數字配線單元2M頭專用拆卸工具研制

袁龍平 趙旭升 霍璽臣 寧艷

第一作者：袁龍平（1991—），男，本科，工程師，研究方向為電力通信。

摘要：本研究設計研制一種柔性絕緣電纜及線夾配2M頭專用拆卸工具，包括套筒、中間連桿、尾部手柄，實現了對帶電工作拆卸電纜頭工作的安全性、可靠性和狹小空間操作性等，從而降低在數字配線單元中的安裝、調試、拆卸、維護等工作時間，顯著提升電力信息通信行業工作效率，同時為數字配線單元2M頭專業拆卸工具的研制提供科學的依據。

關鍵詞：數字配線單元;2M工具;拆卸;安裝

中圖分類號：TM91

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2201-5640-6867

Abstract： This research designs and develops a special disassembly tool for flexible insulated cable and clamp equipped with 2m head， including sleeve， intermediate connecting rod and tail handle， which realizes the safety， reliability and narrow space operability of cable head disassembly for live work， so as to reduce the working time of installation， commissioning， disassembly and maintenance in digital wiring unit， Significantly improve the work efficiency of power information and communication industry， and provide a scientific basis for the development of professional disassembly tools for 2m head of digital wiring unit.

Key Words：Digital wiring unit; 2M tool;Disassembly; Installation;Application prospects

電力信息通信設備數字配線單元（2M頭）是最為常見的通信部件，同時也是保障傳輸網絡穩定性和安全性的重要部件[1-2]。當前，在日常電力信息通信維修工作中，存在大量的2M運營業務，如2M頭的維護過程（安裝、拆卸等），但在該過程中由于缺乏專業技術工具，一方面導致徒手操作難度大，儀器設備的安裝、調試和拆卸費時、費力，造成高經濟成本，另一方面2M業務松緊操作多樣[3-4]，在維護過程中工作人員安全性不足，且安裝中2M頭穩定性和牢固性不足、拆卸過程中易造成同一位置處電纜損壞等現象[5]。為此，基于2M的運營維護困難現象，迫切需要研制相關2M拆卸工具，一是提升2M業務人員的工作效率;二是提高電力通信業務的暢通性;三是提升數字配線單元的運營維護效率。

2 數字配線單元2M頭作用內容與技術關鍵

2.1 單元作用內容

電力通信主要是由輸入/輸出（用戶）光纜設備、光配、轉化器、復用設備、交換儀器設備和數字配線架（Digital Distribution Frame，DDF）為主體設備構成，結果見圖1。其中，DDF主要為單元體構成（如數字配線單元），是數字復用設備和業務設備間的配線轉化、連接和多種形式下的連接器接入數字通信的設備，其服務于數字信息傳輸過程，并且提供傳輸過程中路線、范圍、過程和終端場所[6]。另外，DDF系統是集輸入和用戶光纜設備經過數字配線架、連接器共同形成接收、傳輸等閉合回路。

2.2 單元技術關鍵

當前，在不同單元領域中（數配、光配、網配等）開發研制存在一定問題，但不同領域模塊基本滿足集成化的主體技術功能，如數配、網配領域模塊不僅能有效實現對電力信息通信的實時監測，保證電力業務的有序開展，而且集成化功能使轉接、協調間變得靈活、便捷。與此同時，在數字配線單元開發研制中存在或產生了許多尚未解決的關鍵問題，如在數配線架構中，數字配線單元2M頭的安裝、拆卸和運營維護調試等方面人工操作難度大，造成電力信息通信行業多類資源存在過度浪費現象。

3 拆卸工具現存問題和解決方法

3.1 現存問題

首先，在電力信息通信數字配線單元領域中，布置建設方式多樣，目前最為常見的2M頭主流配置方式為豎向雙端子布置、直線型端子布置、橫向型雙端子布置等。其次，當前變電站設備老舊，運行時效長，受到外界多種影響因素導致其表層銹蝕嚴重、設備線夾持續發熱，當進行供電操作需求時，工作人員僅能采取帶電操作，其操作難度和危險性均較高，難以進行停電更換設備，致使在帶電工作中難以實現預期效果。最后，在操作方面，若僅采取單一并聯裸導線方法，不僅裝置單元尚無法長時效支持，而且必須考慮間距不足問題和裸導線對隔離開關的距離問題，但對于某些特定的變電站內部線路和間距不足，該方法進行相關處理時，基本無效。

3.2 解決方案

為合理解決電力數字配線單元領域中不同主流配置方式、設備老舊銹化和安裝、拆卸設備儀器操作不足的問題，本研究設計一種頭型絕緣電纜及線夾配套裝置，見圖2、圖3（局部尺寸和作用和中間連桿傳動跟連桿局部示意圖），包括套筒、中間連桿、尾部手柄3個單元部分。通過圖2可知，套筒內部是圓錐形，開口大，末端略小，其結構為5mm開口。儀器設備使用期間，開口則避開電纜頭尾部線纜，通過套筒的花齒卡住螺母，進而實現變電站設備的扭緊和扭松;通過圖3可知，套筒缺口不僅能實現數字配線架2M口電纜頭尾部的線纜任意穿插進出，通過前部套筒卡住數字配線架2M電纜頭，以長端手柄實現數字配線架2M口電纜頭插入對應的接口，進而通過手柄旋轉實現電纜頭扭緊，完成電力行業小空間安裝設備的操作和技術。

