新型配網(wǎng)接地線的研發(fā)

馮禹屹

摘要 本文分析目前在配電停電檢修中所掛接地線的應(yīng)用弊端和使用時接地線夾結(jié)構(gòu)不合理之處，提出了一種新型配網(wǎng)接地線的研制方案，具體描述了配網(wǎng)接地線線夾的改進及優(yōu)化方案。根據(jù)調(diào)研分析的弊端，提出了利用棘輪結(jié)構(gòu)原理、萬向接頭原理，分體式原理，提出優(yōu)化的配網(wǎng)接地線線夾和操作桿的方法，研究出新型配網(wǎng)接地線。該型接地線使得配電停電檢修工作的掛設(shè)接地線這一環(huán)節(jié)變得更加安全高效。

關(guān)鍵詞 接地線；棘輪；萬向；分體；研制

中圖分類號 TM7 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2016）14-0021-02

1項目研究背景

配電線路接地裝置是將已停電設(shè)備臨時短路接地用的一種安全用具，其作用是對高壓設(shè)備進行停電檢修或進行其他工作時，防止設(shè)備突然來電和鄰近高壓帶電設(shè)備產(chǎn)生感應(yīng)電壓對人體的危害，同時泄放斷電設(shè)備的剩余電荷。它包括接地元件、短路元件和一個或多個絕緣元件。經(jīng)過研發(fā)小組調(diào)研統(tǒng)計，目前供電系統(tǒng)使用的接地線多為縱向螺旋壓緊結(jié)構(gòu)。根據(jù)工器具的使用情況調(diào)查和人機功效的調(diào)查分析報告中，得出以下2個問題：第一，由于接地線的導(dǎo)線端和絕緣棒的方向固定，當遇到母排縱向排列的開關(guān)柜的時候，接地線的絕緣桿則容易被母排擋住，導(dǎo)致其不能使用，從而導(dǎo)致安全措施無法落實；第二，受限于母線排的安裝方向和開關(guān)柜的空間，作業(yè)人員安裝接地線困難，無法滿足人機功效的要求。為更好地落實作業(yè)風(fēng)險的管控措施和人機功效調(diào)查正確性，研發(fā)小組研發(fā)出一種新型配網(wǎng)接地線。

2項目研究方向

新型接地的功能定位是能夠確保工作地點都能裝設(shè)到接地線，同時適用于縱向和橫向排列的母線排，并且盡可能方便操作人員操作，降低操作難度，提高工作的效率。研發(fā)小組人員，通過適用“人機料法環(huán)”和“思維導(dǎo)圖”等先進的方法得出如下改進方向。第一，通過利用棘輪結(jié)構(gòu)的原理，優(yōu)化緊固端子的受力方法，緩解操作人難用力的情況；第二，通過利用萬向接頭的原理，增大操作的用力方向面，更好地適應(yīng)作業(yè)環(huán)境；第三，創(chuàng)新性地采用可分體式的結(jié)構(gòu)，先將接地線的導(dǎo)線端夾在母排上，再通過棘輪進行夾緊固定，確保接地線夾不受開關(guān)柜空間不足的影響。通過適當調(diào)整導(dǎo)線端和絕緣棒的角度，可以充分提高接地線的適用性，便于接地工作的進行。

3項目實施

新型配網(wǎng)接地線滿足配電箱線路接地保護的要求，其性能及技術(shù)特點如下所述。新型配網(wǎng)接地線采用分體式的結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

第一步：螺旋導(dǎo)軌平口線夾的制作。接地線夾功能可以實現(xiàn)通過連接片連接在接地電纜的線夾。用來與線路連接，可以直接連接也可通過固定連接點連接。新型的接地線夾沿用常規(guī)的螺旋壓緊式，通過線夾內(nèi)帶可調(diào)行程的螺栓與導(dǎo)線壓緊，保持其耐用性好，連接穩(wěn)固的優(yōu)良特性，特別適用于母線排的安裝，確保壓接部分的緊固；壓接部分采用平口式結(jié)構(gòu)，通過上下兩片方形鋁質(zhì)合金塊壓緊，將站方形母線包圍，連接穩(wěn)固，接觸良好，從而確保壓接面的最大化。使用導(dǎo)軌式引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，避免受力不均衡。線夾的主材選用7050型鋁合金，保證了接地線夾具有較高機械強度的同時又有較輕的重量，具有質(zhì)量輕易攜帶的優(yōu)點。新型轉(zhuǎn)向接地線夾短路接地線截面達到35mm^{2，額定短路電流達到了13kA時間1SXA，符合國家關(guān)于短路接地線的技術(shù)標準參數(shù)。以上設(shè)計確保線夾應(yīng)具有可靠的接觸面并且能承受額定故障電流所產(chǎn)生的熱應(yīng)力和機械應(yīng)力，確保緊固度的同時，做到質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡單，并且降低生產(chǎn)的成本和維護成本。受力點通過螺栓，旋轉(zhuǎn)夾頭移動端的螺柱，能夠輕松夾緊固到配電箱內(nèi)的母排，完成接地動作，達到操作方便安全可靠的要求；與指定的導(dǎo)線或固定連結(jié)點相連時，機械拉力應(yīng)不對線夾或連接點造成破壞。}

