手扳葫芦荷载监测报警装置的研制

2018-09-21张贵军周自更

机电信息 2018年27期

张贵军周自更王宾

（云南电网有限责任公司昆明供电局，云南昆明650011）

0 引言

目前，随着经济的发展，架空输电线路也在日渐增加，在线路施工及检修作业时，常常用到手扳葫芦。因此，手扳葫芦在输电线路运行维护及检修工作中有着重要的作用。

现在使用的都是具有额定荷载的手扳葫芦，无法在作业过程中测量判断葫芦所受到的荷载是否在额定荷载值范围以内，如果所受荷载超过了手扳葫芦的额定荷载，很有可能造成手扳葫芦的链条开断等损坏，大大增加了作业人员及设备风险。文献[1]中也明确规定手扳葫芦不得强行超载使用。因此需要研制出一种能即时测量使用时手扳葫芦所受到的荷载，发生过载时能够及时报警，降低作业风险的装置。

1 项目任务

设计出一种能及时测量使用时手扳葫芦所受到的荷载，发生过载时能够及时报警的装置。

1.1 设计原理

该套组合工具初步设计由测力感应装置、报警感应装置组成。将此装置加装在手扳葫芦的挂点处，在设定好额定荷载后使用葫芦操作时显示屏能及时显示实时荷载并在超过设定的荷载时发出报警信号，从而避免因过载造成的人身、设备事故风险。

1.2 荷载监测报警装置的材料优选

工具型式及工作负荷确定后，需要进一步确定荷载监测报警装置的材质。由于本项目（手扳葫芦荷载监测报警装置）是用于高空操作的工具，安全性要求高，且材料要具有一定的弹性形变能力，因此综合考虑，主材选用LC4、40CR等主要航空用材。

1.3 手扳葫芦荷载监测报警装置组合形式的确定

根据类似工作的作业方法及现有的工器具并结合实践经验对工具的关键部位进行分析，同时结合文献[2]所列环链手扳葫芦的结构参数，提出组合方案：使用U型环或螺栓等材料工具使手扳葫芦监测报警装置与手扳葫芦可靠连接，实时对所受荷载进行监测报警。

经过分析，该方案加装监测报警装置牢固、稳定，便于与手扳葫芦的连接安装。因此最终方案为：使用U型环、螺栓等材料工具使手扳葫芦与监测报警装置连接，实时对所受荷载进行监测报警。

1.4 试验研究项目

（1）手扳葫芦荷载监测报警装置整体机械性能——室内模拟试验完成；

（2）手扳葫芦荷载监测报警装置的通用性、合理性、操作灵活性——现场操作验证、改进、优化。

2 具体实施方式

“手扳葫芦荷载监测报警装置”被列为昆明供电局2014年度职工科技创新项目，昆明供电局输电管理所在2014年8月初成立项目小组，对该项目进行专题研究。为研制出输电线路中手扳葫芦荷载监测报警装置，项目小组成员认真学习了相关手扳葫芦工具的结构和原理，经过反复讨论，研究出了初步的解决方案。

在现场试验过程中，经过分析，该装置的荷载值可以设定6 t以内的任意值，因此，将该装置加装在绝缘子卡具的丝杆上使用，同样发挥了良好的效果；荷载监测报警装置使用电池供电，解决了野外作业装置供电难的问题；并且该装置设计小巧，避免了带电作业中减小组合间隙而导致放电跳闸的问题。因此，手扳葫芦荷载监测报警装置的完成达到并超出了当初的设计初衷。

手扳葫芦荷载监测报警装置工作原理：将荷载监测报警装置与手扳葫芦有机连接组合，通过装置对所受荷载的监测报警实现过载保护。

手扳葫芦荷载监测报警装置的平面结构图和三维立体图分别如图1和图2所示。

图1 手扳葫芦荷载监测报警装置平面结构图

图2 手扳葫芦荷载监测报警装置三维立体图

2014年9月，工具做成后技术人员对该工具的连接部位和实用性进行了检查。

2014年9月，在羊仙坡带电作业中心铁塔上进行模拟实验，达到了预期工作要求。

2014年10月，用该工具进行了5次现场试用，效果良好，能够准确实时监测荷载并在过载时报警，且同样适用于其他受力工具的荷载监测报警保护。

3 实施效果

老式作业方式即未加装此装置的作业方式时常因为手扳葫芦所受的荷载超过葫芦本身的额定荷载而导致手扳葫芦损坏或造成塔材拉弯甚至倒杆事故的发生，具有很大的安全隐患。加装此装置后，能有效监测到手扳葫芦和杆塔挂点处所受荷载大小，过载时及时发出警报，有效避免了因荷载过大而造成的安全事故，降低了作业风险，提高了作业过程中的安全系数和供电可靠性；而供电可靠性的提高，使得供电企业可多供电、多售电，提高了企业的经济效益。

该手扳葫芦荷载监测报警装置能够定量地对手扳葫芦的受力情况进行实时监测，测量范围0～6 000 kg，且可以设定报警值，当受力达到报警值时装置发出报警声，有效解决了手扳葫芦在使用过程中受力无法准确判定的问题，避免了手扳葫芦过载时损坏而造成事故。

该装置在昆明供电局架空输电线路进行了23次应用，能准确测量手扳葫芦的受力，超限时能及时报警，降低了作业风险。手扳葫芦荷载监测报警装置现场使用图如图3所示。