简易式地线提线器的研制及应用

摘要：使用导线提线器提升地线不能满足现代电网安全稳定运行的需要，作业过程中存在工器具自身质量较大且不能适应多种地线横担的问题，现提出研制一种风险值低、安全可靠且省时省力的简易式地线提线器，其由基座体、伸缩链条、丝杆及摇柄组成，能够满足不同电压等级直线塔地线横担的运维需求。经实际应用，该地线提线器可提高地线检修效率，缩短检修作业时间，进而提高输电线路的供电可靠性。

关键词：架空地线;直线塔;地线提线器

1    研制背景

在输电线路直线塔运维过程中，时常需将地线提起查看地线悬垂线夹的健康状况，而随着运行年限的不断增加，地线线夹经常会受到外界环境和设备老化的影响而损坏，严重影响输电线路的安全稳定运行，此时更换地线线夹成为必要措施[1]。但传统的作业模式中没有针对地线量身打造的工器具，往往直接使用導线的提线器来提升地线，导线提线器由于与地线横担部位的尺寸相差太大而导致了操作艰难、作业危险等[2]。

日常工作中通常采用两种方法更换输电线路地线线夹：

（1）钢丝绳作业法。作业人员将钢丝绳套两端分别固定在地线横担和地线上，然后用绞棍不断收紧钢丝绳套，从而提升地线[3]。这种方法需要的工作人员多，程序复杂，费时费力，且检修效率不高，而且在收紧钢丝绳套时旋转绞棍容易对作业人员造成人身伤害，存在一定的作业风险。

（2）手摇葫芦作业法。将手摇葫芦悬挂在地线横担上，钢丝绳一端固定在架空地线上，另一端与手摇葫芦连接，通过人工提升地线[4]。但地线横担上的空间狭小，手摇葫芦自身的体积和重量会使作业人员操作更加困难，而且手摇葫芦需要的工作人员多，费时费力，且检修效率不高。

鉴于以上原因，需研制出一种操作简单、安全可靠且省时省力的地线提线器，用于架空地线线夹更换作业，以提高架空地线检修作业的工作效率，确保线路的安全稳定运行。

2    简易式地线提线器的设计

2.1    设计要求

工作人员在检修架空地线时长期受到无专用工器具的困扰，在以往的检修过程中，采用传统检修方法存在劳动强度大、作业风险高等问题。按照《国家电网公司安全工作规程（电力线路部分）》规定，架空地线提线器设计要求有以下几点：

（1）机械强度高，能够承受架空地线最大档距的重力。

（2）轻便，方便工作人员携带或传递。

（3）具有操作简单、安全可靠的特点。

2.2    金属材料的选择

在零件设计和选材时需考虑材料的韧性、强度等，地线提线器可选择的材料大体上分为优质钢、合金钢、高强度铝钛合金[5]。

（1）优质钢：材质均匀，强度高，质量小，耐磨性较好。

（2）合金钢：强度高，具有足够的韧性、良好的焊接性，变形抗力小，压力加工后不易产生裂纹，具有良好的耐腐蚀性。

（3）铝钛合金：质轻且柔软，密度约为钢的1/3，具有强度高、加工性能好、耐腐蚀性能好等特点。

由于造价较低，优质钢和合金钢在实践中应用广泛。铝钛合金虽造价较高，但其在强度、塑性、硬度以及冲击韧性等方面具有多重优势，能够满足电力行业安全生产的要求，因此，高强度铝钛合金为最优选择。

2.3    整体结构设计

简易式地线提线器由丝杆、摇柄、丝杆基座孔、基座体和伸缩链条组成。卡槽的设计与地线横担的凸起部分结合稳定，基座体由一个主动轮与两个从动轮组成，两个从动轮通过丝杆与伸缩链条连接，通过摇柄转动主动轮，主动轮带动两个从动轮同时转动，使链条伸缩，从而达到同时升降地线的目的，避免了再做地线保护的工序。同时，在与链条连接的护线器上设有地线护线棉，起到在提升地线时防止地线损伤的作用。提线器整体结构如图1所示，结构尺寸符合标准、满足要求。

