藤蔓植物阻止器的研制與應用

許建遠

[摘? ? 要]針對目前偏遠山區電力設備受藤蔓植物影響較大，導致設施短路或設備故障等問題，文章提出了一種藤蔓植物阻止器，通過對阻止器的研制與實際應用，有效解決了電網設備受藤蔓植物纏繞或破壞等問題，不但保證供電可靠性，同時利用風力進行環保儲能操作，對于可持續發展及電網安全施工工作具有重要的指導意義。

[關鍵詞]藤蔓植物;阻止器;研制;應用

[中圖分類號]TM64 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）12–00–03

Development and Application of Vine Plant Stopper

Xu Jian-yuan

[Abstract]Aiming at the problems of current remote mountainous areas where power equipment is greatly affected by vines， causing facility short circuits or equipment failures， the author of this article proposes a vine plant stopper. Through the development and practical application of the stopper， it effectively solves the problem of power grid equipment. Problems such as entanglement or damage of vines not only ensure the reliability of power supply， but also use wind energy for environmentally friendly energy storage operations， which has important guiding significance for sustainable development and safe construction of power grids.

[Keywords]vines; stoppers; development; application

1 背景概況分析

隨著電力系統的全國性的高速發展，在一些偏遠或山區地方的電力設施建造已經成為電網施工的重要組成部分。然而，由于在山區或植物較多的地方，所建造的電力設施容易受到植物如藤蔓累植物的纏繞而被破壞。以戶外柱上變壓器為例，柱上變壓器以及拉線經常被快速生長的藤蔓植物所纏繞，易造成設施短路或設備故障，不但會影響供電可靠性，而且容易釀成火災，為電力企業帶來巨大的經濟損失，為企業安全生產埋下隱患。

2 藤蔓植物特性分析

了解藤蔓植物的特性，能有效針對性地減少其對電力設施造成的影響。藤蔓植物是指莖部細長，不能直立，絕大部分藤蔓植物都是有花植物。藤蔓植物分為許多不同的種類，它們的攀爬方式也不一樣：纏繞類藤蔓植物需要可供它們纏繞的物體。新生的枝條會在生長過程中纏住支撐物。堅固的柱子和藤架都可以作為良好的支撐物。一般來說，藤蔓植物只能依附在其他物體（如樹、墻等）或匍匐于地面上生長的一類植物，最典型的如葡萄，爬山虎之類，但也有的植物隨環境而變，如果有支撐物也會成為藤本，但如果沒有支撐物會長成灌木。攀爬卻不是藤蔓植物的唯一生長方式。藤蔓植物可以在地面上迅速蔓延，占據較大的地區。由于其生長的依附性，電力設施中的戶外設備容易成為藤蔓植物的依附攀爬對象。

3 現行手段及弊端

3.1 利用切除工具進行修剪處理

部分地區會通過藤蔓植物切割工具對植物進行枝葉修剪。但由于藤蔓植物生長速度快，此種方式不但需要定期進行巡查修剪，耗費人力物力，如遇上惡劣天氣時則無法進行及時修剪，導致藤蔓植物的生長無法得到有效控制，導致電力設施的安全無法得到實時性的安全保障。

3.2 使用農藥進行噴灑抑制處理

目前對于藤蔓植物的化學清除方式一般采用二硝基化合物、二硝基鄰甲酚及其鈉鹽等。無論是采用農藥或化學等方式進行藤蔓植物的消除，雖然相對簡單快速，不用耗費時間修理，但卻產生了不可逆的生態影響。即農藥殘留容易造成環境污染，不利于生態環境的保護及可持續發展的理念推廣;同時對于人體也會產生危害。如對于毒性有過敏反應的操作人員容易因皮膚接觸到農藥導致身體危害，因此在農藥使用上也是存在一定的危險性。

