一種適用于開關柜電纜頭的接地裝置

段秀凱

(國網山東省電力公司聊城供電公司，山東 聊城 252000)

0 引言

高壓接地線是用于線路和變電檢修工作中，為防止臨近帶電設備產生感應電或者誤合閘導致檢修人員觸電所必需的安全工具[1-3]。掛設接地線是保護檢修人員的一道安全屏障，也可以說接地線就是檢修人員的生命線。接地線的可靠連接，是保障檢修人員安全的關鍵[4]。

在開關柜檢修時，尤其是需要檢修開關柜內出線側地刀時，需要在電纜頭處掛設接地線，以防止線路側感應電或者誤合閘對檢修人員造成傷害。由于傳統接地線夾跟電纜頭匹配度不高，導致裝設的接地線不牢靠，給檢修帶來了很大的安全隱患。

針對開關柜電纜頭掛設接地線時存在的問題，下面設計了一種新型適用于開關柜電纜頭的接地裝置，該接地裝置連接可靠、操作方便、安全性能高，并且可以實現接地線夾夾緊程度的數據量化，實現接地線的安全可靠連接。

1 傳統接地線應用現狀

傳統的高壓接地線按照使用環境可以分為室內母排型接地線和室外線路型接地線。室內母線排型接地線導線夾一般是平口螺旋壓緊式[5]，如圖1 所示，卡頭為平面，而開關柜電纜接頭為圓柱形，兩者接觸面較小，導致所掛接地線不牢固，容易左右搖擺，極有可能因為外力因素使接地線脫落，給檢修人員和設備造成非常大的安全隱患。室外線路型接地線操作棒較長，而開關柜電纜室內空間較小，掛設后妨礙檢修人員對開關柜內的設備進行檢修操作，并且室外線路型接地線導線夾一般是雙舌式[6]，如圖2 所示，適用于導線，如果掛設到相對較粗的電纜頭上，也會出現掛設不牢固的問題。

圖1 平口螺旋壓緊式接地線實物

圖2 雙舌式接地線實物

現有的接地線，無論是平口螺旋壓緊式還是雙舌式，導線夾是否可靠夾緊停電設備，都無法通過數據量化。平口螺旋壓緊式是由操作人員旋轉絕緣桿帶動下卡頭使導線夾夾住停電設備。由于不同操作人員手臂力量存在差異導致所掛接地線夾夾緊程度也有所區別，是否可靠夾住只能憑經驗。雙舌式接地線導線夾夾緊導線是靠雙舌片彈簧的伸縮力，夾緊程度更無法判斷，這都無法保證接地線導線夾可靠夾緊檢修設備。

2 新型接地裝置研制

2.1 新型接地裝置技術方案

為解決上述問題，研發了一種適用于開關柜電纜頭的接地裝置，其包括接地線夾、絕緣操作桿和接地線。

接地線夾包括弧形舌片、螺栓通孔、左蝸輪、右蝸輪、蝸桿、限位塊、固定架、卡頭。左蝸輪、右蝸輪安裝在固定架上，固定架為長方形框架結構，左蝸輪和右蝸輪分別轉動式安裝在固定架的兩端。左蝸輪、右蝸輪的齒部均為蝸輪周長的四分之一，左蝸輪和右蝸輪的齒部兩端各設有限位塊，用于限制蝸輪的旋轉角度。蝸桿設置在左蝸輪和右蝸輪之間并且相互嚙合，蝸桿的導程角小于嚙合輪齒間的當量摩擦角，蝸輪蝸桿具有反向自鎖性，因而蝸桿只能帶動蝸輪轉動。

