新型配網接地線的研發

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用弊端和使用時接地線夾結構不合理之處，提出了一種新型配網接地線的研制方案，具體描述了配網接地線線夾的改進及優化方案。根據調研分析的弊端，提出了利用棘輪結構原理、萬向接頭原理，分體式原理，提出優化的配網接地線線夾和操作桿的方法，研究出新型配網接地線。該型接地線使得配電停電檢修工作的掛設接地線這一環節變得更加安全高效。

關鍵詞 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備臨時短路接地用的一種安全用具，其作用是對高壓設備進行停電檢修或進行其他工作時，防止設備突然來電和鄰近高壓帶電設備產生感應電壓對人體的危害，同時泄放斷電設備的剩余電荷。它包括接地元件、短路元件和一個或多個絕緣元件。經過研發小組調研統計，目前供電系統使用的接地線多為縱向螺旋壓緊結構。根據工器具的使用情況調查和人機功效的調查分析報告中，得出以下2個問題：第一，由于接地線的導線端和絕緣棒的方向固定，當遇到母排縱向排列的開關柜的時候，接地線的絕緣桿則容易被母排擋住，導致其不能使用，從而導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柜的空間，作業人員安裝接地線困難，無法滿足人機功效的要求。為更好地落實作業風險的管控措施和人機功效調查正確性，研發小組研發出一種新型配網接地線。

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。研發小組人員，通過適用“人機料法環”和“思維導圖”等先進的方法得出如下改進方向。第一，通過利用棘輪結構的原理，優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，更好地適應作業環境；第三，創新性地采用可分體式的結構，先將接地線的導線端夾在母排上，再通過棘輪進行夾緊固定，確保接地線夾不受開關柜空間不足的影響。通過適當調整導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

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

第一步：螺旋導軌平口線夾的制作。接地線夾功能可以實現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的螺旋壓緊式，通過線夾內帶可調行程的螺栓與導線壓緊，保持其耐用性好，連接穩固的優良特性，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構，通過上下兩片方形鋁質合金塊壓緊，將站方形母線包圍，連接穩固，接觸良好，從而確保壓接面的最大化。使用導軌式引導結構，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，具有質量輕易攜帶的優點。新型轉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，符合國家關于短路接地線的技術標準參數。以上設計確保線夾應具有可靠的接觸面并且能承受額定故障電流所產生的熱應力和機械應力，確保緊固度的同時，做到質量輕、結構簡單，并且降低生產的成本和維護成本。受力點通過螺栓，旋轉夾頭移動端的螺柱，能夠輕松夾緊固到配電箱內的母排，完成接地動作，達到操作方便安全可靠的要求；與指定的導線或固定連結點相連時，機械拉力應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，而棘輪則用鍵固聯在從動軸上。選用40Cr型鋼作為齒輪傳動結構的材料，保證了轉向接地線夾傳動結構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360°任意角度旋轉，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，旋轉頭是由棘輪、棘爪、萬向接頭組成的一種單向間歇運動機構。當絕緣手柄逆時針方向擺動時，驅動棘爪便插入棘輪齒以推動棘輪同向轉動；當絕緣手柄順時針方向擺動時，棘爪在棘輪上滑過，棘輪停止轉動。同時，當旋轉頭旋轉180°時，絕緣手柄順時針方向擺動時，驅動棘爪便插入棘輪齒以推動棘輪同向轉動；當絕緣手柄逆時針方向擺動時，棘爪在棘輪上滑過，棘輪停止轉動。通過旋轉頭角度的變化來實現接地夾頭夾緊及松開的目的。通過利用力矩扳手功能，設定緊固接線端的力度，當操作員達到相應的力度時，發出清晰的報訊聲，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備相連的手握絕緣部件。絕緣部件應依據其絕緣性能和操作手柄強度要求來設定其絕緣和硬度等級要求，確保安全滿足《DL/T 879-2004帶電作業用便攜式接地和接地短路裝置》規范標準。接地操作桿及附件應能承受負載與各種力所產生的彎曲或扭轉應力，以避免產生難以控制的偏移。

4新型接地線的優點

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個優點。第一，滿足標準規范。新型接地線，符合《DL/T 879-2004帶電作業用便攜式接地和接地短路裝置》規范標準。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果，未發現任何部分存在變形或無其他可能妨礙其繼續使用的損傷。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結論

本次對新型接地線的研發過程，研發小組以問題為導向，從技術防護的角度和吸收應用檢修工具的優良性能，在滿足設計規范的情況下，大膽創新地應用在新型接地線中。以科學、嚴謹的態度，對接地線進行了測試實驗，并在日常生產中應用。通過現場使用反饋，肯定了新型接地線具有連接緊固，操作方便、靈活、適用性廣的優點，有效解決了配網柜接地困難的安全生產問題。