便携式接地线小车的研制

彭博　戚安国　周君　朱晓东　张楠

摘 要：接地线在变电运维工作中应用非常广泛，但在接地线传统使用方法中，普遍存在搬运费力、缠绕费时的问题。本文通过分析研究，研制出便携式接地线小车作为接地线专门的搬运和缠绕工具，降低了人力消耗，大幅提高工作效率。

关键词：电力 接地线 便携式 工具

中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（b）-0086-02

接地线是电力系统中应用广泛的安全工器具，由导线端线夹、短路线、接地引线、接地端线夹、汇流夹以及多股软导线上的线鼻构成；在电力设备检修时，通过接地线将检修设备三相短路并接地，是电力工作人员人身安全、电网设备安全的重要保障。（引用自《中华人民共和国能源部部标准—携带型短路接地线技术标准SD332-89》）。

1 问题的提出与分析

变电运维人员使用接地线的流程可归纳为：从安全工器具室取接地线→搬运至装设接地线处→展开接地线→装设接地线→拆除接地线→缠绕接地线→将接地线搬运至安全工器具室，在上述整个过程中，变电运维人员一直在徒手搬运、缠绕接地线。青岛供电公司所配置的接地线中，AYD-S-2型号的220 kV接地线应用较为普遍，该型号接地线长度约15 m，重量约14 kg，对于女性或年龄较大的员工来说，徒手搬运、缠绕接地线十分困难，通常需要两人配合才能完成。

针对接地线搬运费力，初步设计通过工程车搬运接地线、在现场安装接地线放置点等方案；针对接地线缠绕费时，初步设计安装接地线缠绕桩、将接地线简单折叠的方案，针对是否能有效解决问题、是否经济、实施周期等方面对上述方案进行分析，都不具有良好的可行性。对于这种情况，考虑设计一种接地线专用的搬运和缠绕工具，以解决接地线使用过程中的费力、费时问题。

2 便携式接地线小车的研制

2.1 装置设计原则

便携式接地线小车的研制按照安全可靠、实用性强、成本适中、外形美观的总体原则次序进行。

2.2 装置设计方向

首先需要确定便携式接地线小车总体设计方向，结合当前生产生活中的主流搬运装置，初步设计拉杆式、推车式两种方案进行对比。购买两种类型的小车在变电站设备室内进行搬运试验，通过载重能力、稳定性、爬楼能力、尺寸等方面进行对比，得出推车式小车在爬楼试验中比拉杆式明显费力，并且推车式小车小车尺寸较大，不便于工程车运输，最终将设计总方向确定为拉杆式。

2.3 装置的研制

拉杆式便携式接地线小车的研制从以下五个方面进行开展。

2.3.1 制作材料

根据常用拉杆车的参考模型，拉杆车在搬运过程中，最大受力点为整体搬运拉杆车时的拉杆把手，该位置受力为整个装置的重力。制作材料首先应有满足现场作业条件的承重能力，设计选择同规格的铝管、生钢管、不锈钢管进行承重能力试验，试验得出铝管承重能力较差，不作为选择对象。接着，对生钢、不锈钢进行模拟海水成分下的腐蚀试验，试验得出，不锈钢的耐腐蚀性明显优于生钢，由于青岛地区为海洋性气候，空气中的水蒸气溶解有海水的部分成分，与该试验条件相似，所以决定制作材料选用不锈钢材料。经过进一步论证，制作材料最终选用了镍、铬含量都比较高，在潮湿环境下具有相对于其他型号不锈钢更强耐腐蚀性的314不锈钢。

2.3.2 整体框架

在整体框架环节，设计了立体固定式结构和折叠式结构两种方案，技术要求为满足工程车运输要求。经过分析：立体固定式结构虽然制作简单，但是如果设计尺寸满足搬运要求（整体框架高约为1 m），则体积较大，重心不稳，携带不方便，在携带中容易损坏；如果设计尺寸满足工程车运输要求，则使用不便。而折叠式结构虽然在制作阶段需要花费一定时间，且需要设计折叠环节，但是对设备的保管效果好，便于工程车运输。

