电缆头制作专用工具研制技术

杨毅 余龙峰

摘 要：随着城市建设的大型化、现代化，高空架设的输、配电线路逐渐被地下电缆所取代。目前大量的电缆采用直埋或隧道敷设，由于作业空间狭窄，给施工造成极大不便，同时用常规工具对电缆头进行制作，稍有不慎便会影响电缆头的质量，造成电缆事故。在制作过程中产生的粉尘对人体有极大伤害，需要采取一定措施来保障人身健康与安全。制作电缆头工艺相对比较严谨、复杂，如果经验不足很容易产生工艺问题，从而增加电缆头被击穿的频率，增加设备损失，经济损失。

关键词：配电线路；电缆；工具

一、技术背景

该系列工具主要针对电缆头制作过程从电缆外护套剥离到主绝缘打磨成型等十几道工序进行研发，在每道工序都有专门的工具进行制作，保证工序的质量，提高工作的效率。其中有部分工具设计有粉尘收集装置，该装置可将施工中产生的98%以上的粉尘进行回收，最大程度降低粉尘污染物对施工人员的危害，保障施工环境和保护人员身体健康。

该系列工具可以将电缆头制作效率提高数十倍，在供电企业可以广泛应用，电缆生产厂家也可以作为电缆配套施工工具进行销售，并作为电缆附件厂家的专业施工人员自备工具。

二、技术方案论证

该系列工具的主要创新点如下：

1、首次开发了电缆头制作系列标准化工具，实现横向及纵向定量、自动进刀，末端自动一次成型，克服了传统施工工艺中的缺陷，极大提高了電缆头制作的自动化程度和质量。

2、根据电缆圆度尺寸不规范现状，电缆头制作工具采用柔性设计结构自动适应电缆线径，避免刀具伤害电缆内部结构。

3、自带集尘装置及成型削磨，可以将打磨主绝缘时产生的粉尘最大限度的收集，避免了环境污染，降低了粉尘对人身的损害。

三、实施步骤

1、可调式电缆固定支架

1.1 技术方案及原理

包括电缆卡头、单头螺栓、卡头支架、卡头销轴、联接体、支腿销轴 、定位孔、支腿接头、支腿联管、锁紧螺丝、锥头、球轴和底盘；可调式电缆固定支架能承受15kg的重量并保持5分钟，各零部件无变形损坏。

1.2 使用说明

电缆卡头通过卡头轴销与卡头支架连接，可以转动一定角度进行仰或俯来适应做电缆头的需要。电缆卡头两侧凹槽和单头螺栓安装有电缆扎带，当电缆放在上面后，扎带沿径向将电缆锁住不会滑脱。卡头支架轴穿过联接体内孔，由锁紧螺丝锁定，需要进行转动时可松开锁紧螺丝。联接体由三块连扳与套管焊接而成，通过支腿销轴与支腿接头相联，支腿的开合角度由定位孔和定位螺丝决定，非使用状态下，三个支腿可收合在一起便于携带，支腿接头与支腿联管以铆接形式联接在一起。球轴一端与锥头通过螺纹相联接，球轴另一端是一圆球，底盘之间联接后，球轴可在内五角度转动，以适应不同地形安放，在底盘底部有一凹槽可装配防滑橡胶垫，防止支架在很光滑的地面打滑。

2、外护套整体分离工装

2.1技术方案及原理

包括框架、抱紧装置和分离装置；抱紧装置包括压紧丝杠和卡爪，压紧丝杠穿过在和其配合的框架的第一螺孔，再从卡爪的孔中通过，此孔中有凹槽，凹槽中间卡有能旋转的卡环，卡环和压紧丝杠固定连接；分离装置包括分离丝杠，分离丝杠和压紧丝杠都在一个水平面上且相互垂直，分离丝杠穿过与其配合的框架的第二螺孔，分离丝杠的一端设有顶尖。性能指标：各运动部件滑动灵活，丝杠转动自如；两侧压紧块之间能承受100N的压力，并保持5分钟，各零部件无变形损坏。