左蝸輪和右蝸輪的上端均設有弧形舌片，兩個弧形舌片隨著蝸輪的旋轉而打開或者閉合，當兩個弧形舌片閉合時接近“O”形，以確保不同直徑的電纜頭都能夠牢固夾緊。兩個弧形舌片的其中一個弧形舌片上設有與接地線連接的螺栓通孔。蝸桿的下端對稱設有兩個水平的卡頭。絕緣操作桿包括卡接套、頭桿、上聯軸器、扭矩傳感器、下聯軸器、尾桿、防滑絕緣手柄。卡接套設置在頭桿的上方，卡接套的側壁上對稱設置兩個“J”形卡槽，并且兩個卡槽的鉤部方向相反，該卡槽用于與蝸桿下端的卡頭配合卡接。頭桿通過上聯軸器與扭矩傳感器一端的上傳動軸連接，扭矩傳感器另一端的下傳動軸通過下聯軸器與尾桿連接，尾桿的下端設置有防滑絕緣手柄。接地線為銅絲絞線，其外表包裹有絕緣層，接地線一端設有與弧形舌片上的螺栓通孔相連接的線夾側銅鼻，接地線另一端設有用于固定在開關柜內接地銅排或者其他接地極上的接地側銅鼻。圖3 為新型接地裝置結構。圖4 為新型接地裝置接地線夾的固定架及蝸輪的安裝結構。圖5 為新型接地裝置絕緣操作桿的卡接套結構。

圖3 新型接地裝置結構

圖4 新型接地裝置接地線夾的固定架及蝸輪的安裝結構

圖5 新型接地裝置絕緣操作桿的卡接套結構

2.2 新型接地裝置使用方法

將接地線一端的線夾側銅鼻通過螺栓與弧形舌片的螺栓通孔緊固連接，接地另一端的接地側銅鼻與開關柜內的接地銅排或其他接地極固定連接；逆時針旋轉蝸桿，左蝸輪和右蝸輪在蝸桿的帶動下向上運動，使兩個弧形舌片處于最大開口狀態；操作人員雙手握于絕緣操作桿下端的防滑絕緣手柄處，將蝸桿下端深入卡接套，隨后順時針稍微旋轉絕緣操作桿，使卡頭與卡槽配合卡接；絕緣操作桿慢慢挑起接地線夾，使兩個弧形舌片包住開關柜電纜頭，隨后順時針旋轉絕緣操作桿，使開口線夾慢慢閉合，“包緊”電纜頭，觀察扭矩傳感器實時顯示的扭矩值，當扭矩值達到預定旋緊數值后，停止旋轉；稍微帶動絕緣操作桿，使卡頭與卡槽脫離，從而卸下絕緣操作桿。

拆卸接地線時，再將絕緣操作桿與接地線夾卡接，逆時針帶動蝸桿旋轉使兩個弧形舌片張開，即可完成拆卸。

2.3 新型接地裝置優點

新型接地裝置的優點如下：

(1) 結構簡單、操作方便，接地線夾設計為弧形舌，當兩個弧形舌片旋轉至閉合時，兩個弧形舌片組成接近“O”形，增大了夾口與電纜頭的接觸面積，可更大范圍地包住電纜頭，有效防止由于接觸面較小而導致所掛接地線不牢固的問題。

(2) 接地線夾利用蝸輪蝸桿反向自鎖原理，當蝸桿的導程角小于嚙合輪齒間的當量摩擦角時，蝸輪蝸桿機構具有反向自鎖性，即只能蝸桿帶動蝸輪，而不能由蝸輪帶動蝸桿。除非蝸桿旋轉，否則旋緊的接地線夾無法松動，這樣可有效避免由于外界因素導致接地線夾松動使接地不可靠的情況。

(3) 絕緣操作桿采用可拆卸式，當接地線夾夾緊后，可把絕緣操作桿卸下，這樣給開關柜電纜室的檢修工作留下了操作空間，一定程度上提高了檢修效率，減少了設備停電時間。

(4) 絕緣操作桿設置有扭矩傳感器，使線夾與電纜頭的夾緊程度得以量化。操作人員轉動絕緣操作桿使線夾夾住電纜頭時，觀察絕緣操作桿上扭矩傳感器的實時扭矩值，當旋轉至一定扭矩值時，表明線夾已夾緊電纜頭，可有效避免由于操作人員手臂力量不足或經驗主義導致接地線夾未完全夾緊電纜頭使接地不可靠的情況。

3 結束語

以上介紹了一種適用于開關柜電纜頭接地裝置的研制方案，該方案所設計的接地裝置結構簡單、操作方便、安全可靠，減少了停電時間，提高了工作效率，目前已在山東聊城地區開展試用，具備推廣到電力系統開關柜檢修工作中的條件。