一種配電線路鐵塔方便扳手的設計研究

余啟育 廖衛平 朱業華

摘要：傳統扳手在緊固螺栓螺母時，由于扳手頭和螺母的幾何約束關系使其無法在狹小的空間中使用，給配電線路鐵塔施工帶來諸多不便。基于此，提出研制一種配電線路鐵塔方便扳手，可根據螺母不同安裝位置適時調整扭矩，實現連續操作。該新型扳手結構簡單，方便攜帶，適用范圍廣，有效提高了工作效率。

關鍵詞：扳手;配電線路鐵塔;扭矩;狹小空間操作

1? ? 項目背景

在配電線路鐵塔施工現場，由于配電線路配件如金具、橫擔、絕緣子等規格多樣化，因此螺母的安裝位置和規格也多種多樣。如圖1所示，傳統的扳手頭部采用圓形設計，在緊固螺母時，由于幾何約束的關系，扳手頭與螺紋緊固件一起轉動。當處于狹小空間內時，傳統的扳手在轉過一定角度后，由于周邊螺栓的阻礙，需要重新卸下套到螺紋緊固件后再開始緊固。如此反復操作才可將螺母緊固，無法快速完成螺栓的緊固施工，嚴重影響工作效率。原來的做法是在扳手頭中增加一個棘輪機構來實現回程空旋，棘輪扳手的扳手頭體積較大，由于空間限制不適用于空間狹小的場合，因此并不能實際解決問題。加上螺母規格多種多樣，還需攜帶多規格的扳手，給工器具準備工作帶來很多不便。且傳統的扳手柄為固定長度，存在使用空間受限的缺點。因此，使用傳統的扳手在配電線路鐵塔緊固螺母時存在諸多不便。

2? ? 項目方案與實施

基于上述問題，為了在狹小空間內實現可連續緊固螺母，從扳手原理出發，本文提出了研制一種新型配電線路鐵塔方便扳手及與其配套的磁性底座。該新型扳手可以在狹小的空間內固定螺栓螺母，并且可調節力矩，使得操作更加便捷。磁性底座用于固定螺栓。

如圖2所示，新型配電線路鐵塔方便扳手由4個零部件組成，分別為搖把手柄1、搖臂部件2、套筒部件3、防脫部件4。其主要是通過套筒部件套入線路鐵塔螺栓的螺母中，在起始階段可以縮短搖臂部件來快速轉動螺母，最后滑動搖臂部件調整擰螺母的力矩大小以達到所需的力矩長度。因套筒與手柄連接段距離螺母與螺栓有一定的高度，在固定過程中不存在受其他螺栓、螺母阻礙的情況，因而實現了能在狹小的空間內固定螺栓與螺母的目的。通過調節套筒跟手柄的距離可達到調節力矩的作用，當所需力矩較小時，縮短套筒跟手柄的距離，可快速搖動手柄以加快螺母的固定，而當所需力矩較大時，拉開套筒跟手柄的距離，可使螺母的受力更大，避免因螺母受力較小而達不到擰緊的狀態。搖把手柄可以翻轉，以便對應不同的螺栓規格。

如圖3所示，與新型配電線路鐵塔方便扳手配套的磁性底座由套筒底座5和開關式磁力座6組成。套筒底座開有兩個不同規格的螺栓套筒孔，可用于不同規格的螺栓。打開開關式磁力座的開關可以將磁性底座吸附在鐵塔上，從而將螺栓固定在鐵塔上，擰動螺栓的螺母時，不需要通過用普通板手固定螺栓尾端，使得操作更加便捷，更加符合人體工程學。

3? ? 應用效果分析

3.1? ? 新型扳手的優點

新型配電線路鐵塔扳手可根據線路鐵塔上螺母的安裝位置的不同，通過調節套筒和手柄的距離，同時根據螺母的型號選擇相應的螺栓套筒孔，然后對螺母進行緊固，從而驗證了設計的可行性。相比傳統的扳手，新型扳手的優點主要表現在：

（1）作業方便。新型扳手扭距可調節，具有靈活性，當在狹小空間緊固螺母時，不受操作空間限制，不需要經常調整扳手的位置，適用范圍更廣，有效提高了工作效率。

（2）攜帶方便。適用于多種規格的螺母，每個螺栓套筒孔相當于一個專用扳手，可根據配電線路鐵塔螺母規格和位置的不同，選擇不同規格的螺栓套筒孔和力矩。減少了攜帶工器具的數量，亦減輕了配網作業人員的勞動強度。

（3）造價低。該裝置制作簡單，材料采購完成后，只需要人工焊接，支出少量焊接費用即可。

3.2? ? 新型扳手的實際應用

新型配電線路鐵塔扳手拆裝方便，已在臺山供電局基建施工現場開展試點使用。根據配電線路現場鐵塔螺栓和螺母的型號、安裝位置的不同，選擇合適的螺栓套筒孔，同時調節扳手的扭動力矩，進行螺母緊固。新型扳手具備非常好的靈活性，適用于多場景10 kV配電線路金具、橫擔螺母空間位置，裝拆方便，減少了配電線路鐵塔施工安裝時間，提高了10 kV配電線路供電可靠性，在減少攜帶工具數量的同時，也提高了配電線路施工作業的工作效率，降低了用電客戶的停電時間，提高了用電客戶的經濟效益。

4? ? 結語

本文分析了傳統扳手和棘輪扳手存在的弊端，提出了新型配電線路鐵塔方便扳手的設計準則，闡述了其工作原理和結構，并進行了螺紋緊固件的裝配試驗，證明了其實用性。新型配電線路鐵塔方便扳手不受周圍其他障礙物的影響，能在狹小的空間內固定螺栓與螺母，也能調節力矩，成功地解決了傳統扳手存在的不足，適用范圍廣，操作輕便，大大提升了工作效率，具有現實的應用價值，推廣前景廣闊。

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收稿日期：2019-11-15

作者簡介：余啟育（1974—），男，廣東臺山人，高級工程師，研究方向：配網規劃與運行控制。