2.2 使用说明

当金属护套环切工作完成后，将该工具套在电缆端部并旋转压紧丝杠，使卡爪将电缆牢牢固定（卡爪表面有尖锐凸起结构）。再旋转顶尖手柄，使顶尖顶住电缆线芯，继续转动手柄使其产生反向作用力，随着反向力的不断加大，电缆护套与主绝缘之间产生滑动现象。两者之间的摩擦力逐渐减少，与此同时双手护住压紧丝杠，左右转动或360度旋转，边转边进行轴向移动，待完全松动后即可用手将其取下。导柱及复位弹簧可使卡爪保持平行移动和复位功能。

3、外半导电层高速自动剥离刀

3.1技术方案及原理

包括牵引轮、轮轴、传动蜗轮、传动蜗杆、牵引电机轴、牵引轮支架、支架轴销、手柄、轴销联块、牵引头定位销、工作头体、电机、电机支架、齿轴、螺丝、进刀旋钮、联板、刀盘、刀架、轴承、轴承压紧法兰、切刀、定位套、偏心轮导槽、偏心轮、调节旋钮、调节旋钮导槽、刮刀、压刀螺丝、刮刀架、联板、进刀旋钮、齿轮、齿轮刀盘固定法兰、导轮支架、复位弹簧、锁紧螺丝、牵引头体、导轮、调节旋钮导槽、调节旋钮、偏心轮。性能指标： 走刀速度和切削速度能分别调节；具有环切和走刀双动力输入接口；能通过偏心轮适应不同直径的电缆并有锁定功能；转动部件转动灵活；切刀调节快捷方便。

3.2 使用说明

该剥离刀的切割部分与走刀部分可以组合成一体，也可以单独完成剥离外半导电层的工作。两者的动力及操控系统是分开的。需自动走刀时将其与切割系统联接上即可，反之为手动操作。

将刀体套入已校正好的电缆绝缘体上（先套入走刀部分再套入切割部分）。压紧定位脚轮，开启刀盘并调整转速，推动刀体向前移动。观察进刀量是否合适。进刀量可通过进刀微调螺母进行调节。进刀量确定后即可开启刀盘。随后开启走刀系统向前移动，走刀速度视切割质量而定。在刀盘上安装两把刀具。刀头主要以切为主，刀头主要以刮为主。刀头的几何尺寸与切削角度对外半导电层的剥离切削质量有很大的影响。

通过无极变速系统可调整刀盘转速和走刀部分的进给速度，外半导电层剥离到规定尺寸后同时关闭切割与走刀系统的电源，松开脚轮，取下刀体。

4、主绝缘电动切刀

4.1技术方案及原理

包括动力头，所述动力头安装动力头架，动力头架上安装有刀具及调节刀具位置的调整装置，所述调整装置固定在槽型背板上，调整装置下部的槽型背板安装有上导轮联板和下导轮联板，上导轮联板和下导轮联板分别相对应安装轮轴。

性能指标：在上下导柱间施加20N的力时，导柱仍可保持转动灵活无阻。

4.2 使用说明

使用时将导向板锁紧螺母松开，拉开下导轮联板，将已处理好的或还未处理好的电缆绝缘体置于轮轴中，推动下导轮联板，使四个轮轴将其卡住，拧紧导向板锁紧螺母，卡紧度以轮轴转动和轴向移动较顺利为宜。松开角度锁紧螺母，转动角度调整板，调整刀具切削角度，角度定好后将角度锁紧螺母拧紧，打开电源，开动机器，旋转进刀旋钮，置切削刀具于合适深度，操作人员用手推动机器向前移动，尽可能保持相对直线进行，推移时不可太用力，刀头高速转动。此时，四个轮轴在轴轮制动钮的作用下，不能自由转动，所以有较好的轴向引导作用，纵切到位后松开制动钮，直接进入环切，环切时施工人员双手把持机器，缓慢进行（因为刀头伸出较长刀具的刚性降低），环切完成后，也可再进行一次纵切，更便于绝缘体分离。

四、经济社会效益和推广应用前景

该系列工具在1年多的应用期间，共制作电缆头2300余个，有效缩短了基建、技改、大修工作时间及各类电缆故障抢修时间，共累计增收供电量1260万余度，增加供电收入705.6余万元，新增利润113.4万余元。同时，使用该系列有效保障了对用户可靠供电，树立了企业良好的社会形象，并为保障地区电网安全，服务经济社会发展、促进地区工农业生产、提高市民生活水平等方面发挥了重要作用。