输电线路智能遥控接地线夹的研制

输电线路智能遥控接地线夹的研制

李巍

国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司 辽宁省 朝阳市 122000

摘要：随着经济快速发展，输电线路的规模急剧增大。为了保持输电线路的良好工作状态，需要定期或根据设备状态对其进行检修。而接地线是检修工作中用于将停电线路接地的必备装置，其作用是防止在突然来电时产生电压和电弧，造成作业人员触电伤亡。

关键词：输电线路；智能遥控；接地线夹；

装设接地线是一项极其重要的电气安保措施.接地线拆装的便捷、安全性及其效率直接会影响到停电检修的时间与工人作业率。针对传统输电线路维修过程中出现的接地线导线夹挂设不便、容易滑落等问题,从构造上进行创新,设计出新型接地线导线夹并简要概述其结构,经应用分析可知设计接地线夹具有挂设方便、不易滑落、安全稳定等优势,实用效果较为明显,具有较好的应用前景。

一、现有接地线夹存在的问题

目前，高压输电线路工作中常用的接地线夹为弹簧式导线夹，是一种利用镶嵌在线夹内弹簧的压力将导线压紧的简单装置，导线夹中有一弹性支撑顶杆，顶杆一端与一夹脚相铰链，另一端抵在另一夹脚上。使用时，先闭锁拆除吊环，可使弹簧绷紧，再经顶杆将两夹脚处于张开状态，作业人员使用操作杆拉着挂设吊环，将张开状态的导线夹放置于导线附近，被接地导线通过夹口进入导线夹后碰触顶杆，在弹簧的作用下两夹脚快速将导线夹住，完成装设接地线步骤。拆除时，用操作杆拉动拆除吊环，就能自然放松弹簧，导线夹回复张开状态，夹脚与导线分离。这种导线夹在工作过程中存在以下弊端：（1）挂设时，由于接地线自重较大，操作杆带动导线夹动作不灵活，不易将开口对准导线；而且向上的挂设冲击力较小，不易触发导线夹内的支撑顶杆。为了提高挂设成功率，尤其是在不带张力的耐张跳线挂设接地线时，作业人员往往需要用导线夹快速击打导线，造成两者磨损。（2）只通过夹脚内弹簧的弹力夹住导线，难以保证可靠的压力，造成导线夹与导线间的接触电阻过大。此时，万一发生误送电，在线路上仍有较高的残压，将导致作业人员触电。同时，导线夹与导线接触处因不能承受短路电流所产生的热应力，将造成接触处的导线和导线夹损坏。（3）挂设后只通过夹脚内弹簧的弹力夹住导线，而夹口的朝向竖直向上，在风力、接地线自重、人员误碰等外力作用下，极易脱落。更严重的是，弹簧弹力衰减后，发生误送电时，导线夹可能承受不了短路电流的电动力，使接地线导线夹弹开，造成失去接地线保护的严重后果。因此，当进行长时间检修或技改作业时，作业人员需用铝丝将导线夹绑扎固定。弊端1会导致挂设接地线的时间增加，在用电高峰期开展检修工作时，将会延误整体检修进度；导线夹支撑顶杆容易损坏，需投入资金进行更换和维修。弊端2和3使检修工作存在失去接地保护的严重安全风险，此时若发生误送电，将会危及设备和人员安全，造成重大安全事故；接地线意外脱落时，需要作业人员重新登塔挂设，势必造成人力浪费，影响检修任务进度，降低工作效率。根据近几年输电线路作业人员对挂设接地线的统计数据可知，使用现有导线夹进行接地线挂设时的一次挂设成功率约为70.4%，挂设花费时间较长。

