新型架空線路便攜式防墜取銷器

張　健，陳　怡，杜　遠，宋香濤（.國網山東省電力公司檢修公司，濟南　500；.中國電力科學研究院，武漢　430074）

新型架空線路便攜式防墜取銷器

張健1，陳怡2，杜遠1，宋香濤1
（1.國網山東省電力公司檢修公司，濟南250021；2.中國電力科學研究院，武漢430074）

在輸電線路檢修更換絕緣子的工作中，拆、裝絕緣子R型銷是必不可少的一道工序。在使用傳統的取銷器進行拆、裝R型銷作業時，經常會出現拆、裝銷時間過長的問題，延長了高空作業的時間，增加了作業的危險性。通過分析造成拆、裝銷時間過長的根本原因，并進行詳細設計和計算，提出了一種新型取銷器的設計方案，并制作出能大幅縮短拆、裝銷時間的新型便攜式防墜取銷器，縮短了作業時間，提高了作業的安全性。

取銷器；R型銷；拆銷；裝銷；絕緣子

0　引言

隨著經濟社會的高速發展，電網規模不斷擴大，每年輸電線路檢修的工作任務也愈加繁重。根據DL/T 741—2010《輸電線路運行規程》8.1“對劣化的絕緣子應及時進行更換”的規定，每年的例行檢修工作中都會存在大量更換絕緣子的工作。拆、裝R型銷是更換絕緣子工作中兩道固有的工序，均存在著操作時間過長的問題，而完成這兩項操作的工器具便是取銷器。本文所介紹的新型便攜式防墜取銷器，便是基于縮短拆裝R型銷時間來設計的。

1　傳統取銷器

1.1耗時統計

隨機選取國網山東省電力公司檢修公司某班6名員工以及某部門參加過技術比武培訓的6名員工，分別對拆、裝R型銷操作測試所用時間進行統計，結果如表1、表2所示。

表1　普通員工操作耗時　s

表2　技術比武員工操作耗時　s

通過對比可以看到，班組普通員工在拆或裝R型銷時，都存在著用時過長的問題。鑒于無法對每位員工都進行長時間的強化培訓，通過從改變取銷器的結構入手來解決拆、裝銷耗時過長的問題。

1.2缺點分析

1.2.1圓錐體鉤頭無棱角

傳統取銷器鉤頭［1］為一圓錐體，如圖1所示。將其插入R型銷頭，取銷器易沿圓錐體軸線轉動，如圖2所示。

圖1　傳統取銷器鉤頭

圖2　傳統取銷器拆裝R型銷

通過測試分析，當取銷器鉤頭在銷頭內晃動最大角度γ達到25°時，操作人員便無法正常用力將銷釘取出。由于取銷器鉤頭為一圓錐體。操作人員作業時由于發力不穩定等因素經常會造成取銷器的軸向轉動超過60°，而導致無法將R銷順利取出，拖延作業時間，并增加重復操作的次數。

1.2.2取銷支點位置滑動大

在取銷過程中，R型銷由初始位置至全拔出的過程中，取銷器支點的位置也在逐步向R型銷方向移動，如圖3所示。

圖3　傳統取銷器拆R型銷支點受力圖［2］

圖中，a1、a2分別為R型銷頭在初始位置和即將全拔出位置時至絕緣子鋼帽表面的距離，b1、b2分別為R型銷在初始位置和即將全拔出位置時與取銷支點的水平距離，c為取銷器取銷部分鉤頭底部至支點距離。測量可知，c=6.5cm；銷釘拔出前a1=1.8 cm，銷釘拔出后a2=5.1 cm；由于R型銷與鋼帽夾角近似為直角，因而R型銷由初始位置至全拔出的過程中，支點移動的距離l計算公式為：l=b1-b2=6.24-4.03=2.21（cm）。由此可見，在取銷過程中取銷器支點存在滑動情況。

