簡易式地線提線器的研制及應用

摘要：使用導線提線器提升地線不能滿足現(xiàn)代電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的需要，作業(yè)過程中存在工器具自身質(zhì)量較大且不能適應多種地線橫擔的問題，現(xiàn)提出研制一種風險值低、安全可靠且省時省力的簡易式地線提線器，其由基座體、伸縮鏈條、絲桿及搖柄組成，能夠滿足不同電壓等級直線塔地線橫擔的運維需求。經(jīng)實際應用，該地線提線器可提高地線檢修效率，縮短檢修作業(yè)時間，進而提高輸電線路的供電可靠性。

關鍵詞：架空地線;直線塔;地線提線器

1? ? 研制背景

在輸電線路直線塔運維過程中，時常需將地線提起查看地線懸垂線夾的健康狀況，而隨著運行年限的不斷增加，地線線夾經(jīng)常會受到外界環(huán)境和設備老化的影響而損壞，嚴重影響輸電線路的安全穩(wěn)定運行，此時更換地線線夾成為必要措施[1]。但傳統(tǒng)的作業(yè)模式中沒有針對地線量身打造的工器具，往往直接使用導線的提線器來提升地線，導線提線器由于與地線橫擔部位的尺寸相差太大而導致了操作艱難、作業(yè)危險等[2]。

日常工作中通常采用兩種方法更換輸電線路地線線夾：

（1）鋼絲繩作業(yè)法。作業(yè)人員將鋼絲繩套兩端分別固定在地線橫擔和地線上，然后用絞棍不斷收緊鋼絲繩套，從而提升地線[3]。這種方法需要的工作人員多，程序復雜，費時費力，且檢修效率不高，而且在收緊鋼絲繩套時旋轉(zhuǎn)絞棍容易對作業(yè)人員造成人身傷害，存在一定的作業(yè)風險。

（2）手搖葫蘆作業(yè)法。將手搖葫蘆懸掛在地線橫擔上，鋼絲繩一端固定在架空地線上，另一端與手搖葫蘆連接，通過人工提升地線[4]。但地線橫擔上的空間狹小，手搖葫蘆自身的體積和重量會使作業(yè)人員操作更加困難，而且手搖葫蘆需要的工作人員多，費時費力，且檢修效率不高。

鑒于以上原因，需研制出一種操作簡單、安全可靠且省時省力的地線提線器，用于架空地線線夾更換作業(yè)，以提高架空地線檢修作業(yè)的工作效率，確保線路的安全穩(wěn)定運行。

2? ? 簡易式地線提線器的設計

2.1? ? 設計要求

工作人員在檢修架空地線時長期受到無專用工器具的困擾，在以往的檢修過程中，采用傳統(tǒng)檢修方法存在勞動強度大、作業(yè)風險高等問題。按照《國家電網(wǎng)公司安全工作規(guī)程（電力線路部分）》規(guī)定，架空地線提線器設計要求有以下幾點：

（1）機械強度高，能夠承受架空地線最大檔距的重力。

（2）輕便，方便工作人員攜帶或傳遞。

（3）具有操作簡單、安全可靠的特點。

2.2? ? 金屬材料的選擇

在零件設計和選材時需考慮材料的韌性、強度等，地線提線器可選擇的材料大體上分為優(yōu)質(zhì)鋼、合金鋼、高強度鋁鈦合金[5]。

（1）優(yōu)質(zhì)鋼：材質(zhì)均勻，強度高，質(zhì)量小，耐磨性較好。

（2）合金鋼：強度高，具有足夠的韌性、良好的焊接性，變形抗力小，壓力加工后不易產(chǎn)生裂紋，具有良好的耐腐蝕性。

（3）鋁鈦合金：質(zhì)輕且柔軟，密度約為鋼的1/3，具有強度高、加工性能好、耐腐蝕性能好等特點。

由于造價較低，優(yōu)質(zhì)鋼和合金鋼在實踐中應用廣泛。鋁鈦合金雖造價較高，但其在強度、塑性、硬度以及沖擊韌性等方面具有多重優(yōu)勢，能夠滿足電力行業(yè)安全生產(chǎn)的要求，因此，高強度鋁鈦合金為最優(yōu)選擇。

2.3? ? 整體結構設計

簡易式地線提線器由絲桿、搖柄、絲桿基座孔、基座體和伸縮鏈條組成。卡槽的設計與地線橫擔的凸起部分結合穩(wěn)定，基座體由一個主動輪與兩個從動輪組成，兩個從動輪通過絲桿與伸縮鏈條連接，通過搖柄轉(zhuǎn)動主動輪，主動輪帶動兩個從動輪同時轉(zhuǎn)動，使鏈條伸縮，從而達到同時升降地線的目的，避免了再做地線保護的工序。同時，在與鏈條連接的護線器上設有地線護線棉，起到在提升地線時防止地線損傷的作用。提線器整體結構如圖1所示，結構尺寸符合標準、滿足要求。

