便攜式接地線小車的研制

彭博　戚安國　周君　朱曉東　張楠

摘 要：接地線在變電運維工作中應用非常廣泛，但在接地線傳統使用方法中，普遍存在搬運費力、纏繞費時的問題。本文通過分析研究，研制出便攜式接地線小車作為接地線專門的搬運和纏繞工具，降低了人力消耗，大幅提高工作效率。

關鍵詞：電力 接地線 便攜式 工具

中圖分類號：TM862 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（b）-0086-02

接地線是電力系統中應用廣泛的安全工器具，由導線端線夾、短路線、接地引線、接地端線夾、匯流夾以及多股軟導線上的線鼻構成；在電力設備檢修時，通過接地線將檢修設備三相短路并接地，是電力工作人員人身安全、電網設備安全的重要保障。（引用自《中華人民共和國能源部部標準—攜帶型短路接地線技術標準SD332-89》）。

1 問題的提出與分析

變電運維人員使用接地線的流程可歸納為：從安全工器具室取接地線→搬運至裝設接地線處→展開接地線→裝設接地線→拆除接地線→纏繞接地線→將接地線搬運至安全工器具室，在上述整個過程中，變電運維人員一直在徒手搬運、纏繞接地線。青島供電公司所配置的接地線中，AYD-S-2型號的220 kV接地線應用較為普遍，該型號接地線長度約15 m，重量約14 kg，對于女性或年齡較大的員工來說，徒手搬運、纏繞接地線十分困難，通常需要兩人配合才能完成。

針對接地線搬運費力，初步設計通過工程車搬運接地線、在現場安裝接地線放置點等方案；針對接地線纏繞費時，初步設計安裝接地線纏繞樁、將接地線簡單折疊的方案，針對是否能有效解決問題、是否經濟、實施周期等方面對上述方案進行分析，都不具有良好的可行性。對于這種情況，考慮設計一種接地線專用的搬運和纏繞工具，以解決接地線使用過程中的費力、費時問題。

2 便攜式接地線小車的研制

2.1 裝置設計原則

便攜式接地線小車的研制按照安全可靠、實用性強、成本適中、外形美觀的總體原則次序進行。

2.2 裝置設計方向

首先需要確定便攜式接地線小車總體設計方向，結合當前生產生活中的主流搬運裝置，初步設計拉桿式、推車式兩種方案進行對比。購買兩種類型的小車在變電站設備室內進行搬運試驗，通過載重能力、穩定性、爬樓能力、尺寸等方面進行對比，得出推車式小車在爬樓試驗中比拉桿式明顯費力，并且推車式小車小車尺寸較大，不便于工程車運輸，最終將設計總方向確定為拉桿式。

2.3 裝置的研制

拉桿式便攜式接地線小車的研制從以下五個方面進行開展。

2.3.1 制作材料

根據常用拉桿車的參考模型，拉桿車在搬運過程中，最大受力點為整體搬運拉桿車時的拉桿把手，該位置受力為整個裝置的重力。制作材料首先應有滿足現場作業條件的承重能力，設計選擇同規格的鋁管、生鋼管、不銹鋼管進行承重能力試驗，試驗得出鋁管承重能力較差，不作為選擇對象。接著，對生鋼、不銹鋼進行模擬海水成分下的腐蝕試驗，試驗得出，不銹鋼的耐腐蝕性明顯優于生鋼，由于青島地區為海洋性氣候，空氣中的水蒸氣溶解有海水的部分成分，與該試驗條件相似，所以決定制作材料選用不銹鋼材料。經過進一步論證，制作材料最終選用了鎳、鉻含量都比較高，在潮濕環境下具有相對于其他型號不銹鋼更強耐腐蝕性的314不銹鋼。

2.3.2 整體框架

在整體框架環節，設計了立體固定式結構和折疊式結構兩種方案，技術要求為滿足工程車運輸要求。經過分析：立體固定式結構雖然制作簡單，但是如果設計尺寸滿足搬運要求（整體框架高約為1 m），則體積較大，重心不穩，攜帶不方便，在攜帶中容易損壞；如果設計尺寸滿足工程車運輸要求，則使用不便。而折疊式結構雖然在制作階段需要花費一定時間，且需要設計折疊環節，但是對設備的保管效果好，便于工程車運輸。

