新型多角度接地线棒研究

摘 要：在高电压设备领域，例如变电站，接地线是人手装拆的工具之一，主要是安装在铝铜排和高压电缆上，会有位置高和角度多样的情况，例如高压输电电缆，有45°角拉伸的，还有完全垂直的，要实现这些位置的安全接地，通常的做法要么是爬高梯去克服，要么是另外购置90°弯曲头的接地线棒来安装。如果是另外购置，那就增加了费用投入，而且还占用地方;如果是人员爬高梯去安装，则又存在人员从高处摔落的安全风险，安装起来也很困难。基于此，设计了一种新的接地线棒，可以让人员在较低的安全高度实现多种角度的接地需求。

关键词：多角度接地需求;安全高度;多角度接地线棒

1    传统接地线棒介绍

由于接地线的安装位置存在不同角度，而且高压设备一般离地较高，使用传统接地线棒通常都需要踩上梯子登高到2 m以内的安全高度去安装接地线，如果碰上45°角拉伸和完全垂直的情况，一向的做法要么是爬得很高去克服，要么是另外购置使用90°弯曲头的接地线棒来安装。

因为这些问题，有些变电站会购置少量90°弯曲头的接地线棒，量不大，因为也可以通过人员爬高梯来解决问题，但登高高度越高，人员安全度越低。总的来说，不方便、不实用、不够安全的问题一直存在。

2    新型接地线棒介绍

新型接地线棒，外观与传统的平口接地线棒接近。

传统接地线棒细分，有平口、圆口、平口中间带半圆口三大类，其中又各有90°角的款式，如果全都采购，采购成本和使用适宜度都不易控制。

新型接地线棒只有一种规格，其夹头可以在5种角度范围内自由调整，设计规格综合考虑适应所有的使用需求，特别是针对接地部位相对角度是45°和90°的情况，其主要零部件包括可拆分绝缘杆、夹头以及转动部。

3    新型接地线棒结构细节

如图1、图2、图3所示，新型接地线棒包括绝缘杆1、固定架2、第一固定杆3、夹头4、第二固定杆5以及转动部6，第二固定杆5的一端与夹头4连接，另一端与转动部6固定连接，转动部6与第一固定杆3的一端转动连接;第一固定杆3通过固定架2设于绝缘杆1的顶端;在转动部6上还设有用于限制转动部6相对第一固定杆3转动的限位机构。第一固定杆3与绝缘杆1垂直设置，第二固定杆5与第一固定杆3垂直设置。

将第一固定杆3与绝缘杆1垂直设置，第二固定杆5与第一固定杆3垂直设置，这样，初始状态时，夹头4与绝缘杆1是位于同一直线上的，转动第二固定杆5，便能改变夹头4与绝缘杆1之间的位置，以适应不同的工作场合。

夹头4用于与需要接地的线缆连接，操作时手持绝缘杆1，将夹头4与线缆连接，实现接地;当需要改变夹头4的角度时，打开限位机构，转动第二固定杆5，第二固定杆5带动转动部6绕第一固定杆3转动，当转动至需要的角度时，关闭限位机构即可。

限位机构为八角形卡销7，在第二固定杆5与转动部6连接的一端的端部上设有八角形盲孔8，在转动部6上设有与八角形盲孔8对应的八角形通孔9，当八角形卡销7穿入通孔9直至盲孔8中时，转动部6不能相对于第一固定杆3转动;当八角形卡销7取出后，转动部6能够相对于第一固定杆3转动。

在研究中，转动部6的一端设有安装槽，通过安装槽将转动部6套设于第一固定杆3的端部处，与第一固定杆3转动连接;转动部6的另一端为实心结构，在实心结构中部设置八角形通孔9，在第一固定杆3的端部设置八角形盲孔8，八角形卡销7穿入通孔9中直至盲孔8中，这样，由于转动部6与第一固定杆3通过八角形卡销7连接，转动部6不能相对于第一固定杆3转动，实现了限位、固定的作用;当需要转动转动部6时，将八角形卡销7取出即可。

盲孔8和通孔9均为等边八角形结构，在转动转动部6时，每次转动都需要使八角形通孔9与八角形盲孔8的每条边对齐，这样才能插入八角形卡销7;如此，在转动时，便能实现夹头4与绝缘杆1的180°、45°、90°、135°、-90°这5个角度的改变，在操作过程中，这几个角度已经能够满足所有的操作需求。