總而言之，其設計方案首先解決了在安裝實際安裝過程中，某些地方空間受限，密集堆積，操作不便，安裝、拆卸過程中扭松扭緊不便問題;其次實現了依次插接操作，在小空間區域內通過套筒卡主數字配線架2M口電纜頭，完成小空間工具便捷操作的目標。進一步縮短了電力作業的時間，提高了工作效率。

4 研制步驟及創新性

4.1 研制步驟

本研究為進一步解譯專用拆卸工具，便于施工人員快速掌握設備內部構造，熟悉掌握專用拆卸工具，分析數字配線單元2M頭結構特征。結果表明，在電纜接頭結構內部為空心圓環形，而電纜頭位于電纜銅芯內部，傳統拆卸過程工具不足，往往因距離不足或電纜帶電造成拆卸復雜且困難，造成電纜頭固定不牢固等現象，為此，本研究所研制的拆卸工具滿足電纜頭設計尺寸、拆卸距離和帶電工具安全等要求，可以快速、高效地通過套筒實現電纜頭的固定和連接過程，同時保證了其連接安全性和牢固性。其次，線夾構架上方為圓弧形，下方為L形，長邊位置處具有螺孔和螺栓，通過套筒快速獲取適宜的連接角度，將絕緣電纜兩頭電纜接孔與線夾構架上的固定螺栓和墊片連接，實現簡易操作，安全操作和經濟實用的特性。

通過本研究研制的專用拆卸工具成品2M頭可知，該拆卸工具具體由手柄、連接桿和拆卸頭（套筒）組成，其中，拆卸頭部為圓環狀，并存在一處環形缺口，通過環形缺口，便于拆卸不同類型的2M頭設備。再者，拆卸工具具備小巧、便捷、簡易、易攜帶和易操作的特點，在進行2M頭專業拆卸操作過程中，可以選取任意數字配線單元2M頭進行無阻礙拆卸工作，這不僅縮短了業務作業時間，而且降低了人員勞動強度。另外，在拆卸過程中，工具可調節性、穩定性和多功能性充分，在圖4進行拆卸過程，充分展示了研制工具設計的科技性和適宜性，不僅滿足了操作的安全距離，而且降低了人力成本和成本的過度損耗。

4.2創新性

（1）本研究設計研制的數字配線單元2M頭專用拆卸工具由三聯一體的結構組成，即在方便施工的同時，保證了人員、操作設備的安全，同時能快速拆除帶電工作中損壞的設備，降低了電力行業經濟損耗。

（2）相比較傳統拆卸工具，本研究研制的專用拆卸工具，套筒內部呈現花齒結構，開口略大，末端略小，符合電纜頭拆卸/安裝的適配需求。

（3）套筒側面形成缺口，能有效避開電纜頭尾部的電纜，手柄和連接桿能通過輕松扭動實現對電纜頭的松緊過程，實現安全拆卸、簡易拆卸的需求。

5 結論

本文通過對數字配線架（DDF）及其子端單元作用內容和進行和關鍵技術相關闡述，并對現今電力行業變電站運營維護存在問題和解決方案進行分析，由此，得出以下基本結論：（1）研制的數字配線單元2M頭專用拆卸工具裝置能夠便捷、高效、無空間隔閡地解決狹小空間工具操作的核心問題;（2）研制的拆卸側面開口有效避開電纜頭尾部的線纜，能適時套住設備電纜頭的旋緊螺母，套筒花齒有效卡住螺母，有效實現電纜頭扭松扭緊，消除了帶電工作的安全隱患。

參考文獻

[1] 王榮，程誠，焦紅日.一體化綜合配線單元關鍵技術[J].數字通信世界，2021（1）：143-144.

[2] 周靜，莊建煌，彭健.通信設備數字配線單元端子便捷拆裝工具的研制[J].機械制造，2019，57（9）：61-64.

[3]黃莉，王家軍，李波，等.一種2M頭專用工具研究[J].機電信息，2019（33）：45，47.

[4]許焱陽.基于超高頻的RFID智能光配線架系統硬件的研制[D].南京：南京郵電大學，2020.

[5]陳逸鶴.一種網絡光纖自動配線機器人的控制系統研究[D].北京：北京郵電大學，2021.

[6]王春霞，劉云朋.基于光纖傳感的工業生產線智能裝配系統[J/OL].紅外與激光工程：1-7[2022-01-06].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/12.1261.TN.20211020.1338.002.html.