驅鳥器底座卡進橫擔時限位組件性能分析與優化

國網安徽省電力有限公司渦陽縣供電公司 邱亮亮 李 圓 顧月月

1 相關研究方法

1.1 傳統驅鳥器底座的結構和安裝方式

傳統驅鳥器底座通常采用U 型結構，以確保其穩定地卡進橫擔上，使驅鳥器與電力設備的支架之間位置相對穩定。這種底座結構的設計旨在防止鳥類在電力線路周圍筑巢或棲息，從而降低了潛在的電力中斷和設備損壞風險。傳統的帶電安裝工具通常需要多人合作才能完成任務，不僅增加了工作的復雜性，還可能導致安全風險。此外，傳統工具在將底座卡進橫擔時，容易導致底座晃動，不僅增加了操作的困難度，還可能對安裝的穩定性產生負面影響[1]。最顯著的問題之一是在安裝過程中的手動控制絕緣桿活動。通常，絕緣桿過長，不便于整體控制，而且在驅鳥器底座卡進橫擔時，上彈壓力導致了摩擦力過大，操作不便。

1.2 帶電安裝工具的需求和現有技術中的不足之處

由于電力線路通常不能隨意停電，因此需要一種能夠在帶 電狀態下操作的工具，以確保電力供應的連續性。然而，現有技術中存在許多不足之處，影響了帶電安裝工具的效率和安全性。第一，現有工具缺乏單人操作的設計，通常需要多人合作才能完成任務，這增加了操作的困難度和風險。第二，工具在將底座卡進橫擔時，容易產生晃動，這可能導致不準確的安裝，甚至可能引發安全隱患。第三，手動控制絕緣桿活動的問題使操作變得復雜，絕緣桿過長導致操作不便，而上彈壓力產生了摩擦力過大。第四，存在工具的分離問題，需要額外的步驟來將驅鳥器與工具脫離，這降低了操作的效率。

2 實驗設計與方法

2.1 驅鳥器帶電安裝工具的新結構

本實驗中，將介紹一種新型的驅鳥器帶電安裝工具，其結構主要包括以下關鍵組成部分。第一，驅鳥器結構：新型驅鳥器帶電安裝工具的核心部分是驅鳥器結構。這一部分由支撐桿、底座和驅鳥器主體組成。支撐桿位于底座底端，而驅鳥器主體位于支撐桿的頂端。支撐桿在整個工具中起到支撐和定位的作用，確保安裝的穩定性[2]。第二，安裝框架：安裝框架是工具的支撐結構，包括上板體、下板體、連接板和接觸板。上板體通過連接板與下板體連接，而下板體的一側設置有接觸板。在上板體上開設了用于支撐桿滑動的U 型槽，連接板的內側設置了推板組件。第三，安裝組件：安裝組件是工具的關鍵部分，用于將底座安裝在橫擔上。這一部分包括套筒扳手和齒輪組。兩組套筒扳手設置在下板體上，用于連接絕緣桿。齒輪組包括從動齒輪、連接齒輪和主動齒輪，其協同工作以完成底座的升降和固定。第四，絕緣桿：絕緣桿位于下板體的下方，是驅動安裝組件運行的關鍵部分。絕緣桿的設計在整個工具操作中起到至關重要的作用[3]。第五，限位組件：限位組件設置在連接塊上，用于確保底座在接觸板一側升降滑動時的限位控制。

2.2 創新設計的部分

在本實驗中，特別關注了工具的創新設計，以解決現有技術中的問題并提高工具的性能。以下是創新設計的部分。第一，升降板組件：新型工具引入了升降板組件，包括升降板主體和第一彈性件。升降板主體位于下板體的頂部，用于承載底座的升降。第一彈性件增加了操作的平穩性和可控性。第二，推板組件：推板組件包括推板主體和第二彈性件。推板主體滑動設置在連接板一側，而第二彈性件位于推板主體和連接板之間。推板組件的引入有助于減小摩擦力，提高安裝的順暢性。第三，齒輪組：齒輪組由從動齒輪、連接齒輪和主動齒輪組成，在安裝組件中發揮關鍵作用。主動齒輪通過絕緣桿的旋轉來帶動從動齒輪和連接齒輪同步工作，確保底座的升降和固定。第四，絕緣桿設計：絕緣桿的設計考慮了長度和控制的問題，以確保操作的便捷性。它包括內桿和外桿，內桿安裝在外桿內并可以上下移動。內桿上還裝有轉動把手，使操作更加方便[4]。第五，限位組件：限位組件包括齒條、限位滑槽、連接滑動塊和U 形板。

3 實驗過程

3.1 測試設備

本實驗旨在驗證新型驅鳥器帶電安裝工具的性能和創新設計的有效性。為此，采用了以下測試設備和工具。第一，驅鳥器帶電安裝工具：新型工具的原型，包括驅鳥器結構、安裝框架、安裝組件、絕緣桿、限位組件等部分。第二，模擬橫擔：模擬實際安裝場景的橫擔，用于驗證工具的安裝和升降性能。第三，電源供應：用于模擬電力線路的電源，以提供必要的電流和電壓。第四，數據采集設備：用于記錄和分析實驗過程中的各項數據和性能指標。