另外，夹头4包括上夹片41和下夹片42，上夹片41的一端与第二固定杆5固定连接，下夹片42的一端与第二固定杆5滑动连接，通过滑动下夹片42实现夹头4的夹紧或松开。

其中，在第一固定杆3上设有传动丝杆10，传动丝杆10的两端与第一固定杆3转动连接，在传动丝杆10上套设有支撑杆，支撑杆的另一端与下夹片42滑动连接;传动丝杆10的中部套设有第一转轴13，绝缘杆1的顶部设有第二转轴14，第一转轴13与第二转轴14齿轮咬合连接，转动第二转轴14能够带动第一转轴13与传动丝杆10一起转动，当转动传到丝杆支撑杆能够带动下夹片42沿着第二固定杆5来回滑动。

第二转轴14与绝缘杆1连接，转动绝缘杆1即转动第二转轴14，第二转轴14又与第一转动齿轮咬合连接，则带动第一转轴13一起转动，第一转轴13套设于传动丝杆10上，与传动丝杆10固定连接，这样便实现了转动绝缘杆1能带动传动丝杆10转动;支撑杆的一端与下夹片42滑动连接，另一端与传动丝杆10螺纹连接，当传动丝杆10转动，支撑杆由于不能旋转，便只能沿着传动丝杆10来回移动，在支撑杆来回移动的过程中，支撑下夹片42往上夹片41方向来回移动，便实现了夹头4的夹紧或松开动作。

绝缘杆1上设有两个轴承16，绝缘杆1通过轴承16与固定架2转动连接。在绝缘杆1上设置轴承16，绝缘杆1通过轴承16套设于固定架2底部中心位置，这样，在转动绝缘杆1时，固定架2不会跟着一起转动，只会带动第一转轴13和传动丝杆10一起转动。

绝缘杆1可拆卸地套设于固定架2底部中心位置，在固定架2上设有自锁卡销17，当绝缘杆1插入固定架2后，自锁卡销17卡入轴承16下端边沿;当需要将绝缘杆1取出时，拔出自锁卡销17，自锁卡销17从轴承16下端边沿退出，这样便能将绝缘杆1从固定架2中取出;这样设置，便于在有需要的工作环境中取出绝缘杆1，不妨碍其他工作的进行。

另外，支撑杆包括第一支撑杆11和第二支撑杆12，第一支撑杆11的中部与第二支撑杆12的中部转动连接，第一支撑杆11的一端与传动丝杆10螺纹连接，另一端与下夹片42滑动连接;第二支撑杆12的一端与传动丝杆10螺纹连接，另一端与下夹片42滑动连接;第一支撑杆11与第二支撑杆12位于第一转轴13的两侧，位于第一转轴13两侧的传动丝杆10上的螺丝牙为相反方向设置。

第一支撑杆11和第二支撑杆12中部转动连接，呈X型结构，改变第一支撑杆11与第二支撑杆12之间夹角的大小，便能实现支撑杆推动下夹片42滑动;由于第一转轴13两侧的传动丝杆10上的螺纹牙为相反方向设置，这样在转动传动丝杆10时，第一支撐杆11和第二支撑杆12沿着传动丝杆10相向移动或反向移动，从而实现第一支撑杆11和第二支撑杆12之间夹角大小的改变。

第一转轴13和第二转轴14均为圆台形结构。第一转轴13套设于第一固定杆3上，第二转轴14固定于绝缘杆1上，第一转轴13与第二转轴14垂直设置，将第一转轴13、第二转轴14设置为圆台形结构，这样便能实现两个垂直设置的转轴相互之间的齿轮咬合关系，实现传动。

另外，第二固定杆5上设有用于连接接地线的螺栓孔15。接地线与螺栓孔15连接，夹头4与待接地的设备或线缆连接。

4    结语

本新型多角度接地线棒，与现有工具相比，其有益效果是：接地线棒的绝缘杆与夹头之间的角度可以做出5种变化调整，能够适应多种工作场合，无须购买多种型号的接地线棒，降低了采购使用成本和仓储成本;其结构简单，便于人员操作使用，既提高了操作人员的安全度，降低了操作人员的体力消耗，又提高了生产效率，有效降低了生产时间成本，值得在电力系统高电压领域大力推广使用。

收稿日期：2021-07-22

作者简介：许超华（1980—），男，广东湛江人，电气工程师、变电运行技师，主要从事变电运行值班工作。