針對放線車線頭回彈缺陷的止線器研究

金一　史興才　朱遠達

摘 要：為提高培訓效率，消除放線車線頭回彈缺陷，構建了一種簡單的止線器；止線器繞開繞線柱工藝造成的重心偏移難題，通過在放線口設置阻尼裝置，克服回彈力矩，導引線材單向抽取；止線器從結構上分為基座、支架、承軸與擋板4部分，通過螺旋結構與放線孔相連接，線材的單向導引功能依靠擋板的下壓與釋放實現，經2015年實操培訓驗證驗證，滿足設計要求，提高了裝表接電培訓效率。

關鍵詞：止線器 線頭回彈 放線車

中圖分類號：TM933 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）11（a）-0090-02

隨著國家電網公司“電力用戶用電信息采集系統”的全面推廣，智能電表逐漸替代機械電能表實現全覆蓋[1-2]。遼寧省電力有限公司各地市公司所屬裝表接電工種，現場任務量巨大，對班組成員接線操作技能水平的要求更為苛刻，迫切需要高頻率的技能實操培訓應對現場旺盛的培訓需求。

國網遼寧技培中心裝表接電實訓室作為遼寧裝表接電工種的對口培訓單位，在2015年開展了大量的技能實操培訓工作，裝表接電是一個典型的熟練工種，技能水平的提高不僅僅在于對計量專業知識與操作工藝的掌握，更在于大量操作動作的重復練習[3]，在實際的操作培訓中，電線的消耗量巨大，需配置專門的放線車滿足學員對不同口徑顏色的快速選擇與截取，但是由于在設計上的缺陷，當前放線車存在著線頭回彈缺陷，在培訓中頻發，排障流程繁瑣，耗時耗力且存在一定傷害風險，極大制約了培訓效果的提高。

1 放線車的缺陷分析

放線車從結構上分為車體、8個繞線柱單元與8型號電線線材三部分組成。其中，車體為電線的存儲單元，下設2主動輪與2被動輪實現車體的移動與固定功能，車體的前后各有4個放線孔，兩側有車體擋板；繞線單元為電線的釋放單元，當學員通過放線孔抽動電線時，繞線柱會轉動釋放線材，繞線單元包括柱體與固定擋板及其鎖定器件等；在裝表接電中需要使用的電線型號較多，其中以線徑2.5 mm2、4 mm2的BV線為主，包括黃綠紅黑4色，放線車儲存的即這8種線材，其中車同一端抽取的為同一線徑不同色電線，2放線車交錯并排放置，即可實現同一端所有線材的選擇與截取。

在實際的排除過程看似簡單，但每一次的排故都會導致整臺放線車退出工作，耗時5～10 min，在導引的過程中，由于固定擋板已經卸下，電線繞組其容易松動，需在導引的過程中用手保持壓制，一旦松動，必須重新繞緊，負責放線的過程中，會導致外圈的線材受力過猛勒入內圈，相互纏繞、打死扣，導致事故擴大。同時，由于擋板位于車體內部，設計之初從成本角度考慮，并沒有采用打磨等表面處理工藝，部分車體內部擋板尖銳帶毛刺，極易造成排故人員二次傷害。

2 解決方案

放線車回彈缺陷的原因，首先在于設計方案的粗放，沒有在細節方面過多考慮；更重要的由于生產成本的考慮，采用了簡化的生產工藝，繞線柱體重心偏移，導致受力回彈。所以重心位置的補償是解決問題的最直接方法，但是基于當前實際的設備，由于工藝的粗糙，繞線柱體的重心分布式非線性的，每一個柱體的重心偏移程度存在著很大的隨意性，無法在不改變柱體結構的前提下采用簡單的裝置實現重心的補償。從力學的角度分析，柱體由于重心的偏移收到一個回轉的力矩發生回彈，既然不能夠消除這個回彈的力矩，那么增加一個反方向的補償力矩實現力矩之間的平衡，也是可以可行的解決方案。簡單地說，我們只需要解決“回”的問題，而可以忽略“彈”的問題。

所謂“回”，本質在于線材的雙向運動，添加合適的阻尼裝置，實現線材的單向抽取，阻止反向收縮，即是針對放線車線頭回彈缺陷的止線器設計原理，下面進行詳細的分析說明。

2.1 止線器的功能結構

文中，通過在放線車內部的放線孔內側安裝止線器實現電線的單向抽取，止線器從結構上分為基座、支架、承軸與擋板4部分，基座是整個結構的基礎，它通過螺旋結構與放線孔相連接，導引線材的釋放，針對不同的孔徑選擇不同的螺旋結構；擋板導引線材單向釋放，抽出時擋板隨波擦力上升，下壓力減少，釋放線材；停止抽出，線材回彈，隨摩擦力擋板下降，下壓力增大，將線材止逆卡住。2個支架與承軸將擋板與基座相連接，配合擋板產生摩擦力矩，導引電線單向抽取。

2.2 止線器的生產工藝

因為止線器主要通過擋板的下壓與釋放實現線材的單向導引，所以其產品尺寸的細微偏差都會導致摩擦力矩的改變，影響止逆器止逆效果的實現，而且，針對不同的線徑需要不同規格的止逆器擋板與基座，而當前一般的加工工藝都存在一定的誤差偏移，因此，文中的止逆器采用全塑料材質，模塊化設計，各模塊采用3維建模計，3D打印一體成型，3D打印技術能夠實現設計與生產之間的零誤差銜接，同批產品誤差便宜基本為零。采用3D打印制造止線器，可以有效提高產品精度，防止金屬材料易出現毛刺和熱塑材料易出現的結構脆弱等問題，產品無需后期加工工藝處理，各安裝模塊之間切合緊密，不以相互磨損，通用性好[4-5]。

2.3 止線器的安裝與功能測試

文中的止線器各模塊3D一體成型，只需要4個步驟就可以實現止線器的組合與安裝，首先，2個支架安裝于基座上；其次，選擇對應線材線徑的擋板，串入支架中間，固定；然后，將止線器通過螺旋結構安裝于于放線車放線孔內側；最后導引線材通過止線器，導出線頭，測試效果。

3 結語

文中針對國網遼寧技培中心裝表接電培訓中出現的線頭回彈缺陷，基于當前設備，研究了放線車止線器，它由基體、支架、擋板等組成，通過螺絲結構安裝在放線孔面板內側，導引線材單向釋放，防止線材回彈。其創新方面是在以下三點：首先，采用全塑料材質；其次，獨立成型，模塊化設計，不改變原先放線車的結構，配置對應的擋板型號適應不同線徑（4、2.5、1.5等）的放線孔，其他組成模塊通用；最后，各模塊采用3維建模設計，3D打印一體成型。經過2015年的技能操作培訓實踐驗證，止線器在不改變原先放線車結構的前提下。通過對12臺放線車的放線孔安裝止線器，能夠以最低的成本克服抽線線頭回彈缺陷，節省了培訓資源，提高了培訓效率，創造了一定的經濟價值。

參考文獻

[1] 劉振亞.智能電網技術[M].北京：中國電力出版社，2010.

[2] 宗建華.智能電能表[M].北京：中國電力出版社，2010.

[3] 李小麗，馬劍雄.3D打印技術及應用趨勢[J].自動化儀表，2014，35（1）：1-5.

[4] 杜宇雷，孫菲菲.3D打印材料的發展現狀[J].徐州工程學院學報：自然科學版，2014，29（1）：20-24.