一種用于接地線操作桿的電動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置

顧天逸 沈鐘婷

（國網(wǎng)蘇州供電公司，江蘇 蘇州 215026）

《國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程》規(guī)定，線路驗(yàn)明無電壓后，應(yīng)立即裝設(shè)接地線并三相短路，各工作班工作地段兩端和可能送電到停電線路的分支線都要驗(yàn)電、掛接地線。接地線由接地線夾固定到導(dǎo)體上，接地線夾如圖1 所示。變電站中的導(dǎo)體高度較高，且存在感應(yīng)電，因此接地線夾需要通過絕緣的操作棒擰緊。

當(dāng)工作范圍較大時(shí)，變電站中需要掛10 副以上的地線，每副地線有三個(gè)地線夾，按每個(gè)地線夾平均需要擰5 圈計(jì)算，總共需要擰150 圈。用于擰地線夾的操作棒的手柄為直筒形，因此擰緊主要用腕部力量，容易造成腕部疲勞。若把手柄改成曲柄形狀可以利用手臂發(fā)力，防止手腕疲勞，但需要對(duì)現(xiàn)有的大量操作棒進(jìn)行更換或改造，工作量較大。另外，曲柄容易在搬動(dòng)和使用過程中發(fā)生斷裂。

為了解決大量裝設(shè)接地線時(shí)人員的疲勞問題，本文設(shè)計(jì)了一種接地線操作棒電動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置，可以利用電動(dòng)機(jī)對(duì)操作棒進(jìn)行擰緊或擰松。

1 電動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該電動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置的整體結(jié)構(gòu)如圖2 所示，主要由手柄（把手）、主輪、副輪、減速箱、電機(jī)、電池、開關(guān)和按鈕等構(gòu)成。本裝置針對(duì)手柄形狀、開關(guān)和按鈕位置以及重量分布等進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，使得使用者能夠方便、可靠地進(jìn)行操作。

圖2

1.1 手柄、主輪、副輪

由于接地線操作棒的直徑不同（30mm 至40mm），本裝置采用鉗形結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)與不同直徑的接地線操作棒快速固定。

總體結(jié)構(gòu)如圖3 所示，整個(gè)電動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置采用鉗形結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)把手上設(shè)計(jì)有三個(gè)轉(zhuǎn)輪，其中一個(gè)輪子（主輪）由電機(jī)帶動(dòng)，另外兩個(gè)輪子（副輪）可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖3 所示。

圖3

使用時(shí)，將操作桿夾在主輪與副輪之間。盡管不同操作桿的直徑不同，但都在一定范圍內(nèi)變化，因此操作桿總能與三個(gè)輪子同時(shí)相切。由于副輪自由轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)只要主輪轉(zhuǎn)動(dòng)，就能帶動(dòng)操作桿轉(zhuǎn)動(dòng)。

主輪直徑為54mm，與操作桿的接觸面上設(shè)計(jì)有凹槽，起到防滑作用。為了減小運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的震動(dòng)，凹槽設(shè)計(jì)為人字形。

副輪采用直徑40mm 的聚氨酯包膠軸承，在保證操作桿順利轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，利用摩擦力防止操作桿上下滑動(dòng)。

1.2 減速箱、電機(jī)

減速箱及電機(jī)如圖4 所示。采用蝸桿減速機(jī)構(gòu)，使得本裝置具有合適的減速比和扭矩。并且電機(jī)方向與主輪的軸垂直，電機(jī)可以放置在手柄中，使得裝置外形更緊湊。考慮到電機(jī)重量大，如此布置也可以使重心靠近中間，握持時(shí)更加順手。

圖4

經(jīng)計(jì)算，若絕緣操作桿直徑取36mm，轉(zhuǎn)動(dòng)操作桿需要的力矩取0.8Nm，操作者右手施加在握把上的握力取100N，則主輪與操作棒之間的壓力約為180N，此時(shí)，只要主輪摩擦系數(shù)達(dá)到0.3 且電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩達(dá)到1.2Nm 即可滿足要求。

因此選擇減速比為200 的5840-31Y 電機(jī)，額定電壓12V，空載轉(zhuǎn)速40 轉(zhuǎn)/分鐘，額定扭矩3.2Nm，可以滿足要求。若操作桿直徑36mm，則操作桿轉(zhuǎn)速約60 轉(zhuǎn)/分鐘，轉(zhuǎn)速適中。

1.3 開關(guān)和按鈕

該裝置的把手上設(shè)計(jì)有一個(gè)雙刀雙擲船型開關(guān)和一個(gè)電源按鈕。船型開關(guān)用于選擇電機(jī)轉(zhuǎn)向，電源按鈕按下時(shí)電機(jī)即轉(zhuǎn)動(dòng)。電源按鈕采用扳機(jī)式，便于操作。

2 電動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置的使用方法

左手握把處結(jié)構(gòu)如圖5 所示。用左手小指與無名指按壓a處，裝置即可張開，將操作桿放在輪子中間，然后用食指與中指按壓b 處，裝置閉合，夾住操作桿。

圖5

右手握把處如圖6 所示。當(dāng)裝置閉合，夾住操作桿后，右手食指和中指按壓c 處，裝置即夾緊操作桿。然后用右手無名指和小指按下d 處的扳機(jī)式電源按鈕，電機(jī)電源接通，通過減速箱帶動(dòng)主輪轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)向可以用右手拇指通過e 處的轉(zhuǎn)向選擇開關(guān)控制。

圖6

3 電動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置的優(yōu)點(diǎn)

3.1 通用

只要操作桿的直徑在一定范圍內(nèi)，都可以夾在主輪和副輪之間，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)旋轉(zhuǎn)。

3.2 便攜

本裝置用電池供電，總重1.112kg，方便攜帶，特別適用于管理多個(gè)變電站的班組攜帶使用。不需要在每個(gè)變電站配備本裝置，節(jié)約成本，便于維護(hù)。

3.3 操作方便

操作本裝置時(shí)，先用左手小指和無名指張開裝置，再用左手中指和食指合上裝置，接著用右手食指與中指捏緊，再用右手無名指和小指按下開關(guān)，右手拇指則負(fù)責(zé)選擇旋轉(zhuǎn)方向。各個(gè)手指各有分工，依次動(dòng)作，符合人機(jī)工程學(xué)，富有韻律感，使用簡(jiǎn)單，易于上手。

3.4 造價(jià)低

本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，若大批量生產(chǎn)，造價(jià)十分低廉。

4 結(jié)論

經(jīng)過實(shí)際使用驗(yàn)證，本電動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置便于使用和攜帶，造價(jià)低廉。在當(dāng)下電力生產(chǎn)一線人手緊張的條件下，對(duì)緩解人員疲勞有一定幫助，具有推廣價(jià)值。