3.3 整體植株清除處理

整體植株的拔除也是常見的藤蔓植物清除方式之一。但這種方式雖然在抑制某一地方植物生長上來說有短時的效果，但從長遠來看，也有可能因其較強的繁衍力而被重新影響，如植物長期被連根拔出，也會導致一定程度上的生態平衡破壞，減少了藤蔓植物的授粉傳播及繁衍，最終導致區域性的生態失衡。在整體清除植株的操作方式中，人力物力的耗費也是問題之一。因為操作人員需要攜帶多種清除工器具進行清理，并在清理工作后進行枯葉處理，增加了工作人員的勞動量，不利于工作效率的提高。

4 研制需求分析

根據上述對于藤蔓植物消除工作的分析，可得知目前對于如何減少藤蔓植物對電力設施造成危害的研制上，國內的技術還處于相對粗放單一、不夠成熟的水平。隨著電網系統的不斷擴大，電氣設備的使用廣泛，因此文章提出的一種藤蔓植物阻止器的研制與應用，能有效地進行推廣及應用，尤其對于我國廣闊的土地來說，大面積的山區電力設備應用將是十分龐大的需求市場。

4.1 國內外技術研究概況

目前國內外暫時沒有研究機構對于本文研究內容進行詳細研究及相關文獻，且市面上也沒有特別適合的產品能夠直接予以應用，只能應用上述第三點所提到的幾種清除方式進行清除。因此本文所研制的方向需要由研究人員對先行藤蔓植物進行生物特性研究后，集合目前市面的使用工具進行研究改進，從而設計出一種區別于目前方式的使用工具，使其具有一定的應用性及推廣性。

4.2 裝置研制目的

本項目通過研制一種藤蔓植物阻止器，利用風力上發條的原理，通過風力旋轉裝置，結合無極變速裝置使反應到風力裝置的阻力矩恒定，當發條能量積蓄到一定時，阻止器自動釋放，帶動刀片旋轉，從而進行快速精準切割藤蔓植物觸須的目的，裝置的研發能降低安全隱患，為操作帶來便利。

4.3 技術方案

4.3.1 技術設計思路

研究人員走訪了目前電力戶外現場尤其是對于藤蔓植物影響較為大的現場，對于目前采用的藤蔓植物消除方式進行了試驗調研，從而研制一種藤蔓植物阻止器。對于大部分藤蔓植物的長勢高度在1～2m，由于陽光充足，生長環境空曠，風力強勁，使藤蔓植物長勢良好。為了滿足所研制工具的全自動效果，本文在結合環境現場及風力環保發電的基礎上，加裝了變速裝置，能使其自行解決發條過緊等問題，確保其使用壽命及整體方案的高效實施。

4.3.2 研發步驟

本項目對所研制的藤蔓植物阻止器進行三大部分的設計。首先對于阻止器的整體裝置結構進行外形設計，包括機身的流暢性、風輪與刀片的安裝位置、底部固定支架的穩定性設計;同時對于裝置的機身防震、抗壓、抗侵蝕等功能進行研究設計。考慮到裝置需要利用風力進行發動操作，因此無極變速器的研制是本裝置的核心，在研制時需要考慮變速器的安裝位置，并最終決定將其安裝在風力旋轉裝置與發條之間。在整體部件均設計完成后，對于整體裝置的使用的連貫性、靈活性與功能性進行多次及多場景的測試，最終經過現場實地試驗后，研制出最終成果并予以使用。

