新型電動綁線纏繞工藝優化方案

國網江蘇省電力有限公司鹽城市大豐區供電分公司 黃海泉 王言方 周明昊 黃正耀 鄧 皓

架空配電網絡的導線在直線桿絕緣子和耐張桿式絕緣子固定，一般用到了綁線纏繞法，整個工作方法比較繁瑣且花費了很多的時間和精力，對于作業人員的要求比較高，所以需要研發一種新的電動擋線材料器，降低工作人員的工作強度，減少了工作時間改善的工作效率。電力施工作業中綁扎是一項重要的工藝，常用于線路跳線的連接、導線在絕緣子上的綁扎以及終端耐張的綁扎制作等，在線路施工過程中對綁扎工藝的要求是非常嚴格的。在以往的線路施工作業中發現，由于人工纏繞綁線不夠規范，造成線路綁扎工藝粗糙，給線路安全穩定運行埋下潛在的危害。人工纏繞過程中，綁線自然曲度沒有調直，造成綁扎部位排線不整齊，接頭部位進水腐蝕接觸不良造成過熱。綁線手工纏繞成盤后直徑大小不一，施工人員在纏繞過程中力度無法掌握，造成綁扎松弛，長期運行造成接頭過熱。

1 新型電動綁線纏繞項目研究內容及技術難點

主要研究內容：鋁包帶纏繞工藝優化方案；扎線纏繞工藝電動優化方案；頂扎法扎線纏繞工藝優化；側扎法扎線纏繞工藝優化；扎線線頭電動擰緊工藝優化；回頭型扎線纏繞工藝優化；扎線快速拆除優化方案。

主要技術難點：電動扎線纏繞器的整體設計。由于扎線綁扎工藝復雜且纏繞器多為齒輪和連桿組合傳動，內部結構以及電機驅動部分需盡可能進行小型化、輕量化設計。或可參考現有剝皮回轉器作業模式，對纏繞工藝進行優化；電動扎線纏繞器的纏繞工藝。現有扎線纏繞方向要求水平、豎直、傾斜多角度進行纏繞，纏繞過程繁瑣且由于作業空間受限導致工器具實用性不高，因此有必要結合現有作業工藝進行操作步驟簡化；電動扎線纏繞器的匹配適用性。為提高產品實用性，或可針對不同作業情況及場景設計現有絕緣操作桿相匹配的接口，僅需安裝桿頭電動部分及遠程遙控器即可，后續也可結合機器人、無人機等先進技術進行二次改造，提高電動扎線纏繞器的適用性。

2 新型電動綁線纏繞器結構及工作原理

如圖1所示，裝置設計有儲存殼，在儲存殼上設有轉軸，在轉軸上設有卷線輥、搖柄；儲存殼外璧上設有開口槽，儲存殼內設置彈性壓板，沿卷線輥母線的表面上設置有弧形凹槽，凹槽與夾線卡相配合連接。新型電動綁線纏繞器工作時，轉動搖柄帶動轉軸轉動，與轉軸連接的卷線輥轉動，捆綁線通過長毛刷固定在夾線卡上伴隨著卷線輥一起轉動，從而纏繞在卷線輥上。隨著捆綁線纏繞得越多，壓板將捆綁線壓得越緊，確保了捆綁線纏繞密實。當捆綁線纏繞到一定厚度或無法繼續纏繞時，停止轉動搖柄，取出捆綁線，一卷捆綁線卷繞完成。使用該裝置捆綁線纏繞均勻、比較整齊，且對捆綁線采取了保護措施，避免了造成金屬捆綁線損傷。由于--側開口設計，捆綁線卷繞完成后取出也很容易。

圖1 纏繞器結構示意圖

為了使捆綁線干凈且平順地進人儲存殼，開口槽設置有長毛刷；為了不使捆綁線劃傷和損壞，卷線輥表面、儲存殼內側和壓板表面設置有一層保護膜；為了使搖柄增大摩擦，在播柄表面設置有防滑膠墊；為了使夾線卡與卷線輥相配合連接，捆綁線能固定在夾線卡上，夾線卡設計成拱形且設計有梳齒槽。使用此工具纏繞捆綁線時可避免手與金屬捆綁線的直接接觸、省工省時，且纏繞出的線盤圓滑美觀，金屬線分布緊湊均勻，方便使用和攜帶。

3 新型電動綁線纏繞工藝優化方案具體措施

3.1 鋁包帶電動纏繞工藝優化方案

傳統電力系統的輸配電線路施工以及檢修時，為保證導線在瓷瓶扎線安裝的過程中不會受到影響，需在相應的地方纏繞鋁包帶，纏繞用到手工操作的辦法進行，但是這種方法對于作業人員的工藝要求更高，特別是高空作業時導線處在擺動的狀況，很容易出現纏繞不均勻的問題，這樣就要重新纏繞并會浪費很多材料，且花費了時間和精力。針對鋁包帶纏繞過程研制一款電動鋁包帶纏繞工具，其原理同剝皮回轉器，利用回轉器跟電動操作進行纏繞，具備正反轉功能，鋁包帶纏繞均勻，無縫隙、無重疊且纏繞方向與導線鋁股方向一致（圖2）。

圖2 鋁包帶電動纏繞回轉器

操作方法如下：將鋁包帶放置于回轉器內；通過操作桿或機械臂將鋁包帶纏繞機構安裝于導線相應位置；按動電動開關驅動回轉器旋轉，從而實現鋁包帶繞線纏繞（效果同剝皮回轉器），需要注意的是底部快插接口可調整。作業模式同絕緣導線剝皮器。待確認參數如下：鋁包帶卷筒空心直徑d；鋁包帶卷筒卷盤外徑D；鋁包帶纏繞長度L；兩圈鋁包帶纏繞中間重疊部分。

