康狀況，而隨著運(yùn)行年限的不斷增加，地線線夾經(jīng)常會(huì)受到外界環(huán)境和設(shè)備老化的影響而損壞，嚴(yán)重影響輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行，此時(shí)更換地線線夾成為必要措施[1]。但傳統(tǒng)的作業(yè)模式中沒(méi)有針對(duì)地線量身打造的工器具，往往直接使用導(dǎo)線的提線器來(lái)提升地線，導(dǎo)線提線器由于與地線橫擔(dān)部位的尺寸相差太大而導(dǎo)致了操作艱難、作業(yè)危險(xiǎn)等[2]。

日常工作中通常采用兩種方法更換輸電線路地線線夾：

（1）鋼絲繩作業(yè)法。作業(yè)人員將鋼絲繩套兩端分別固定在地線橫擔(dān)和地線上，然后用絞棍不斷收緊鋼絲繩套，從而提升地線[3]。這種方法需要的工作人員多，程序復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且檢修效率不高，而且在收緊鋼絲繩套時(shí)旋轉(zhuǎn)絞棍容易對(duì)作業(yè)人員造成人身傷害，存在一定的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

（2）手搖葫蘆作業(yè)法。將手搖葫蘆懸掛在地線橫擔(dān)上，鋼絲繩一端固定在架空地線上，另一端與手搖葫蘆連接，通過(guò)人工提升地線[4]。但地線橫擔(dān)上的空間狹小，手搖葫蘆自身的體積和重量會(huì)使作業(yè)人員操作更加困難，而且手搖葫蘆需要的工作人員多，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且檢修效率不高。

鑒于以上原因，需研制出一種操作簡(jiǎn)單、安全可靠且省時(shí)省力的地線提線器，用于架空地線線夾更換作業(yè)，以提高架空地線檢修作業(yè)的工作效率，確保線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2? ? 簡(jiǎn)易式地線提線器的設(shè)計(jì)

2.1? ? 設(shè)計(jì)要求

工作人員在檢修架空地線時(shí)長(zhǎng)期受到無(wú)專用工器具的困擾，在以往的檢修過(guò)程中，采用傳統(tǒng)檢修方法存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高等問(wèn)題。按照《國(guó)家電網(wǎng)公司安全工作規(guī)程（電力線路部分）》規(guī)定，架空地線提線器設(shè)計(jì)要求有以下幾點(diǎn)：

（1）機(jī)械強(qiáng)度高，能夠承受架空地線最大檔距的重力。

（2）輕便，方便工作人員攜帶或傳遞。

（3）具有操作簡(jiǎn)單、安全可靠的特點(diǎn)。

2.2? ? 金屬材料的選擇

在零件設(shè)計(jì)和選材時(shí)需考慮材料的韌性、強(qiáng)度等，地線提線器可選擇的材料大體上分為優(yōu)質(zhì)鋼、合金鋼、高強(qiáng)度鋁鈦合金[5]。

（1）優(yōu)質(zhì)鋼：材質(zhì)均勻，強(qiáng)度高，質(zhì)量小，耐磨性較好。

（2）合金鋼：強(qiáng)度高，具有足夠的韌性、良好的焊接性，變形抗力小，壓力加工后不易產(chǎn)生裂紋，具有良好的耐腐蝕性。

（3）鋁鈦合金：質(zhì)輕且柔軟，密度約為鋼的1/3，具有強(qiáng)度高、加工性能好、耐腐蝕性能好等特點(diǎn)。

由于造價(jià)較低，優(yōu)質(zhì)鋼和合金鋼在實(shí)踐中應(yīng)用廣泛。鋁鈦合金雖造價(jià)較高，但其在強(qiáng)度、塑性、硬度以及沖擊韌性等方面具有多重優(yōu)勢(shì)，能夠滿足電力行業(yè)安全生產(chǎn)的要求，因此，高強(qiáng)度鋁鈦合金為最優(yōu)選擇。

2.3? ? 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

簡(jiǎn)易式地線提線器由絲桿、搖柄、絲桿基座孔、基座體和伸縮鏈條組成。卡槽的設(shè)計(jì)與地線橫擔(dān)的凸起部分結(jié)合穩(wěn)定，基座體由一個(gè)主動(dòng)輪與兩個(gè)從動(dòng)輪組成，兩個(gè)從動(dòng)輪通過(guò)絲桿與伸縮鏈條連接，通過(guò)搖柄轉(zhuǎn)動(dòng)主動(dòng)輪，主動(dòng)輪帶動(dòng)兩個(gè)從動(dòng)輪同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，使鏈條伸縮，從而達(dá)到同時(shí)升降地線的目的，避免了再做地線保護(hù)的工序。同時(shí)，在與鏈條連接的護(hù)線器上設(shè)有地線護(hù)線棉，起到在提升地線時(shí)防止地線損傷的作用。提線器整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，結(jié)構(gòu)尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)、滿足要求。