3.2 實驗條件

3.2.1 參數設定

在本實驗中，將使用以下參數進行測試。第一，驅鳥器帶電安裝工具的原始設計參數。第二，不同規格的模擬橫擔，以模擬不同情況下的實際安裝場景。

3.2.2 實驗環境

實驗將在標準實驗室條件下進行，包括溫度、濕度、氣壓等環境因素的控制，以確保實驗的準確性和可重復性。

3.3 數據收集方法

為了驗證新型工具的性能和創新設計的有效性，將采集以下數據。

3.3.1 安裝穩定性測試

該測試將模擬不同規格的橫擔，然后使用新型驅鳥器帶電安裝工具將驅鳥器底座安裝在橫擔上。在這個過程中，將記錄以下數據。第一，安裝時間：從開始安裝到完成安裝的時間。第二，安裝穩定性：使用傳感器記錄底座的晃動情況，以評估工具的穩定性。

3.3.2 升降性能測試

將測試新型工具的升降性能，包括底座的升降速度和精度。在這個過程中，將記錄以下數據。第一，升降速度：底座升降的速度，以確保工具的高效性。第二，升降精度：底座升降的精度，以評估工具的控制性能。

3.3.3 分離性能測試

將測試新型工具的分離性能，即底座和工具之間的脫離過程。在這個過程中，將記錄以下數據。第一，分離時間：底座和工具之間的分離時間。第二，分離力：分離過程中的力的大小，以評估工具的操作性能。

3.4 實驗步驟

以下是本實驗的主要步驟。第一，準備實驗設備和測試工具。第二，根據設定參數，模擬不同規格的橫擔。第三，將驅鳥器帶電安裝工具安裝在模擬橫擔上。第四，進行安裝穩定性測試，記錄數據。第五，進行升降性能測試，記錄數據。第六，進行分離性能測試，記錄數據。第七，分析和比較實驗數據，以驗證工具的性能和創新設計的有效性。

3.5 預期結果

通過本實驗，期望得出：新工具的安裝穩定性較高，能夠在不同規格的橫擔上安裝底座；工具的升降性能優越，升降速度較快，升降精度較高；工具的分離性能出色，分離時間短，分離力適中。

4 實驗結果

4.1 安裝穩定性測試

4.1.1 安裝時間

在不同規格的模擬橫擔上進行了多次安裝穩定性測試，記錄了每次安裝的時間。表1顯示了不同規格橫擔的平均安裝時間（單位：s）。

表1 不同規格橫擔的平均安裝時間

通過數據分析，可以看出，新型工具在不同規格的橫擔上都能迅速完成底座的安裝，且平均安裝時間較短。這表明工具在安裝穩定性方面表現出色。

4.1.2 安裝穩定性評估

使用傳感器記錄了底座在安裝過程中的晃動情況，并將其評估為安裝穩定性的指標。圖1顯示了不同規格橫擔的安裝穩定性評估。

圖1 驅鳥器底座卡進橫擔時限位組件的性能分析與優化

4.2 升降性能測試

4.2.1 升降速度

測試了底座的升降速度，以確保工具的高效性。表2顯示了不同升降高度下的平均升降速度（單位：mm/s）。

表2 不同升降高度的平均升降速度

數據顯示，新型工具的升降速度隨著升降高度的增加而提高，表現出較高的效率。

4.2.2 升降精度

為了評估工具的升降精度，記錄了底座在不同高度的位置，并計算了其精度。數據表明，新型工具的升降精度較高，底座能夠在不同高度上保持較好的位置精度。

4.3 分離性能測試

4.3.1 分離時間

測試了底座和工具之間的分離時間，以評估分離性能。表3顯示了不同情況下的平均分離時間（單位：s）。

表3 不同情況下的平均分離時間

數據顯示，在有限位組件的情況下，底座和工具的分離時間顯著減少，提高了工具的操作效率。

4.3.2 分離力

測試了底座和工具之間的分離力。圖2顯示了不同情況下的分離力。數據顯示，新型工具在不同情況下的分離力適中，不會造成過大的力，從而確保操作的安全性。

圖2 底座與工具分離力測試

4.4 總結與討論

通過以上實驗結果，可以得出以下結論。第一，新型驅鳥器帶電安裝工具在安裝穩定性方面表現出色，能夠在不同規格的橫擔上完成快速安裝。第二，工具的升降性能優越，升降速度較快，升降精度較高，提高了工具的操作效率。第三，有限位組件的引入顯著減少了底座和工具的分離時間，提高了操作的便捷性。第四，工具的分離力適中，不會造成過大的力，保障了操作的安全性。

5 結語

總而言之，新型驅鳥器帶電安裝工具為電力設備維護提供了一種高效、安全的解決方案，將在電力設備領域產生積極的影響。