3.2 扎線纏繞工藝電動優化方案

在日常施工時用到捆綁的辦法，鋁質捆綁線要提前進行捆綁，方便施工人員在電線桿上使用，所以這種綁線是施工前較重要的準備工作，在通過綁線纏繞時，直接用手纏繞或是通過酒瓶的圓滑物纏繞，這樣會花費時間和精力，且手和捆綁線可能會直接進行接觸，這就會出現被捆綁線傷害的問題，纏繞的線出現了松散和不便于攜帶的現象。

為了整齊且有序的進行纏繞，纏繞器的纏繞過程需均勻的向左邊移動，同時還要實現不停的旋轉，所以電動扎線纏繞器的工作原理就是通過絲桿傳動機結構進行纏繞的，絲桿傳動機構可保證卷筒的前后移動，但卻不能旋轉，而棘輪傳動結構可保證當電機正轉時卷筒隨著棘輪一起旋轉。圖3中1～11依次為底座、電機傳動接口、絲桿、卷筒、棘輪、擋線板、插線孔、檔線環、緊固螺釘、傳動軸。

圖3 電動扎線纏繞器示意圖

電動扎線纏繞機的流程：將鋁扎線一端放到卷筒的U型處進行固定，打開電機啟動按鈕，通過減速帶帶動旋轉，在結構作用下進行旋轉，并通過絲桿滑塊向左勻速移動，這樣能夠有效的進行纏繞，把線圈纏繞完成之后就要剪短扎線。

3.3 頂扎法扎線纏繞工藝優化方案

現有頂扎法扎線纏繞的工作流程：將鋁扎線一端預留線頭至側面，于左側垂直導線纏繞三圈，繞過瓷瓶至右側垂直導線纏繞三圈；圍繞瓷瓶圓形于水平方向纏繞三圈；在瓷瓶頂部，繞瓷瓶圓形水平方向傾斜纏繞兩次形成X型交叉工藝；擰緊綁扎完畢后的預留線頭。存在的主要問題有：水平、豎直、傾斜多角度綁扎無法很好地實現一次性綁扎到位，現有工具及操作步驟復雜，對作業人員技能水平要求高。為進一步簡化作業工藝實現電動纏繞，研制一款開口式瓷瓶絕緣保護罩及電動扎線纏繞工具，其本身具有一定的固定能力，能將導線預先卡緊在瓷瓶上，然后通過電動扎線纏繞工具對其進行鎖緊，僅需在豎直方向進行鎖緊扎線即可。且開口式瓷瓶絕緣保護罩為絕緣橡膠材質、成本低，并能對瓷瓶起一定的防護作用。

3.4 側扎法扎線工藝簡化方案

同理，側扎法綁扎線工藝也可進行類似處理：研制定制型瓷瓶側面綁扎絕緣防護罩；通過電動扎線水平方向纏繞工具對其進行綁扎；通過扎線拆除工具對綁好的扎線直接剪斷拆除，取下防護罩。

3.5 扎線工藝電動擰緊優化方案

扎線綁扎完畢后需對線頭進行旋轉擰緊處理，傳統人工操作時存在擰緊不到位、擰緊工藝不美觀等情況。針對綁扎完后需旋轉系緊的線頭研制特定的電動平口夾線鉗，扎線綁扎完畢后更換電動機構頭部金具，通過平口設計可兩根線頭處于一個平面，可電動夾緊松開，旋轉整個機構即可完成線頭處“麻花型”擰緊工藝。該電動夾線鉗也可以用來夾持導線或其他需要輔助夾持的部位。

3.6 回頭型扎線綁扎工藝電動優化方案

導線回頭型扎線綁扎工藝主要為兩根導線間的固定綁扎，需對線頭進行預處理（制作環形扣），然后使用電動纏繞工具對扎線進行正向環線纏繞，需留有一定距離的線頭方便反向拆裝（固定端頭驅動電機反轉即可）。回頭型扎線綁扎工藝電動優化方案措施：通過扎線卷繞盤預制環形扣；固定一端引出的扎線線頭，將扎線盤放置于旋轉纏繞工具盒內；啟動開關，此時電動扎線環形纏繞工具繞線傳動，通過絲桿調節纏繞長度；通過電動平口夾鉗工具擰緊線頭部位，預留一定長度以便拆除。

3.7 扎線快速拆除優化方案

由于扎線成本較低、彎折后易造成損傷，為保證綁扎工藝質量，建議直接對綁扎線進行剪斷拆除。結合液壓切刀原理研制一款小型的手動或電動扎線剪斷工具，其前端為切刀及凹型勾頭、以便勾出綁扎線，驅動頂部拉桿機構進行綁扎線快速切斷（圖4）。

圖4 電動扎線快速拆除工具

綜上，電動綁線纏繞器結構簡單實用，解決了傳統工藝的弊端，提高了施工工藝，并節省了人力、提高了工作效率，通過對傳統工藝的改造，真正為線路的安全運行打下了堅實的基礎。新型電動綁線纏繞器的結構很簡單而且比較耐用，解決了傳統工藝帶來的問題，改善了施工水平，同時節約了人力、提高了工作效率，經過傳統工藝的改造為線路的安全運轉提供幫助。新型電動綁線器的使用不僅大幅度提高了纏繞綁線的效率，纏繞出的綁線規范、整齊，方便工作現場使用。新型電動綁線纏繞器徹底改變了原來靠人工纏繞綁線的方式，不僅提高了工作效率，也減輕了勞動強度。