絕緣子鋼帽為近似圓柱體形狀，因此取銷時取銷器支點向R型銷方向滑動過程中一旦左右偏向，會導致取銷器彎鉤脫出，如圖4所示。這樣會導致取銷失敗，重新操作，增加操作時間。

1.2.3部分無固定裝置

現有取銷器裝銷部分為金屬平面構造，如圖5所示。裝入R型銷的操作圖6所示。

圖4　傳統取銷器拆R型銷支點滑動

圖5　傳統取銷器裝銷部分

圖6　傳統取銷器裝銷過程演示

由圖6可見，裝銷部分與R型銷頭接觸面并無固定措施。因此在裝銷時，取銷器極易被R型銷頭彈開導致裝銷失敗，又會增加重復操作的次數。

1.2.4材質硬度大

在往年更換絕緣子的檢修工作中，多次發生由于取銷器撞擊絕緣子造成絕緣子損傷的情況。通過查閱相關資料［3］，瓷絕緣子本體表面的沖擊韌性約為2 J/cm2，玻璃絕緣子本體表面的沖擊韌性約為2.3 J/cm2。取銷器的重量為1.13kg，其與絕緣本體的最大可接觸面積約為0.5 cm2。假設在工作中，操作人員不慎將取銷器以2m/s的速度撞擊到絕緣子本體，則其對絕緣本體的沖擊功為2.26 J，折算到每平方厘米上的沖擊功為4.52 J，大于絕緣子本體表面的沖擊韌性，絕緣子可能被損壞。因此在作業過程中若操作人員稍有不慎，則可能對待更換絕緣子相鄰的絕緣子造成損傷，從而造成工作任務的增加（更換損壞的絕緣子），大大拖延了作業時間。

1.2.5無防墜落措施

通過調查往年檢修中更換絕緣子的工作情況，發現存在拆裝銷過程中取銷器墜落情況，這不僅延長了作業時間，也嚴重威脅到作業人員及相關配合人員的生命安全。現有取銷器并未加裝防墜落裝置，如圖7所示。

圖7　傳統取銷器整體展示

2　新型取銷器

2.1改進方案

2.1.1彎鉤頭部由圓錐體改為楔形

圖8　取銷器鉤頭改造示意

傳統取銷器彎鉤頭部為圓錐體，在取銷過程中會導致取銷器軸向轉動，以將彎鉤頭部由圓錐體改為楔形作為解決方案，如圖8所示。通過對幾個型號的R型銷口徑尺寸的測量，設計出取銷器楔形鉤頭部分的相關尺寸。楔形四周的長棱能將取銷器彎鉤牢固卡入銷釘頂部，解決了取銷器取銷過程中軸向轉動的問題。楔形彎鉤頭部較窄，易插入R型銷頭，并可適應各種型號的R型銷釘，應用范圍較廣。

2.1.2支點處由直角改為圓弧

針對取銷時支點位置滑動大的問題，將取銷器支點處由直角設計改為圓弧設計，如圖9所示。在取銷過程中，取銷器隨銷釘拔出而轉動，取銷器鉤頭底部至支點距離隨圓弧滾動而增大，從而保證支點在取銷過程能夠相對穩定。圓弧部分的尺寸由取銷時支點位置的移動距離來確定。

圖9　取銷器支點改造示意

2.1.3裝銷由實心鐵塊改為空心鐵套筒

針對取銷器裝銷部分無固定裝置的問題，采取將取銷器裝銷部分由實心鐵塊設計為空心鐵套筒的方案，如圖10所示。通過對R型銷頭長度和寬度進行測量，確定取銷器裝銷部分需要進行鏤空的尺寸，使裝銷時能將R型銷頭卡牢，能有效解決取銷器彈開的問題。