2.4? ? 簡易式地線提線器的安全試驗

為檢驗提線器的安全性能，按《電力安全工器具及小型施工機具預防性試驗規(guī)程》進行動荷載試驗：架空地線提線器在1.5倍的允許工作負荷下操作3次，操作靈活且無卡住現(xiàn)象為合格;進行靜荷載試驗：提線器在2.5倍的允許工作負荷下承受地線重量持續(xù)5 min，工器具無變形、無損傷為合格。由試驗結果可知，簡易式地線提線器符合標準要求。

3? ? 簡易式地線提線器的應用

3.1? ? 簡易式提線器的作業(yè)流程

（1）塔上作業(yè)人員攜帶提線器登塔至指定工作地點，系好安全帶后掛好接地線;

（2）塔上作業(yè)人員在指定工作位置安裝好地線提線器;

（3）塔上作業(yè)人員旋轉(zhuǎn)搖柄收緊鏈條使地線重量轉(zhuǎn)移至地線提線器上;

（4）在提線器收緊后，塔上作業(yè)人員進行消缺或其他檢修工作;

（5）塔上作業(yè)人員完成消缺或其他檢修工作后，拆除地線提線器;

（6）作業(yè)人員檢查無誤后拆除工具并清理作業(yè)現(xiàn)場。

3.2? ? 簡易式地線提線器特點

（1）簡易式地線提線器機械強度高、重量輕，作業(yè)人員攜帶方便、安裝簡單，到達作業(yè)位置后僅需2 min即可安裝好。

（2）簡易式地線提線器在操作過程中只需一名操作人員，與傳統(tǒng)方法相比，大大提高了工作效率，減輕了勞動強度。

3.3? ? 效益分析

簡易式提線器的應用，使地線檢修作業(yè)得以簡化，只需一名作業(yè)人員在地線橫擔上即可完成工作，具有很好的經(jīng)濟效益和社會效益。

3.3.1? ? 經(jīng)濟效益

在日常的地線檢修作業(yè)中，相比于傳統(tǒng)檢修方法，利用簡易式提線器，工作效率有較大提升，工作效率對比如表1所示。

傳統(tǒng)作業(yè)方法在進行地線檢修作業(yè)時平均作業(yè)時間為140 min，其中主要耗時作業(yè)流程是提升地線，約占總時間的50%，在應用簡易式提線器后，平均作業(yè)總時長為80 min，其中地線提升過程只需花費十幾分鐘，工作效率大大提高。而傳統(tǒng)地線檢修需要8名作業(yè)人員，新方法只需要4名作業(yè)人員，大大降低了作業(yè)的人工費用。因此，簡易式提線器的應用具有很好的經(jīng)濟效益。

3.3.2? ? 社會效益

簡易式提線器的研制，使得本來風險高、流程復雜、費時長的地線檢修作業(yè)更新為風險較低、流程簡單、費時短的作業(yè)方法，極大地降低了作業(yè)強度，縮短了停電作業(yè)時間，避免了因地線故障而造成輸電線路跳閘導致大面積停電產(chǎn)生的不良影響。

4? ? 結語

本文通過對傳統(tǒng)架空地線檢修方法進行分析，研制了一種簡易式架空地線提線器，解決了架空地線檢修作業(yè)時無提線工具的問題，新工具操作簡單、安裝方便，適用于不同電壓等級的直線塔地線橫擔，且能方便安全地完成地線檢修作業(yè)。相比以往傳統(tǒng)的作業(yè)方式，風險值低，安全可靠且省時省力，大大縮短了作業(yè)時間，提高了工作效率，具有良好的經(jīng)濟和社會效益。

[參考文獻]

[1] 朱迪鋒，黃建峰，張湘紅，等.500 kV線路架空地線斷落原因分析及快速修復方法[J].內(nèi)蒙古電力技術，2018，36（2）：47-49.

[2] 鄭宏偉，陳晨.輸電線路架空地線提升工具的設計與應用[J].浙江電力，2013，32（6）：64-66.

[3] 侯飛，劉文恒.500 kV輸電線路架空地線提線器的研制及應用[J].內(nèi)蒙古電力技術，2012，30（1）：48-51.

[4] 辛洪杰，趙榮升.220 kV輸電線路雙分裂導線提線工具[J].山東電力技術，2017，44（10）：77-80.

[5] 張振威，劉君.特高壓大噸位導線提線器的研制[J].安徽電氣工程職業(yè)技術學院學報，2015（S1）：113-117.

收稿日期：2019-12-09

作者簡介：周宇堯（1990—），男，貴州福泉人，工程師，研究方向：輸電線路專業(yè)智能設備和各類工器具研發(fā)。