2.3.3 移動方式

移動方式環節的設計是便攜式接地線小車設計的重要環節，由于變電站絕大多數為多層建筑，作為接地線的搬運工具，解決小車爬樓問題是重要課題。初步設計了四輪式（單側兩輪，與小車車身平行布置）和六輪式（單側三輪，形成三角形結構布置），并對兩種方式的小車在變電站樓層間進行爬樓試驗。通過爬樓試驗得出，在同等試驗條件下，單人單手用六輪式小車進行搬運的最大質量明顯大于用四輪式小車搬運的最大質量，即六輪式小車更為省力，更加適應變電站現有的多樓層設計的現狀，最終移動方式選用六輪式移動方式。

2.3.4 纏繞機構

拉桿式小車的整體設計思路初步解決了接地線搬運費力的問題，但接地線的纏繞問題還沒有得到有效解決。根據最初設計思路，便攜式接地線小車也要有接地線專用纏繞裝置的功能，即在小車上需要配置有接地線的纏繞機構。初步設計定點式（以兩定點為端點，將接地線人工纏繞放置）、轉軸式（類似電纜線滾結構，通過手搖轉軸手柄，將接地線纏繞放置）、電機式（以轉軸式結構為基礎，加裝簡易電機，通過電機傳動，帶動轉軸纏繞接地線）三種纏繞機構。對三種纏繞機構分別進行纏繞試驗和綜合分析，得出定點式的纏繞時間過長，電動式需要外接電源或電池，而且電動式難以控制纏繞速度，綜合分析后，最終選擇轉軸式纏繞機構。

2.3.5 鎖定裝置

接地線和轉軸式纏繞機構都具有一定重量，在纏繞機構設計環節的試驗中，發現纏繞機構難以固定。針對這種情況，設計對纏繞機構加裝鎖定裝置，技術要求為能夠將小車纏繞機構鎖定，防止接地線晃動或散落，在展開接地線時，能夠控制接地線的展開速度，尺寸設計滿足整體設計要求。從當前市場上主流鎖定裝置進行選擇，初步確定了：插銷式（通過在纏繞機構上均勻打孔，安裝插銷裝置。在接地線纏繞后，通過插銷將纏繞機構鎖定）、V剎式（類似常見的自行車剎車制動裝置，由兩塊橡膠剎車片對纏繞機構產生摩擦力，從而達到將纏繞機構鎖定的效果）、碟剎式（類似常見的山地自行車剎車制動裝置，由剎車線、剎車調節器、碟式剎車片組成，通過剎車線的拉力讓碟式剎車片磨擦并夾住碟盤，達到鎖定效果）三種方式，經過分析對比，由于碟剎式相對其他兩個方案具有能夠按照纏繞機構的實際位置實現無間隙鎖定、可以控制接地線展開速度、體積小、外形美觀等優點，最終選擇碟剎式鎖定裝置方案。

3 效益分析

新設備的使用帶來的效益分為顯性效益和隱性效益。

3.1 顯性效益

接地線的搬運過程更加省力：便攜式接地線小車投入使用后，在接地線搬運過程中所施加的拉力由137.2N減少至21.9N，省力程度達80%以上，減少了大量工作量。老齡員工及女性也可以輕松完成單人搬運接地線工作。

接地線的纏繞過程更加省時、方便：使用便攜式接地線小車纏繞接地線，每次平均纏繞時間由61.5 s減少至25.2 s，縮短時間約達60%，大幅度提高工作效率。

3.2 隱性效益

使用便攜式接地線小車進行接地線的使用與操作，不僅解決了傳統接地線使用過程中搬運困難、纏繞不便的問題，并且間接減少了檢修工作停電時間，提高了供電可靠性；研制便攜式接地線小車之后，使更多的員工能夠進行裝拆接地線工作，提高了裝拆接地線的工作效率，間接提高生產作業全局工作效率，滿足了大檢修環境下對工作效率的要求；通過統一的小車設計，使接地線管理更加規范、統一，提高了設備管理水平。

4 結語

便攜式接地線小車的研制，徹底解決了變電運維人員使用接地線過程中的搬運、纏繞費力費時的問題，大幅提高了工作效率，同時提高了變電運維管理水平，間接提高了電網供電可靠性，為公司帶來了顯著地經濟效益和安全效益。

參考文獻

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