下置電機式自動握緊接地線夾的研制

摘要：變電站內將設備轉為檢修狀態時，有些需借助接地線進行短路接地，然而限于接地點設備的具體位置、操作空間等因素，往往會造成接地困難、接地線夾擰不緊等現象。首先簡述了變電站內傳統接地線的結構及操作時存在的困難，進而設法對接地線操作棒及動力系統進行改進，研制出一種下置電機式自動握緊接地線夾，使其在控制器的指令下具有自動握緊、松開功能，將其應用在220 kV及以下電壓等級設備的接地，可起到省時省力、提高工作效率的效果。

關鍵詞：變電站;自動握緊;接地線夾;下置電機;控制器

0? ? 引言

接地線是在將變電站內設備轉為檢修狀態時經常用到的一種安全工具。接地線通過連接導體端和接地點，使得設備和接地點等電位，從而保障接地范圍內作業人員的安全。

目前所用接地線通常由接地導線、導線端線夾、接地端線夾和操作棒等部分組成[1]，接地線夾為螺旋壓緊式結構。操作接地線時由人工手動旋擰，裝、拆一次110 kV、220 kV的接地線，往往需要擰幾十圈，當操作人員帶上絕緣手套進行操作時，更是增加了操作難度，不僅費力耗時，還存在一定的作業風險[2-3]。因此，本文以提高操作便捷性和安全性為出發點，對現有接地線進行改進，設計一種自動握緊、松開的接地線夾，可大大提高操作效率。

1? ? 接地線的現狀

變電站內接地線導線端線夾通常采用螺旋壓緊式，如圖1所示，通過操作人員手動旋轉操作桿，帶動線夾夾塊運動，以此來調節兩夾塊間的距離，從而實現裝、拆接地線過程中的握緊、松開功能。該接地線具有結實、耐用等特點，但由于操作人員擰緊一組接地線夾時需要將操作桿旋轉數十圈，會耗費大量的力氣;有些設備位置難以垂直放置接地線夾，往往需要操作人員站在絕緣臺上，將整個操作棒連同接地銅線一并舉起一定傾斜角度，才能進行旋擰，此時即使操作人員已經擰到胳膊酸痛，也依然會存在接地線夾擰不緊的現象。

傳統接地線裝、拆過程耗時費力，且存在因線夾未擰緊而造成接地不良等操作風險。

2? ? 下置電機式自動握緊接地線夾

與傳統手動擰緊式接地線夾相比，本文所設計的自動握緊接地線夾除采用同樣的主材料外，重點對操作棒接頭及動力輸出系統進行了改良設計。

2.1? ? 操作棒接頭改進

為了不改變操作棒的絕緣長度，本方案只對操作棒接頭處加裝六角公頭，如圖2所示，一端插入母頭的孔內，另一端旋接鎖緊至接地棒桿體。該結構采用縱向拔插式裝拆，當對絕緣棒進行旋轉時，橫向受力不會造成接頭松動，該六角公頭具有裝拆簡單、可靠的優點，可提高操作效率。

2.2? ? 動力輸出系統原理

為減輕接地線夾頭部的重量，便于操作人員握緊操作棒，本方案采用下置電機式動力輸出系統，將動力系統部分設置在操作棒底端，如圖3所示。由控制器對電機發送指令，通過電機的正轉或反轉，實現接地線夾的夾緊或松開，從而取代了運行人員的手動操作，減輕了勞動力，使接地更加牢固可靠。同時，對于傳統手動擰緊式接地線夾接地困難、接地線夾擰不緊等處，自動握緊接地線夾均可在較短時間內握緊或松開，從而可大大提高工作效率。

具體結構原理介紹如下：

（1）可充電鋰電池集成在手柄處，配有充電接口，并具有剩余電量顯示功能，當電量不足時提醒操作人員及時補充電量。

（2）控制開關具有上撥、下撥兩個運動方向，可分別實現電機的正轉、反轉，當松手后，控制開關自動復位至斷電狀態。

（3）直流電機可在控制開關的指令下實現正反轉，經過減速箱的作用后可實現接地線夾的握緊、松開。

（4）減速箱與直流電機相連，并由直流電機帶動工作，減速箱可以通過降低轉速（降至約30 r/min）并提高轉矩，達到驅動操作棒桿體旋轉的目的。

（5）桿體適配圈可以根據操作棒的粗細進行調節，并能緊固操作棒底端。

（6）適配器母頭內有六角形插孔，用于連接桿體，將減速箱的扭力傳遞到桿體，帶動桿體轉動。

（7）六角公頭一端插入母頭的孔內，另一端旋接鎖緊至接地棒桿體的下端，當桿體轉動時，可以保證將桿體固定牢固。

3? ? 下置電機式自動握緊接地線夾的優點及應用前景

與傳統接地線夾相比，本方案在結構上主要有以下4個創新點：

（1）桿體接頭處：采用拔插式結構，可以減少桿體連接時間。

（2）電機：接地線夾由具備正反轉功能的電機進行連接，通過電機轉動實現接地線夾握緊或者松開的功能。

（3）可充電電池：用于向電機提供動力電源。

（4）控制器：控制器集成在接地線操作桿手柄處，當操作人按下控制器按鈕時，可實現電機正轉或反轉，從而可使接地線夾握緊或松開。

本文設計的接地線夾實用性強，在發電廠、變電站、輸配電線路等設備轉檢修狀態需要接地線時，均可實現快速有效的接地。

4? ? 結語

接地線本身重量較大，當操作人員采用傳統接地線夾進行接地操作時，往往會遇到接地點接地不牢固或者不易安裝等問題，本文從操作棒桿體連接處、動力輸出系統兩個方面進行了改良設計，接地線操作桿采用拔插式接口，具有安裝便捷、快速的特點，擰緊接地線時可以通過控制器對電機發送指令，控制電機的正反轉，從而實現接地線夾的握緊、松開功能。本文所設計的方案不但省時省力，而且可在一定程度上提高接地操作的安全性。

[參考文獻]

[1] 顧艷君.新型超高壓短路接地線導線端線夾的設計與分析[D].蘇州：蘇州大學，2012.

[2] 劉生輝，李柳松.多角度可調式高壓接地線的設計[J].廣西電力，2015，38（2）：63-65.

[3] 梁宇輝.10 kV多轉向站地式長型接地線的研制應用[J].科技創新與應用，2016（19）：172-173.

收稿日期：2019-11-06

作者簡介：張華彬（1985—），男，山東菏澤人，工程師，主要從事變電運行工作。