2.4    简易式地线提线器的安全试验

为检验提线器的安全性能，按《电力安全工器具及小型施工机具预防性试验规程》进行动荷载试验：架空地线提线器在1.5倍的允许工作负荷下操作3次，操作灵活且无卡住现象为合格;进行静荷载试验：提线器在2.5倍的允许工作负荷下承受地线重量持续5 min，工器具无变形、无损伤为合格。由试验结果可知，简易式地线提线器符合标准要求。

3    简易式地线提线器的应用

3.1    简易式提线器的作业流程

（1）塔上作业人员携带提线器登塔至指定工作地点，系好安全带后挂好接地线;

（2）塔上作业人员在指定工作位置安装好地线提线器;

（3）塔上作业人员旋转摇柄收紧链条使地线重量转移至地线提线器上;

（4）在提线器收紧后，塔上作业人员进行消缺或其他检修工作;

（5）塔上作业人员完成消缺或其他检修工作后，拆除地线提线器;

（6）作业人员检查无误后拆除工具并清理作业现场。

3.2    简易式地线提线器特点

（1）简易式地线提线器机械强度高、重量轻，作业人员携带方便、安装简单，到达作业位置后仅需2 min即可安装好。

（2）简易式地线提线器在操作过程中只需一名操作人员，与传统方法相比，大大提高了工作效率，减轻了劳动强度。

3.3    效益分析

简易式提线器的应用，使地线检修作业得以简化，只需一名作业人员在地线横担上即可完成工作，具有很好的经济效益和社会效益。

3.3.1    经济效益

在日常的地线检修作业中，相比于传统检修方法，利用简易式提线器，工作效率有较大提升，工作效率对比如表1所示。

传统作业方法在进行地线检修作业时平均作业时间为140 min，其中主要耗时作业流程是提升地线，约占总时间的50%，在应用简易式提线器后，平均作业总时长为80 min，其中地线提升过程只需花费十几分钟，工作效率大大提高。而传统地线检修需要8名作业人员，新方法只需要4名作业人员，大大降低了作业的人工费用。因此，简易式提线器的应用具有很好的经济效益。

3.3.2    社会效益

简易式提线器的研制，使得本来风险高、流程复杂、费时长的地线检修作业更新为风险较低、流程简单、费时短的作业方法，极大地降低了作业强度，缩短了停电作业时间，避免了因地线故障而造成输电线路跳闸导致大面积停电产生的不良影响。

4    结语

本文通过对传统架空地线检修方法进行分析，研制了一种简易式架空地线提线器，解决了架空地线检修作业时无提线工具的问题，新工具操作简单、安装方便，适用于不同电压等级的直线塔地线横担，且能方便安全地完成地线检修作业。相比以往传统的作业方式，风险值低，安全可靠且省時省力，大大缩短了作业时间，提高了工作效率，具有良好的经济和社会效益。

[参考文献]

[1] 朱迪锋，黄建峰，张湘红，等.500 kV线路架空地线断落原因分析及快速修复方法[J].内蒙古电力技术，2018，36（2）：47-49.

[2] 郑宏伟，陈晨.输电线路架空地线提升工具的设计与应用[J].浙江电力，2013，32（6）：64-66.

[3] 侯飞，刘文恒.500 kV输电线路架空地线提线器的研制及应用[J].内蒙古电力技术，2012，30（1）：48-51.

[4] 辛洪杰，赵荣升.220 kV输电线路双分裂导线提线工具[J].山东电力技术，2017，44（10）：77-80.

[5] 张振威，刘君.特高压大吨位导线提线器的研制[J].安徽电气工程职业技术学院学报，2015（S1）：113-117.

收稿日期：2019-12-09

作者简介：周宇尧（1990—），男，贵州福泉人，工程师，研究方向：输电线路专业智能设备和各类工器具研发。