全方位自动旋转升降绝缘平台的研制及应用

肖荣贵，严成

(湖南省电力公司娄底电业局，湖南 娄底 417000)

为了满足电力线路的安全稳定运行以及电力用户的不间断可靠供电。带电检修方式的探索和发展中，针对临近带电设备使用的安全工器具进行研究较多，而忽略了如何使检修人员安全接近带电设备的研究。

文章针对进出带电区域的载人操作平台进行了分析和研究，设计并研制出一种能够直接固定在电杆杆身上的绝缘操作平台。该平台安装方便，操作简易，具备自动旋转及上下移动的功能，弥补了因地形和环境影响不能开展带电检修工作的不足，使配网带电检修工作得到更大的推广和应用。

1 国内外常用带电作业操作平台介绍〔1〕

1.1 绝缘斗臂车

绝缘斗臂车是配电线路带电作业的专用工具，通常指适用于10 kV以上的线路上进行带电高处作业的斗臂车，其工作斗、工作臂、控制油路和线路、斗臂结合部等都具有一定的绝缘性能，并带有接地线，可在带电作业时为人体提供带电导线与大地之间的绝缘防护。绝缘斗臂车的操作原理是通过利用液压系统控制车体支腿的伸缩、绝缘斗臂的旋转和升降，作业人员在工作斗内即可直接操作并进入带电区域开展带电检修。通过实际应用发现，绝缘斗臂车体型庞大，容易受到地形和交通的限制，而且在开展带电作业过程中，由于斗臂车发动机的工作，不仅产生很大的噪音污染，同时对作业中的相互配合及发布工作指令产生一定的影响。

1.2 固定式杆上绝缘平台

近年来配网带电检修中固定式杆上绝缘平台可以直接将绝缘平台安装并固定在水泥电杆上，然后作业人员攀登至绝缘平台上开展带电检修，该绝缘平台不受地形限制，且连接稳固。工作者在绝缘平台上既满足与大地之间的良好绝缘，又可近距离开展带电检修工作。但是由于受平台固定点的影响，作业人员活动范围有限，往往只能进行其中一相或相邻两相线路的带电检修，在三相导线同时开展带电检修时，至少需要变更1次安装位置或者采用多个平台同时作业的方式，不仅增加了作业难度，更降低了检修效率。

从上述配电线路带电作业平台分析可知，现有的操作平台受地形、交通或周边环境设施的影响而难以摆放操作平台，或存在安装繁琐、操作不灵活等缺点，使用时有局限性。

因此针对各种平台优缺点，并结合配电线路带电作业的工作经验，研制出一种自动旋转、升降的绝缘平台，在安装、使用中能够满足于带电作业操作简易、应用安全的工作要求。

2 全方位自动旋转升降绝缘平台的构成及技术参数〔2－3〕

全方位自动旋转升降绝缘平台采用环氧树脂绝缘材料和铝合金材料制成，满足带电检修工作中对操作平台绝缘性能和机械性能的要求，其功能部件主要有齿轮抱箍，旋转及升降系统，绝缘主撑导轨，载人平台、支撑架以及遥控装置。全方位自动旋转升降绝缘平台整体图如图1。

图1 全方位自动旋转升降绝缘平台整体图

2.1 齿轮抱箍

齿轮抱箍采用铝合金材料制成，它是整个绝缘平台的承力装置和电杆上的固定装置。抱箍的上下2组齿轮盘通过4根金属支撑棒连接固定，每块齿轮盘均用半圆齿轮通过合页开关连接，安装时整组齿轮抱箍可通过合页开关打开，卡在电杆上后用螺栓将齿轮盘闭合连接，坚固牢靠。齿轮抱箍与电杆杆身接触部分采用带橡胶头的螺栓进行固定，既能提高抱箍与电杆之间的摩擦力，又对电杆起到保护作用，不刮伤电杆。通过橡胶头螺栓的调节，可使平台在Φ190～Φ320的电杆上应用。齿轮抱箍外围采用全齿轮结构，与绝缘平台的升降导轨进行齿轮啮合后连接，这样既起到连接稳固的作用，又能通过操作旋转升降系统控制整个平台沿齿轮抱箍进行350°范围内的旋转，达到平台自动平移的目的。齿轮抱箍结构图见图2。

图2 固定砼杆杆身的齿轮抱箍

2.2 旋转升降系统

旋转及升降系统是控制绝缘平台旋转及升降的重要部件，由直流电动机、直流电源以及遥控装置组成。电源采用了1组24 V，20 Ah的直流电池，经过计算和实践表明，可满足整个平台不间断正常工作2 h。

旋转控制系统采用了齿轮传动原理，由于该平台与电杆的固定部分采用轮轴上的小齿轮和齿轮抱箍啮合的结构，在进行平台旋转时，可通过遥控装置启动旋转电机 (250 W 24 V)，经过减速比为30∶1的减速箱后，带动轮轴上的小金属齿轮转动，从而使主撑导轨及载人平台沿着齿轮抱箍的外围齿轮旋转，旋转速度可达180°/min。

