一种基于软轴的高人机功效柔性接地棒研制

李建平 张川 仲泽坤 白春涛 谢雨静

摘 要：变电站内仍有许多接地点即非水平也非垂直，而是呈现与水平有任意夹角的状态。例如，倾斜装设的主变套管的引流线，部分避雷器、电流互感器、耦合电容器向斜上方拉紧的引流线等。因为特殊夹角的存在，人机功效差。而且倾斜装设的接地线自重较大，状态不稳定，装设中易发生脱落。轻者砸伤瓷瓶、损坏设备，重者下落过程中砸伤地面人员。一种基于软轴的高人机功效柔性接地棒研制可以有效解决上述问题。

关键词：接地棒;软轴;功效柔性;

一、目前接地操作存在的问题

接地棒又称接地极，其一端埋入大地，构成电力设备的接地系统。目前，接地棒的种类有很多，例如，便于携带的抽拉式接地棒，接地棒本体为多节结构 ;带有旋转手柄和接地棒本体带有螺纹的接地棒，可手动旋转进入大地 ;为便于取出，在带螺纹的接地棒本体上设有安装环的接地棒 ;接地棒本体为光杆的接地棒。

目前，变电运行人员使用的接地线绝缘操作棒按照接地线导体端分类，仅有普通型和直角型两种。以最常见的导线接地的情况来看，以上两种接地棒别适用于待接地导线处于水平和垂直状态两种情况。然而，变电站内仍有许多接地点即非水平也非垂直，而是呈现与水平有任意夹角的状态。例如，倾斜装设的主变套管的引流线，部分避雷器、电流互感器、耦合电容器向斜上方拉紧的引流线等。因为特殊夹角的存在，在上述位置使用普通型或直角型接地棒进行装设时，接地线绝缘棒需对应保持倾斜才能勉强完成装设，人机功效差。而且倾斜装设的接地线自重较大，状态不稳定，装设中易发生脱落。轻者砸伤瓷瓶、损坏设备，重者下落过程中砸伤地面人员。

二、一种基于软轴的柔性接地棒研究思路

本项目是研制一种基于软轴的柔性接地棒。利用软轴替代原有的硬连接传输机械力，既可保证导体端通过螺栓旋紧的方式实现与接地点的紧密接触;也可通过调节接地线导体端与绝缘棒夹角，实现对任意角度的接地点的接地操作。由于接地线绝缘棒可在操作中始终保持垂直状态，减少了运行人员操作中的体力耗费，增强了人机功效，有利于减少操作时间，提高工作效率，同时减少了接地线的操作难度，可减少装设过程中导体端从接地点脱落的发生几率。便捷的柔性接地棒，包括接地棒，接地棒的上端连接有连接器，连接器分为顶端连接器和中间连接器;上下相邻两根接地棒之间通过中间连接器进行来连接，中间连接器两端皆设置有孔，中间连接器分为螺纹中间连接器和限位中间连接器;顶端连接器的顶端密封，用于锤击，其底部设置有连接孔，用于与最上端的一根接地棒的顶部连接;顶端连接器上连接有柔性导线，柔性导线连接在顶端连接器的顶部或者其四周外壁上，柔性导线的另一端与地网连接;锤击时，连接器与锤击头配合，锤击头包括连接端和锤击端，锤击端的直径大于连接端的直径;该接地棒具有安装便捷，安装时接地棒不会损伤的特点。

从根本上保证了施工作业时接地棒的正确使用，可以有效地防止因施工作业时不挂接地棒、误挂接地棒、接地棒挂设不可靠和施工结束时未及时拆除接地棒、遗漏拆除接地棒等原因而造成一系列安全事故的发生。设备能够提升输电线路作业安全管控精益化水平，使输电线路检修作业更安全。

项目实施计划分为以下步骤：（1）调查统计分析变电站各类接地点的机械角度情况，分析柔性接地棒的角度调节范围。（2）根据现场的情况设计出“软轴柔性接地棒”的相关技术要求、图纸、资料。（3）根据设计出“软轴柔性接地棒”的相关技术要求、图纸、资料，进行样品制作。（4）对制作出的“软轴柔性接地棒”样品，并进行安全工器具试验、试用和改进。（5）最终定型后，完成相关论文发表、专利申请。

根据电业安全工作规程的要求，为了保证作业人员的安全，需要在停电检修设备的各个可能来电侧装设临时接地线.但由于一般需要停电检修的设备安装位置比较高，从而导致临时接地线的装设位置也比较高，所以临时接地线的操作杆一般都比较长，比较重;同时，临时接地线的接电夹开口较大，挂到停电检修设备上后，需要通过长时间旋转操作杆才能使接电夹夹紧停电设备，这些问题是导致操作困难的重要原因.为了降低操作人员的操作难度，提高工作效率，减少操作时间，消除安全隐患，新设计的新型临时接地线可以通过推拉操作杆方式使接电夹钳口迅速缩小，在操作杆上再设计螺纹，通过旋转操作杆从而拧紧接电夹，使得停电检修设备可靠接地。

三、成果的实际应用与效果检验

一種基于软轴的柔性接地棒实际应用下来有以下特点：1、铝合金模压一次成型;钳子采用优质铝合金材质，模压一次成型，具有密度大更耐摔等特点。2、橡胶手握、防滑;手握采用橡胶材质，独特的凹格设计，增加防滑的功效，更加确保作业人员的人身安全。3、优质软铜线，采用16mm?保电阻纯铜软铜线，外皮采用透明PVC，铜线三年不变色。

人机工效方面需要做到以下几点内容：

第一，明确人机功效学目的，充分发挥其应有作用，通过把人、对象、环境进行相互衔接，协调好三者之间的关系。

第二，科学有效的开展工作设计流程，把人、工作场所、硬件的设计以人的体力、体形、功能作为依据，让作业与人体相户配合发展，而不是要求人来适应作业设计流程。这一做法可以减少作业存在的隐性风险，提高作业的安全性和效率。

第三，合理安排组织。变电站作业是需要消耗一定的体力劳动，在一定程度上会对人产生有害效应。因此在作业之前，工作人员必须要经过专业化的培训，熟练掌握专业化的操作技能，增强生理和心理的承受力，可以很好适应作业中出现的多种变化。

人机工效综合评估的基本过程为：首先根据评估对象的特性确定进行产品人机工效评估评估目标，寻找主要的评估方向;然后根据评估目标确定人机工效综合评估指标，并建立评估指标体系;根据指标体系，确定每个指标相应的人机工效评估方法，并确定评估工具及参与者;接下来选择权重计算方法并确定综合评估模型，最后进行综合评估，搜集数据进行计算，得到评估结论。