二、工作现状

传统方法开展交、直流500 kV输电线路接地线的装设和拆除工作,需要通过起吊绳把三相绝缘操作杆、接地线等工器具起吊至杆塔上。而直流500 kV绝缘子串长10 m左右,每相导线至少需要7段绝缘操作杆连接起来使用,重量约10 kg,三相绝缘操作杆总重30 kg,不利于起吊,也不利于野外作业和高空作业的开展。在装设和拆除接地线的时候,每相导线绝缘操作杆由7段组成,需要通过丝牙咬合组装,非常费力耗时.7段绝缘操作杆共10.5 m长,在杆塔构架中的有限空间内容易磕碰杆塔,损坏绝缘操作杆,影响其绝缘性能,也给作业人员造成了安全隐患.在工作结束拆除接地线的时候,由于绝缘操作杆受力后常常导致丝牙咬死拆不开,影响作业的顺利完成。螺栓型接地线夹是通过旋转操作杆实现与导线的夹持和打开,但丝牙行程非常长,达到了15 cm,旋转操作杆非常费力,也非常耗时。传统方法装设一基500kV杆塔接地线需要45 min,拆除45 min,合计90 min,而且塔上电工需要2人,地面电工需要2人配合完成。总之,重量过重、长度过长、体积过大,导致了劳动强度大、操作难度大、费力耗时、效率低下、存在安全隐患等弊端.为解决上述现有技术的不足,特研制了输电线路智能遥控接地线夹,结合输电线路实际采用抓握式、钩握式两种接地方式,与现有技术相比,工具总重5 kg,减轻25 kg,体积只有原来的1/10,工作效率提高40 min,2.4 GHz远程遥控就能自动完成与导线的夹持和打开,只需要2人就能完成全部工作,比传统方法节约2人。

三、输电线路新型接地线夹的研制

1.接地线夹结构设计。研制的新型接地线夹,其主要结构包括:上柱齿、固定导轨、下柱齿、同心轴承、弹簧、接地线连接端子、内线夹、固定线夹、螺栓、线夹外壳;其中上柱齿与下柱齿通过棘齿咬合连接并安装在线夹外壳顶端;所述固定导轨设在线夹外壳顶端内侧;下柱齿的底端与弹簧的顶端连接;同心轴承的顶端穿过弹簧和下柱齿,底端与内线夹连接;所述固定线夹设在线夹外壳的底端,并与内线夹在垂直面相对;所述接地线连接端子设在线夹外壳侧面。需要注意在设计时上柱齿的下端以及下柱齿的上端必须都设有4个棘齿,上柱齿的棘齿和下柱齿的棘齿架设方向必须相反.固定导轨安有4组棘齿,其中每一组棘齿必须都安有两种不同规格的深度;其中棘齿深的是导轨,浅的则是止位齿.接地线连接端子数量设为两个,两个接地线连接端子呈垂直分布.线夹外壳还安有两组螺栓;螺栓安装在弹簧下面线夹外壳处,主要作用是便于线夹零件的后续拆装。内、外夹之间的弹簧足以提供充足的夹持力。拉环和内夹连为一体,便于在拆除时起到一定固定作用。操作钩头则主要作用于操控闭锁装置、架设以及导线夹的拆除。

2.接地线夹材料选取。内、外夹均采取铜(铝)合金材料,保证其具备较好的导电性和机械强度;弹簧选择抗疲劳强度、耐热、耐腐蚀、耐高温比较优良的不锈钢弹簧;闭锁设备、拉环、操作钩头选取比重小,可强度极高的铝合金,这是因为质量轻而强度大,可以在一定程度上延长导线夹的使用寿命。这样的材料选取能够保证导线夹质量轻小,具备足够优秀的机械强度和导电性。

3.新型接地线夹优势。新型接地线夹优势在于装设方式。设计的新式接地线夹改变了以往传统线夹的紧缩原理,由长时间转动转变为按动一次即缩紧,再按动一次即放开的工作原理,大大提高了工作效率;另外在35 kV线路环境下安装接地线,工作人员不需要带有横担,减轻了工作负担.在验电以后直接就可以在原位置实施接地线的装设,减少了工作人员的转位次数和时间,作业人员和导线之间可以有一个足够安全的距离,大大提高了安全性,符合国家安全规定的相关要求.垂直分布线路在安装接地线时,工作人员能够在下相对下、中两相接地线进行装设,在中相完成上相接地线的安设,大大提高了作业效率和作业安全,缩短了工作时间。从时间方面上看,在使用新式接地线夹后,三相仅仅需要8分钟左右,时间大大节省了三分之二,直接缩减了作业时间,减轻工作人员的任务负担,缩短了停电时间。另外,老式接地线夹在螺纹发生磨损后就必须及时更换整个线夹,设计的接地线夹零件都可拆卸、更换,大大提高了部件的利用率,减少浪费。

总之，新型工具轻便、小巧、省时、省力、省工的创新性和先进性非常突出,劳动强度大幅降低,工作效率大幅提高,人机功效非常显著,彻底解决了人员对接地线装拆工作安全、轻便、快捷的需要,具有非常好的经济效益、安全效益、社会效益和推广价值。

参考文献：

[1]陈萍.关于输电线路智能遥控接地线夹的研制.2018.

[2]许阳阳,浅谈输电线路智能遥控接地线夹的研制.2019.