圖10　取銷器裝銷部分改造示意

2.1.4增設防墜環及防墜繩

傳統的取銷器沒有設計防墜措施，在操作時有墜落的危險［4］。在取銷器上焊接防墜環并在防墜環上懸掛牢固的防墜繩作為解決方案，即使作業人員操作時取銷器不慎脫手，取銷器也不會墜至地面，防墜設計如圖11所示。

圖11　取銷器加裝防墜設施

2.1.5外表面纏繞絕緣膠布

為了解決制作取銷器的材質硬度過大的問題，以在取銷器外表面纏繞絕緣膠布作為緩沖材料的解決方案。軟質的絕緣膠布可有效起到緩沖作用，防止在取銷時取銷器對絕緣子本體所造成的傷害。

2.2新型取銷器制作

新型取銷器的總設計如圖12所示。

圖12　新型取銷器總設計

制作注意事項：

1）制作取銷器楔形彎鉤時，要注意將楔形的4個棱邊打磨明顯，以保證其能牢固卡入R型銷頭，不會在取銷時產生軸向擺動。

2）對取銷器裝銷部分進行鏤空作業時，要注意保證鏤空深度，以免鏤空部分深度不足，導致裝銷時R型銷無法牢固卡入取銷器。

3）取銷器增設焊接的防墜環一定要焊接在取銷器鐵桿的適當位置，保證其既不影響攜帶，又不影響拆裝銷操作。

4）取銷器外表面纏繞絕緣膠布作為緩沖材料［5］時，必須將絕緣膠布多層緊密纏繞，以達到更好的緩沖效果，并防止取銷器鐵桿纏繞不緊密部分撞擊絕緣子導致絕緣子損壞。

2.3耗時統計

再次選取在表1中出現的6名員工使用改進后的新型取銷器進行了拆、裝R型銷操作測試，耗時結果如表3所示。

表3　新型取銷器操作耗時　s

對比表3與表1可知，同樣6名員工在使用改進后的取銷器進行拆、裝R型銷作業時比使用傳統取銷器耗時大大縮短。

3　結語

與傳統取銷器相比，新型取銷器能夠縮短拆、裝R型銷的作業時間，減輕作業人員的勞動強度，并且保證檢修工作人員的安全，同時避免了絕緣子可能因取銷器撞擊而出現破損問題。

［1］劉新平.輸電線路［M］.北京：中國電力出版社，2006.

［2］GB 50545—2010110～750 kV架空輸電線路設計規范［S］.

［3］國家電網公司人力資源部.輸電線路檢修（上/下）［M］.北京：中國電力出版社，2010.

［4］DL/T 741—2010架空輸電線路運行規程［S］.

［5］張殿生，倪宗德，張洞明，等.電力工程高壓送電線路設計手冊（第二版）［M］.北京：中國電力出版社，2003.

A New Type of Portable Anti-Drop Splitting-pin Tool for Overhead Lines

ZHANG Jian1，CHEN Yi2，DU Yuan1，SONG Xiangtao1
（1.State Grid Shandong Electric Power Maintenance Company，Jinan 250021；2.China Electric Power Research Institute，Wuhan 430074）

For transmission line insulatorsmaintenance and replacement，installation and removal of the R type pin is an essential process.In actual use of the traditional splitting-pin tool，installation and removal of R type pin usually takes a protracted time，which extends the time of aerial work and increases the risk of operation.On the basis of analyzing root causes of the protracted time and detailed design and calculation，a new type of portable anti-drop splitting-pin tool is designed and fabricated，which can greatly shorten the time of installation and removal and improve operation safety.

splitting-pin tool；R type pin；pin removal；pin installation；insulator

TN726.3

B

1007-9904（2016）04-0073-04

2015-10-28

張健（1987），男，從事輸電線路運行與檢修工作；

陳怡（1987），女，工程師，從事輸電線路運維檢修、巡檢裝置研究；

杜遠（1978），男，從事輸電線路運行與檢修工作；

宋香濤（1987），男，從事輸電線路運行與檢修工作。