4.3.3 技術方案內容

本項目研制的藤蔓植物阻止器，其結構包括裝置圓筒型設計機身、風輪、刀片、刀片輪、旋轉裝置、發條及無極變速裝置。機身底部設計為固定支架，機身上部為風輪、刀片輪部分。其技術原理是利用風力上發條，風力旋轉裝置是類似測風器的旋轉裝置，通過旋轉裝置擰緊發條。為了防止隨著發條上得越來越緊，阻力矩越來越大，裝置在風力旋轉裝置與發條之間安裝了一個無極變速裝置，由發條去推動變速裝置，使反應到風力裝置的阻力矩恒定。當發條緊到一定程度，完全推開變速器，斷開與風力旋轉裝置的連接，發條能量釋放，帶動刀片旋轉，從而輕易切割藤蔓植物觸須。同時該阻止器能固定安裝在拉線、抱箍上，尤其是藤蔓生長的路線上，無須人為干涉操作，只需要利用風力便能自動進行旋轉切割，保證植物無法繼續往上生長纏繞。同時裝置外殼采用防潮防雨材料，固定性能好，即便遇到惡劣天氣也能正常使用，隨時保證電氣設備的安全運行。

4.4 技術創新

本裝置在研制上創新采用了環保節能的風力上發條方式，結合無級變速裝置降低因發條過緊造成的設備損壞，無須進行人工干預操作，便能在戶外實現無監管下的高效切割手段，應用靈活，制作成本低。

4.4.1 技術關鍵

其技術關鍵包括以下幾個方面：①阻止器利用風力上發條，無須外置電源或電池，環保便捷。②旋轉裝置、無極變速裝置及發條組合使用，利用動能直接切割藤蔓植物觸須，切割準確。③裝置為全自動裝置，全程無須人手干涉操作和監控，有效解放人手，降低企業人力成本。④裝置無極變速裝置能有效控制發條松緊度，防止發條過緊。

4.4.2 技術應用

對于供電本項目研制的藤蔓植物阻止器利用風力發電利用風力上發條，結合旋轉裝置及變速裝置，帶動刀片直接切割藤蔓植物觸須，無須外置電源或電池，環保耐用，能有效保護戶外電氣設備的運作，降低因藤蔓植物的纏繞造成的設施設備受損，提供供電設備的可靠性及安全性。項目成員對本裝置進行現場應用后，無須再進行現場藤蔓植物清理的現場，人工檢修施工的開展速度比之前提高了兩倍。獲得了操作人員的一致好評。本裝置的研制與應用提高了茂名供電局的相關工作效率，裝置將計劃推廣到各個兄弟單位，同時也能應用于更多戶外電氣設備保護工作領域中，如圖1所示。

5 體現效益

5.1 經濟效益體現

本項目對于藤蔓植物阻止器的使用，實現了高效環保的使用效果。裝置以來風力發電方式，動力系統穩定，可靠性及穩固性好，能很好地固定在拉線或抱箍上，并實現快速旋轉切割，在各種天氣情況下均可使用，無論從人力節省力度及勞動力消耗力度來說，對比傳統的藤蔓植物清除方式均有著很大程度的功能優化。裝置的使用將能提高企業的經濟效益，提高工作效率同時減輕工作人員的勞動強度與額外勞動支出，通過多種性能測試獲得優良的測量結果，保證線路供電可靠性，能在電網系統中得到有效的推廣。

5.2 安全效益體現

本次研制的藤蔓植物阻止器的使用降低了生態環境的破壞和人工操作的勞動量，減少人員野外清除藤蔓植物時被蛇蟲咬傷的情況。因此，降低了操作人員在施工現場的安全風險，延長設備的使用壽命。利用自然風帶動裝置運行，即使大面積使用也不會對環境造成污染負擔，裝置造價成本低，結構設計簡單，維護成本低，操作方便，使用靈活可靠，有效提高企業的安全效益，滿足電網可持續發展的需求。

6 結束語

在供電緊張的形勢下，如何確保電網安全運行，直接關系到國民經濟和社會發展的和諧發展。提高電力設施安全強度是電力系統中一項長期而艱巨的任務。本文提出的藤蔓植物阻止器，在優化戶外電力設施保護工作上有著重要的意義。阻止器使用后能提高整體電力設施保護工作的安全標準，提供了環保智能化的解決方案，不但節省人力成本，不會造成生態破壞，并可作為同類型戶外設施保護工作的技術研發參考，能有效推廣至更多領域，能為企業創造更大的企業效益。

參考文獻

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