第二步：棘輪萬向套頭的制作。操作桿是由棘輪套頭和絕緣桿組成。棘輪套頭利用棘輪機構(gòu)的原理，利用彈簧迫使止動爪和棘輪保持接觸，搖桿空套在棘輪軸上，棘爪裝在搖桿上，而棘輪則用鍵固聯(lián)在從動軸上。選用40Cr型鋼作為齒輪傳動結(jié)構(gòu)的材料，保證了轉(zhuǎn)向接地線夾傳動結(jié)構(gòu)良好的扭力傳動性能。在棘輪扳手支架，利用萬向原理，可以實現(xiàn)360°任意角度旋轉(zhuǎn)，能夠快速解決不同方向母排的接地要求，克服之前空間不足的問題；棘輪套頭使用單向齒，棘爪鉸接于套頭內(nèi)，旋轉(zhuǎn)頭是由棘輪、棘爪、萬向接頭組成的一種單向間歇運動機構(gòu)。當絕緣手柄逆時針方向擺動時，驅(qū)動棘爪便插入棘輪齒以推動棘輪同向轉(zhuǎn)動；當絕緣手柄順時針方向擺動時，棘爪在棘輪上滑過，棘輪停止轉(zhuǎn)動。同時，當旋轉(zhuǎn)頭旋轉(zhuǎn)180°時，絕緣手柄順時針方向擺動時，驅(qū)動棘爪便插入棘輪齒以推動棘輪同向轉(zhuǎn)動；當絕緣手柄逆時針方向擺動時，棘爪在棘輪上滑過，棘輪停止轉(zhuǎn)動。通過旋轉(zhuǎn)頭角度的變化來實現(xiàn)接地夾頭夾緊及松開的目的。通過利用力矩扳手功能，設(shè)定緊固接線端的力度，當操作員達到相應(yīng)的力度時，發(fā)出清晰的報訊聲，并且在手柄上可感覺到輕微震動提示。

第三步：一體成型絕緣操作桿的制作。絕緣手柄，用于接地或接地短路目的，將線路端線夾與部分電氣設(shè)備相連的手握絕緣部件。絕緣部件應(yīng)依據(jù)其絕緣性能和操作手柄強度要求來設(shè)定其絕緣和硬度等級要求，確保安全滿足《DL/T 879-2004帶電作業(yè)用便攜式接地和接地短路裝置》規(guī)范標準。接地操作桿及附件應(yīng)能承受負載與各種力所產(chǎn)生的彎曲或扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，以避免產(chǎn)生難以控制的偏移。

4新型接地線的優(yōu)點

新型接地線相比于目前在配電停電檢修中所掛接地線，具有以下2個優(yōu)點。第一，滿足標準規(guī)范。新型接地線，符合《DL/T 879-2004帶電作業(yè)用便攜式接地和接地短路裝置》規(guī)范標準。在對線夾進行試驗時，將線夾與固定連接點的母線排進行連接起來，觀察接地線的安裝和測試裝置試驗過程及結(jié)果，未發(fā)現(xiàn)任何部分存在變形或無其他可能妨礙其繼續(xù)使用的損傷。第二，操作方便，適用于空間狹窄縱向排列母線排。新型接地的螺旋導(dǎo)軌平口線夾，確保的接地線夾壓接可靠，棘輪萬向絕緣操作桿和分緊固，確保了接地可靠。

5結(jié)論

本次對新型接地線的研發(fā)過程，研發(fā)小組以問題為導(dǎo)向，從技術(shù)防護的角度和吸收應(yīng)用檢修工具的優(yōu)良性能，在滿足設(shè)計規(guī)范的情況下，大膽創(chuàng)新地應(yīng)用在新型接地線中。以科學(xué)、嚴謹?shù)膽B(tài)度，對接地線進行了測試實驗，并在日常生產(chǎn)中應(yīng)用。通過現(xiàn)場使用反饋，肯定了新型接地線具有連接緊固，操作方便、靈活、適用性廣的優(yōu)點，有效解決了配網(wǎng)柜接地困難的安全生產(chǎn)問題。