升降控制系统以牵引电机为动力，额定拉力1 362 kg，通过控制装置启动牵引电机，驱动导绳器带动绝缘绳控制绝缘平台的吊装以及检修工作时人员的上下移动。在安装绝缘平台时，首先将牵引电机导绳器制动旋钮调至空挡，抽出绝缘绳，再将导绳器制动旋钮调至空挡调至制动后，由检修人员将绝缘绳带到电杆上挂好挂钩，利用遥控装置启动升降牵引电机将绝缘平台由地面牵引到电杆上，安装完毕后，进行带电检修工作时，检修人员可在站在载人平台上操作升降牵引电机使载人平台沿主撑导轨上下移动，其牵引速度在负重227 kg时2.1 m/min。安装效果及使用图例如图3。

图3 安装效果及使用图例

2.3 绝缘主撑导轨及载人平台

绝缘主撑导轨由2根相互平行的0.2 m宽、1.5 m长的绝缘杆组成，载人平台通过2对相距0.5 m的滑块与导轨连接，升降高度可达1 m。滑块通过内嵌的2个小滑轮与主撑导轨接触，由于载人平台工作时会与导轨之间产生一定的力矩，因此滑块中的2个小滑轮连线与水平方向有小角度的斜角，在力矩作用下可与导轨更紧密的接触，这样，在升降控制系统绝缘绳的牵引下，可以使载人平台在绝缘主撑导轨上平稳、均匀地上下移动。载人平台与导轨的连接结构图如图4。

图4 载人平台与导轨的连接结构图

2.4 支撑架

根据杠杆原理，在绝缘平台的承力过程中，由于载人平台对主撑导轨产生的力矩作用，使主撑导轨产生一定的弯曲，为了防止平台的损伤及满足带电检修时安全、平稳的要求，在绝缘平台底部设计了1个支撑架，以此来平衡载人时力矩对主撑导轨的影响。

2.5 遥控装置

遥控装遥控装置是整个绝缘平台的控制中心，由发射器与接收器组成，接收器与继电器连接后固定在平台顶部，作业人员手持发射器即可完成绝缘平台的组装和操作。发射器上由8个操作按键，其中7个单速按键，1个总停，且带有电池电压警示装置，在电压不足时能自行切断电路，底部设计有一个安全钥匙开关，防止未授权者使用。遥控装置通过继电器连接后可实现上/下、东/西、南/北等方向的移动或旋转，遥控距离可达100 m，作业人员在地面或平台上均可灵活操作。

3 试验及结果

为了验证全方位自动旋转升降绝缘平台的电气性能和机械性能，委托国网电力科学研究院电气设备检测中心根据DL 409—1991电业安全工作规程(电力线路部分)标准要求〔4〕，对全方位自动旋转升降绝缘平台进行工频耐压试验和静负荷试验，均符合要求。

工频耐压试验:试验距离0.4 m，试验加压每分钟102.3 kV;静负荷试验:试验加载中每5 min加载2.32 kN。

为了验证全方位自动旋转升降绝缘平台的使用效果，在工作现场进行负载操作试验。配电线路带电检修时，作业人员及所携带工器具不会超过80 kg，安全系数为3，在进行操作试验时，负重240 kg，在旋转、升降过程中未发生平台损伤、变形、转动不灵活现象。

4 使用范围及注意事项

4.1 使用范围

适用于10 kV及以下配网线路杆径为Φ190～320 mm的水泥杆、木质电杆以及钢管杆上开展配电线路带电检修。

4.2 安全注意事项

1)定期进行绝缘平台电气试验以及机械试验，按照带电检修工器具要求进行保存，现场使用前应进行现场检查及检测;

2)现场组装、安装应牢固，作业人员上平台前应对其做冲击实验，确认安装牢固;

3)操作平台移动时应动作缓慢，防止幅度过大或用力过猛损坏平台;

4)杆上作业时必须使用双保险，后备保护绳尽量系在电杆的牢固构件上。安全带则系在绝缘平台上，便于和平台同时移动。

5 结论

全方位自动旋转升降绝缘平台能够满足带电检修工作中对操作平台绝缘性能以及机械性能的要求。通过现场实际操作试验，全方位自动旋转升降绝缘平台在电杆上能够方便快捷地开展配电线路带电检修。直接安装于杆身的作业平台，不受地形和交通的影响，平台体积小，在旋转和上下升降过程中受周边线路、障碍物等影响小，具有很强的适应性。整个平台运输方便，安装简单，操作简易，操作程序安全可靠，已应用于10 kV及以下配电线路的带电检修和农网电杆带电检修中。

〔1〕史洪彬.绝缘斗臂车在配电线路带电作业中的应用〔J〕.电力安全技术，2007(4):51.

〔2〕GB17620—1998带电作业用绝缘硬梯通用技术条件〔S〕.北京:中国标准出版社，2011.

〔3〕Q/GDW698—2011 10 kV带电作业用绝缘平台使用导则〔S〕.北京:中国电力出版社，2011.

〔4〕DL409—1991电力安全工作规程 (电力线路部分)〔S〕.国家电网公司.北京:中国电力出版社，2009.