一种用于接地线操作杆的电动旋转装置

顾天逸 沈钟婷

（国网苏州供电公司，江苏 苏州 215026）

《国家电网公司电力安全工作规程》规定，线路验明无电压后，应立即装设接地线并三相短路，各工作班工作地段两端和可能送电到停电线路的分支线都要验电、挂接地线。接地线由接地线夹固定到导体上，接地线夹如图1 所示。变电站中的导体高度较高，且存在感应电，因此接地线夹需要通过绝缘的操作棒拧紧。

当工作范围较大时，变电站中需要挂10 副以上的地线，每副地线有三个地线夹，按每个地线夹平均需要拧5 圈计算，总共需要拧150 圈。用于拧地线夹的操作棒的手柄为直筒形，因此拧紧主要用腕部力量，容易造成腕部疲劳。若把手柄改成曲柄形状可以利用手臂发力，防止手腕疲劳，但需要对现有的大量操作棒进行更换或改造，工作量较大。另外，曲柄容易在搬动和使用过程中发生断裂。

为了解决大量装设接地线时人员的疲劳问题，本文设计了一种接地线操作棒电动旋转装置，可以利用电动机对操作棒进行拧紧或拧松。

1 电动旋转装置的结构设计

该电动旋转装置的整体结构如图2 所示，主要由手柄（把手）、主轮、副轮、减速箱、电机、电池、开关和按钮等构成。本装置针对手柄形状、开关和按钮位置以及重量分布等进行了特殊设计，使得使用者能够方便、可靠地进行操作。

图2

1.1 手柄、主轮、副轮

由于接地线操作棒的直径不同（30mm 至40mm），本装置采用钳形结构，以实现与不同直径的接地线操作棒快速固定。

总体结构如图3 所示，整个电动旋转装置采用钳形结构，在两个把手上设计有三个转轮，其中一个轮子（主轮）由电机带动，另外两个轮子（副轮）可以自由转动。如图3 所示。

图3

使用时，将操作杆夹在主轮与副轮之间。尽管不同操作杆的直径不同，但都在一定范围内变化，因此操作杆总能与三个轮子同时相切。由于副轮自由转动，此时只要主轮转动，就能带动操作杆转动。

主轮直径为54mm，与操作杆的接触面上设计有凹槽，起到防滑作用。为了减小运转时的震动，凹槽设计为人字形。

副轮采用直径40mm 的聚氨酯包胶轴承，在保证操作杆顺利转动的同时，利用摩擦力防止操作杆上下滑动。

1.2 减速箱、电机

减速箱及电机如图4 所示。采用蜗杆减速机构，使得本装置具有合适的减速比和扭矩。并且电机方向与主轮的轴垂直，电机可以放置在手柄中，使得装置外形更紧凑。考虑到电机重量大，如此布置也可以使重心靠近中间，握持时更加顺手。

图4

经计算，若绝缘操作杆直径取36mm，转动操作杆需要的力矩取0.8Nm，操作者右手施加在握把上的握力取100N，则主轮与操作棒之间的压力约为180N，此时，只要主轮摩擦系数达到0.3 且电动机转矩达到1.2Nm 即可满足要求。

因此选择减速比为200 的5840-31Y 电机，额定电压12V，空载转速40 转/分钟，额定扭矩3.2Nm，可以满足要求。若操作杆直径36mm，则操作杆转速约60 转/分钟，转速适中。

1.3 开关和按钮

该装置的把手上设计有一个双刀双掷船型开关和一个电源按钮。船型开关用于选择电机转向，电源按钮按下时电机即转动。电源按钮采用扳机式，便于操作。

2 电动旋转装置的使用方法

左手握把处结构如图5 所示。用左手小指与无名指按压a处，装置即可张开，将操作杆放在轮子中间，然后用食指与中指按压b 处，装置闭合，夹住操作杆。

图5

右手握把处如图6 所示。当装置闭合，夹住操作杆后，右手食指和中指按压c 处，装置即夹紧操作杆。然后用右手无名指和小指按下d 处的扳机式电源按钮，电机电源接通，通过减速箱带动主轮转动。转向可以用右手拇指通过e 处的转向选择开关控制。

图6

3 电动旋转装置的优点

3.1 通用

只要操作杆的直径在一定范围内，都可以夹在主轮和副轮之间，实现电动旋转。

3.2 便携

本装置用电池供电，总重1.112kg，方便携带，特别适用于管理多个变电站的班组携带使用。不需要在每个变电站配备本装置，节约成本，便于维护。

3.3 操作方便

操作本装置时，先用左手小指和无名指张开装置，再用左手中指和食指合上装置，接着用右手食指与中指捏紧，再用右手无名指和小指按下开关，右手拇指则负责选择旋转方向。各个手指各有分工，依次动作，符合人机工程学，富有韵律感，使用简单，易于上手。

3.4 造价低

本装置结构简单，制造容易，若大批量生产，造价十分低廉。

4 结论

经过实际使用验证，本电动旋转装置便于使用和携带，造价低廉。在当下电力生产一线人手紧张的条件下，对缓解人员疲劳有一定帮助，具有推广价值。