輸電線路便攜式砍樹導向輔助鉤的研制

陳冠華 梁嘉威 吳日升

（廣東電網有限責任公司江門供電局，廣東江門529000）

0 引言

如何控制樹木倒向是輸電線路運行維護人員在砍樹過程中必須面對的難題，本項目計劃研制一種砍樹過程中控制樹木倒向的工具，其具有便于攜帶、操作簡單、安全性高3個技術創新點。該工具裝置由一套拆分式絕緣桿、鋼體內嵌尖釘鉤頭及一套絕緣繩組成，雙人配合操作，能夠達到輸電線路運行維護人員在砍樹過程中控制樹木倒向的目的。

1 應用前景

廣東地處南亞熱帶，地區植被覆蓋量大，植物生長速度快，樹障多、高等隱患已成為廣東電網乃至南方電網安全運行的頭號威脅。輸電線路工在處理樹木的過程中，往往會出現樹木粗、重、高的情況，砍伐時單人無法控制樹木倒向。在以往的工作經驗中，線路工常需要采用梯子靠近綁繩或直接配備安全帶爬樹綁繩的方式，前者受到地形限制，梯子容易側倒，對員工人身安全構成威脅；后者工序繁多，并具有一定的危險性。

便攜式砍樹導向輔助鉤的研制，能從根本上解決上述兩大難題，且該裝置結構較為簡單，造價低廉，適合進行批量生產及全網普及運用和推廣[1]。

2 輸電線路便攜式砍樹導向輔助鉤簡介

2.1 研發目的

（1）便攜式砍樹導向輔助鉤需要操作簡單，輕便易攜；（2）減少砍伐樹木給砍樹人員帶來的危險，提高安全性，盡量減少人員爬上樹或梯子的次數；（3）便攜式砍樹導向輔助鉤的操作簡單易懂，可操作性強。

2.2 架構

2.2.1 創新點

（1）便于攜帶：一人可攜帶，兩人便可以操作，適合各種地形運用和操作；（2）鉤頭內嵌尖釘，便于附著樹干，并牢牢卡在樹上，在樹杈與主干處均適合使用；（3）相較于傳統砍樹導向工具，本工具適合任何地形，并能大大提高操作過程的安全系數和可操作性；（4）結構簡單，造價低廉，便于推廣運用。

2.2.2 技術關鍵點

（1）鉤頭弧度相對舊款固定式導向輔助鉤由原來的1/2圓形鋼體鉤狀部件升級為3/4圓形鋼體鉤狀部件，可用范圍更廣，覆蓋范圍更大，受力面積更大，人力拉扯時更安全。

（2）鋼體鉤狀部件內部鐵釘分布更加合理。內部鐵釘分布由原來的不規則分布升級為每根鐵釘相隔35 mm，增加了著力點，使在拉扯時受力均勻，繩子不容易拉斷[2]。

（3）鋼體鉤狀部件內部與絕緣桿頂部連接更加穩固。產品分別在上部絕緣桿頂端焊接一個長45 mm相隔10 mm的三叉戟式鋼叉，在3/4的圓形鋼體鉤狀部件尾部U型環上方3～5 cm處焊接一個直徑10 mm的單面封閉式鐵管，用于兩者接駁。該設計使鋼體鉤狀部件在樹木砍伐作業的上升過程中不易脫落，并確保了鉤頭固定到樹木后易拆分，簡單便利。

2.2.3 項目采用的技術原理

本項目中的鋼體內嵌尖釘鉤頭尾部將焊接一個U型環，并提供繩索綁扎在此處，U環上方3～5 cm處焊接一個單面封閉式鐵管。而上部絕緣桿頂端將焊接1個三叉戟式鋼叉，1根絕緣桿長1.5 m，最多連接4根即6 m桿長的絕緣桿。絕緣繩綁扎在U環處，鋼叉中間插入鉤頭鐵管內，鋼叉的兩邊將保證鉤頭在上升過程中不會360°轉動，用絕緣桿將鉤頭頂至待砍伐樹木樹干處上端，鉤頭卡緊樹木后將另一個人的繩子拉向樹木傾倒方向，此時收回絕緣桿，達到輸電線路運行維護人員在砍樹過程中控制樹木倒向的目的[3]。

