输电线路便携式砍树导向辅助钩的研制

2018-02-06陈冠华梁嘉威吴日升

机电信息 2018年3期

陈冠华梁嘉威吴日升

（广东电网有限责任公司江门供电局，广东江门529000）

0 引言

如何控制树木倒向是输电线路运行维护人员在砍树过程中必须面对的难题，本项目计划研制一种砍树过程中控制树木倒向的工具，其具有便于携带、操作简单、安全性高3个技术创新点。该工具装置由一套拆分式绝缘杆、钢体内嵌尖钉钩头及一套绝缘绳组成，双人配合操作，能够达到输电线路运行维护人员在砍树过程中控制树木倒向的目的。

1 应用前景

广东地处南亚热带，地区植被覆盖量大，植物生长速度快，树障多、高等隐患已成为广东电网乃至南方电网安全运行的头号威胁。输电线路工在处理树木的过程中，往往会出现树木粗、重、高的情况，砍伐时单人无法控制树木倒向。在以往的工作经验中，线路工常需要采用梯子靠近绑绳或直接配备安全带爬树绑绳的方式，前者受到地形限制，梯子容易侧倒，对员工人身安全构成威胁；后者工序繁多，并具有一定的危险性。

便携式砍树导向辅助钩的研制，能从根本上解决上述两大难题，且该装置结构较为简单，造价低廉，适合进行批量生产及全网普及运用和推广[1]。

2 输电线路便携式砍树导向辅助钩简介

2.1 研发目的

（1）便携式砍树导向辅助钩需要操作简单，轻便易携；（2）减少砍伐树木给砍树人员带来的危险，提高安全性，尽量减少人员爬上树或梯子的次数；（3）便携式砍树导向辅助钩的操作简单易懂，可操作性强。

2.2 架构

2.2.1 创新点

（1）便于携带：一人可携带，两人便可以操作，适合各种地形运用和操作；（2）钩头内嵌尖钉，便于附着树干，并牢牢卡在树上，在树杈与主干处均适合使用；（3）相较于传统砍树导向工具，本工具适合任何地形，并能大大提高操作过程的安全系数和可操作性；（4）结构简单，造价低廉，便于推广运用。

2.2.2 技术关键点

（1）钩头弧度相对旧款固定式导向辅助钩由原来的1/2圆形钢体钩状部件升级为3/4圆形钢体钩状部件，可用范围更广，覆盖范围更大，受力面积更大，人力拉扯时更安全。

（2）钢体钩状部件内部铁钉分布更加合理。内部铁钉分布由原来的不规则分布升级为每根铁钉相隔35 mm，增加了着力点，使在拉扯时受力均匀，绳子不容易拉断[2]。

（3）钢体钩状部件内部与绝缘杆顶部连接更加稳固。产品分别在上部绝缘杆顶端焊接一个长45 mm相隔10 mm的三叉戟式钢叉，在3/4的圆形钢体钩状部件尾部U型环上方3～5 cm处焊接一个直径10 mm的单面封闭式铁管，用于两者接驳。该设计使钢体钩状部件在树木砍伐作业的上升过程中不易脱落，并确保了钩头固定到树木后易拆分，简单便利。

2.2.3 项目采用的技术原理

本项目中的钢体内嵌尖钉钩头尾部将焊接一个U型环，并提供绳索绑扎在此处，U环上方3～5 cm处焊接一个单面封闭式铁管。而上部绝缘杆顶端将焊接1个三叉戟式钢叉，1根绝缘杆长1.5 m，最多连接4根即6 m杆长的绝缘杆。绝缘绳绑扎在U环处，钢叉中间插入钩头铁管内，钢叉的两边将保证钩头在上升过程中不会360°转动，用绝缘杆将钩头顶至待砍伐树木树干处上端，钩头卡紧树木后将另一个人的绳子拉向树木倾倒方向，此时收回绝缘杆，达到输电线路运行维护人员在砍树过程中控制树木倒向的目的[3]。

2.2.4 项目采用的技术

（1）锤炼：将10 mm厚的钢材原料固定在车床上，利用铁锤进行人力捶打，大约锤炼25 min，使其被锤炼成3/4的圆形钢体钩状部件。

（2）切割：利用切割及对步骤（1）中的圆形钢体钩状部件进行毛坯打磨，并参照旧款固定式导向辅助钩的大小进行切割打磨。

（3）焊接：1）在步骤（2）3/4的圆形钢体钩状部件内部焊接8根长25 mm的铁钉，每根铁钉相隔35 mm；2）在3/4的圆形钢体钩状部件内嵌尖钉钩头尾部焊接一个直径15 mm的U型环，用于绑扎绳索；3）在3/4的圆形钢体钩状部件尾部U型环上方3～5 cm处焊接一个直径10 mm的单面封闭式铁管，用于接驳绝缘杆；4）在拆分式绝缘杆上部绝缘杆顶端焊接一个长45 mm相隔10 mm的三叉戟式钢叉[4]。

（4）将步骤（3）3/4的圆形钢体钩状部件与步骤（3）中修改后的绝缘杆连接在一起，形成可取出式导向辅助钩，示意图如图1所示。

图1 可取出式导向辅助钩示意图

3 效果检查

3.1 质量验证

便携式砍树导向辅助钩制作完成后，先在各种树种的树林进行模拟实验，利用导向辅助钩将绳子挂在树木上，并利用绳子固定方向，另外一个人控制树木倾倒方向，再利用电锯进行砍伐，这样就能安全地砍伐树木。在实验取得良好效果后，班组将其应用到110 kV洪狮线、220 kV圣恩甲线、220 kV圣恩乙线等日常巡视工作的树木砍伐中，便携式砍树导向辅助钩都能轻松安全地将绳子挂到树上控制其倒向，然后对其进行砍伐[5]。

3.2 安全效益

在日常砍伐高大的树木时，输电线路工常采用梯子靠近绑绳或直接配备安全带爬树绑绳的方式，前者受到地形限制，梯子容易侧倒，对员工人身安全构成威胁，后者工序多并具有一定的危险性，而且增加了工作时间和难度。而便携式砍树导向辅助钩能减少危险性及工作时间，能够快速地将绳子固定在树木上，控制其倒向，提高工作效率和设备、人员的安全性。

3.3 经济效益

（1）使用该产品将降低运维人员和设备的安全风险和管理成本，缩短作业周期，提高工作效率，足以满足智能电网的需求。同时也能避免人工上下线，在使用人力方面减轻了劳动强度，减少了人员数量，保障了巡视和检修人员的人身安全.

（2）作业效率高。之前没有便携式砍树导向辅助钩时，遇到过高树障都不可避免要进行一次停电处理。以2014年度为例，220 kV线路平均负荷一般≥10万kW，每次紧急停电以4 h计算，可多送电量W=4×1×10=40万kW·h；2014年社会用电平均电价取0.76元/kW·h，则增加产值Y1=40×0.76=30.4万元；上网电价按0.46元/kW·h计，则增加营业额Y2=（0.76-0.46）×40=12万元。由此可见，可取出式导向辅助钩由于性能的提升而实现避免停电作业所带来的经济效益是多么可观，而且其是可持续发展的，符合当代的社会效益。