2.3.3 移动方式

移动方式环节的设计是便携式接地线小车设计的重要环节，由于变电站绝大多数为多层建筑，作为接地线的搬运工具，解决小车爬楼问题是重要课题。初步设计了四轮式（单侧两轮，与小车车身平行布置）和六轮式（单侧三轮，形成三角形结构布置），并对两种方式的小车在变电站楼层间进行爬楼试验。通过爬楼试验得出，在同等试验条件下，单人单手用六轮式小车进行搬运的最大质量明显大于用四轮式小车搬运的最大质量，即六轮式小车更为省力，更加适应变电站现有的多楼层设计的现状，最终移动方式选用六轮式移动方式。

2.3.4 缠绕机构

拉杆式小车的整体设计思路初步解决了接地线搬运费力的问题，但接地线的缠绕问题还没有得到有效解决。根据最初设计思路，便携式接地线小车也要有接地线专用缠绕装置的功能，即在小车上需要配置有接地线的缠绕机构。初步设计定点式（以两定点为端点，将接地线人工缠绕放置）、转轴式（类似电缆线滚结构，通过手摇转轴手柄，将接地线缠绕放置）、电机式（以转轴式结构为基础，加装简易电机，通过电机传动，带动转轴缠绕接地线）三种缠绕机构。对三种缠绕机构分别进行缠绕试验和综合分析，得出定点式的缠绕时间过长，电动式需要外接电源或电池，而且电动式难以控制缠绕速度，综合分析后，最终选择转轴式缠绕机构。

2.3.5 锁定装置

接地线和转轴式缠绕机构都具有一定重量，在缠绕机构设计环节的试验中，发现缠绕机构难以固定。针对这种情况，设计对缠绕机构加装锁定装置，技术要求为能够将小车缠绕机构锁定，防止接地线晃动或散落，在展开接地线时，能够控制接地线的展开速度，尺寸设计满足整体设计要求。从当前市场上主流锁定装置进行选择，初步确定了：插销式（通过在缠绕机构上均匀打孔，安装插销装置。在接地线缠绕后，通过插销将缠绕机构锁定）、V刹式（类似常见的自行车刹车制动装置，由两块橡胶刹车片对缠绕机构产生摩擦力，从而达到将缠绕机构锁定的效果）、碟刹式（类似常见的山地自行车刹车制动装置，由刹车线、刹车调节器、碟式刹车片组成，通过刹车线的拉力让碟式刹车片磨擦并夹住碟盘，达到锁定效果）三种方式，经过分析对比，由于碟刹式相对其他两个方案具有能够按照缠绕机构的实际位置实现无间隙锁定、可以控制接地线展开速度、体积小、外形美观等优点，最终选择碟刹式锁定装置方案。

3 效益分析

新设备的使用带来的效益分为显性效益和隐性效益。

3.1 显性效益

接地线的搬运过程更加省力：便携式接地线小车投入使用后，在接地线搬运过程中所施加的拉力由137.2N减少至21.9N，省力程度达80%以上，减少了大量工作量。老龄员工及女性也可以轻松完成单人搬运接地线工作。

接地线的缠绕过程更加省时、方便：使用便携式接地线小车缠绕接地线，每次平均缠绕时间由61.5 s减少至25.2 s，缩短时间约达60%，大幅度提高工作效率。

3.2 隐性效益

使用便携式接地线小车进行接地线的使用与操作，不仅解决了传统接地线使用过程中搬运困难、缠绕不便的问题，并且间接减少了检修工作停电时间，提高了供电可靠性；研制便携式接地线小车之后，使更多的员工能够进行装拆接地线工作，提高了装拆接地线的工作效率，间接提高生产作业全局工作效率，满足了大检修环境下对工作效率的要求；通过统一的小车设计，使接地线管理更加规范、统一，提高了设备管理水平。

4 结语

便携式接地线小车的研制，彻底解决了变电运维人员使用接地线过程中的搬运、缠绕费力费时的问题，大幅提高了工作效率，同时提高了变电运维管理水平，间接提高了电网供电可靠性，为公司带来了显著地经济效益和安全效益。

参考文献

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[3] 王永光.浅谈变电站接地线规范化管理[J].中国电子商务，2010（10）：251.endprint