2.2.4 項目采用的技術

（1）錘煉：將10 mm厚的鋼材原料固定在車床上，利用鐵錘進行人力捶打，大約錘煉25 min，使其被錘煉成3/4的圓形鋼體鉤狀部件。

（2）切割：利用切割及對步驟（1）中的圓形鋼體鉤狀部件進行毛坯打磨，并參照舊款固定式導向輔助鉤的大小進行切割打磨。

（3）焊接：1）在步驟（2）3/4的圓形鋼體鉤狀部件內部焊接8根長25 mm的鐵釘，每根鐵釘相隔35 mm；2）在3/4的圓形鋼體鉤狀部件內嵌尖釘鉤頭尾部焊接一個直徑15 mm的U型環，用于綁扎繩索；3）在3/4的圓形鋼體鉤狀部件尾部U型環上方3～5 cm處焊接一個直徑10 mm的單面封閉式鐵管，用于接駁絕緣桿；4）在拆分式絕緣桿上部絕緣桿頂端焊接一個長45 mm相隔10 mm的三叉戟式鋼叉[4]。

（4）將步驟（3）3/4的圓形鋼體鉤狀部件與步驟（3）中修改后的絕緣桿連接在一起，形成可取出式導向輔助鉤，示意圖如圖1所示。

圖1 可取出式導向輔助鉤示意圖

3 效果檢查

3.1 質量驗證

便攜式砍樹導向輔助鉤制作完成后，先在各種樹種的樹林進行模擬實驗，利用導向輔助鉤將繩子掛在樹木上，并利用繩子固定方向，另外一個人控制樹木傾倒方向，再利用電鋸進行砍伐，這樣就能安全地砍伐樹木。在實驗取得良好效果后，班組將其應用到110 kV洪獅線、220 kV圣恩甲線、220 kV圣恩乙線等日常巡視工作的樹木砍伐中，便攜式砍樹導向輔助鉤都能輕松安全地將繩子掛到樹上控制其倒向，然后對其進行砍伐[5]。

3.2 安全效益

在日常砍伐高大的樹木時，輸電線路工常采用梯子靠近綁繩或直接配備安全帶爬樹綁繩的方式，前者受到地形限制，梯子容易側倒，對員工人身安全構成威脅，后者工序多并具有一定的危險性，而且增加了工作時間和難度。而便攜式砍樹導向輔助鉤能減少危險性及工作時間，能夠快速地將繩子固定在樹木上，控制其倒向，提高工作效率和設備、人員的安全性。

3.3 經濟效益

（1）使用該產品將降低運維人員和設備的安全風險和管理成本，縮短作業周期，提高工作效率，足以滿足智能電網的需求。同時也能避免人工上下線，在使用人力方面減輕了勞動強度，減少了人員數量，保障了巡視和檢修人員的人身安全.

（2）作業效率高。之前沒有便攜式砍樹導向輔助鉤時，遇到過高樹障都不可避免要進行一次停電處理。以2014年度為例，220 kV線路平均負荷一般≥10萬kW，每次緊急停電以4 h計算，可多送電量W=4×1×10=40萬kW·h；2014年社會用電平均電價取0.76元/kW·h，則增加產值Y1=40×0.76=30.4萬元；上網電價按0.46元/kW·h計，則增加營業額Y2=（0.76-0.46）×40=12萬元。由此可見，可取出式導向輔助鉤由于性能的提升而實現避免停電作業所帶來的經濟效益是多么可觀，而且其是可持續發展的，符合當代的社會效益。

4 結語

綜上所述，輸電線路便攜式砍樹導向輔助鉤是當前輸電線路維護中一個非常重要的工具。裝置由一套拆分式絕緣桿、鋼體內嵌尖釘鉤頭及一套絕緣繩組成，雙人配合操作。便攜式砍樹導向輔助鉤能快速地將繩子固定在樹木上，控制樹木的倒向，從而減少了工作危險性、工作時間以及人員的安排，提高了工作效率和安全性。

[1]輸電線路檢測技術導則：DL/T 1367—2014[S].

[2]架空輸電線路故障風險計算導則：DL/T 1481—2015[S].

[3]王建.輸電線路氣象災害風險分析與預警方法研究[D].重慶：重慶大學，2016.

[4]吳坤祥.浙江省特高壓輸電線路運維檢修管理模式研究[D].杭州：浙江工業大學，2014.

[5]郭林.淺談輸電線路的運維與檢修技術[J].中國高新技術企業，2017（12）：237-238.