2.4? ? 簡(jiǎn)易式地線提線器的安全試驗(yàn)

為檢驗(yàn)提線器的安全性能，按《電力安全工器具及小型施工機(jī)具預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行動(dòng)荷載試驗(yàn)：架空地線提線器在1.5倍的允許工作負(fù)荷下操作3次，操作靈活且無(wú)卡住現(xiàn)象為合格;進(jìn)行靜荷載試驗(yàn)：提線器在2.5倍的允許工作負(fù)荷下承受地線重量持續(xù)5 min，工器具無(wú)變形、無(wú)損傷為合格。由試驗(yàn)結(jié)果可知，簡(jiǎn)易式地線提線器符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

3? ? 簡(jiǎn)易式地線提線器的應(yīng)用

3.1? ? 簡(jiǎn)易式提線器的作業(yè)流程

（1）塔上作業(yè)人員攜帶提線器登塔至指定工作地點(diǎn)，系好安全帶后掛好接地線;

（2）塔上作業(yè)人員在指定工作位置安裝好地線提線器;

（3）塔上作業(yè)人員旋轉(zhuǎn)搖柄收緊鏈條使地線重量轉(zhuǎn)移至地線提線器上;

（4）在提線器收緊后，塔上作業(yè)人員進(jìn)行消缺或其他檢修工作;

（5）塔上作業(yè)人員完成消缺或其他檢修工作后，拆除地線提線器;

（6）作業(yè)人員檢查無(wú)誤后拆除工具并清理作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。

3.2? ? 簡(jiǎn)易式地線提線器特點(diǎn)

（1）簡(jiǎn)易式地線提線器機(jī)械強(qiáng)度高、重量輕，作業(yè)人員攜帶方便、安裝簡(jiǎn)單，到達(dá)作業(yè)位置后僅需2 min即可安裝好。

（2）簡(jiǎn)易式地線提線器在操作過(guò)程中只需一名操作人員，與傳統(tǒng)方法相比，大大提高了工作效率，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.3? ? 效益分析

簡(jiǎn)易式提線器的應(yīng)用，使地線檢修作業(yè)得以簡(jiǎn)化，只需一名作業(yè)人員在地線橫擔(dān)上即可完成工作，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3.3.1? ? 經(jīng)濟(jì)效益

在日常的地線檢修作業(yè)中，相比于傳統(tǒng)檢修方法，利用簡(jiǎn)易式提線器，工作效率有較大提升，工作效率對(duì)比如表1所示。

傳統(tǒng)作業(yè)方法在進(jìn)行地線檢修作業(yè)時(shí)平均作業(yè)時(shí)間為140 min，其中主要耗時(shí)作業(yè)流程是提升地線，約占總時(shí)間的50%，在應(yīng)用簡(jiǎn)易式提線器后，平均作業(yè)總時(shí)長(zhǎng)為80 min，其中地線提升過(guò)程只需花費(fèi)十幾分鐘，工作效率大大提高。而傳統(tǒng)地線檢修需要8名作業(yè)人員，新方法只需要4名作業(yè)人員，大大降低了作業(yè)的人工費(fèi)用。因此，簡(jiǎn)易式提線器的應(yīng)用具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3.2? ? 社會(huì)效益

簡(jiǎn)易式提線器的研制，使得本來(lái)風(fēng)險(xiǎn)高、流程復(fù)雜、費(fèi)時(shí)長(zhǎng)的地線檢修作業(yè)更新為風(fēng)險(xiǎn)較低、流程簡(jiǎn)單、費(fèi)時(shí)短的作業(yè)方法，極大地降低了作業(yè)強(qiáng)度，縮短了停電作業(yè)時(shí)間，避免了因地線故障而造成輸電線路跳閘導(dǎo)致大面積停電產(chǎn)生的不良影響。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)架空地線檢修方法進(jìn)行分析，研制了一種簡(jiǎn)易式架空地線提線器，解決了架空地線檢修作業(yè)時(shí)無(wú)提線工具的問(wèn)題，新工具操作簡(jiǎn)單、安裝方便，適用于不同電壓等級(jí)的直線塔地線橫擔(dān)，且能方便安全地完成地線檢修作業(yè)。相比以往傳統(tǒng)的作業(yè)方式，風(fēng)險(xiǎn)值低，安全可靠且省時(shí)省力，大大縮短了作業(yè)時(shí)間，提高了工作效率，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

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收稿日期：2019-12-09

作者簡(jiǎn)介：周宇堯（1990—），男，貴州福泉人，工程師，研究方向：輸電線路專業(yè)智能設(shè)備和各類工器具研發(fā)。