多功能套筒工具主要措施及应用前景研究

云南电网有限责任公司瑞丽供电局 赵陆军 贾长山 李 杰 晓 贵 倪燕林

电力工作人员为完成日常对供电线路的维护检修工作，经常会随身携带各式各样的绝缘安全用具与电工设备，而多功能套筒工具就是电力工作人员使用频率最高的一种扳手类工具。从电力维保工作经验实际来分析，并不是所有的配电设备安装环境都是空旷的外界环境，经常会出现拆装部位空间狭小、或按照位置较为隐蔽的螺母部件，而传统的梅花扳手难以在有限的特殊空间内进行操作，需要一种多功能组合扳手工具即多功能套筒。

1 多功能套筒的操作方法及保养检修

多功能套筒工具的应用十分广泛，当配电设备的螺帽是呈凹陷状位于机盖平面以内、或配电设备的安装处螺母位置可作业空间十分狭小、传统梅花扳手难以处理螺帽螺柱时，就可利用多功能套筒工具进行拧转螺母了。多功能套筒是一种组合扳手工具，它是由荆轮扳手、万向接头、接杆及各种接头的套筒组合而成。多功能套筒工具的套筒头是与螺母、螺帽接触的部位，表面呈内凹的六边形或十二变型图案，使用时将套筒头与接杆进行连接后，便可用于套入螺帽了，而后在接杆手柄处施加外力，就能够利用杠杆原理将不好旋拧的螺栓或螺母拧松或上紧了。

在电力工作人员将套筒头套在螺帽或螺母上前应先试探性地前后活动手柄，检查套筒与螺母尺寸是否是符合对应的，套筒头是否与螺母充分套紧。确认套筒头套紧、活动手柄无松动空间方可进行旋拧操作。若手柄存在可活动空间，说明套筒头与螺帽螺母连接还存在较大缝隙，主要有两个方面因素：一是套筒尺寸不符，六边形内凹空间大于螺帽或螺母的尺寸；二是套筒套入位置不对，未与螺母螺帽充分结合。若未套紧螺帽进行旋拧操作，则可能导致两方面问题：一是容易损伤螺钉螺母，造成扭断或扭弯；二是套筒松动容易脱力使工作人员伤手或身体失衡，尤其是登高作业时易酿成安全隐患。若是使用由扳手体、活动钳口套筒和蜗杆连接而成的通用扳手时，调整开口时也是如此，要确保开口与螺纹尺寸一致，但切记不能使用大开口尺寸的活动扳手套筒去旋拧小尺寸的螺母，避免因扭矩过大致使螺母变形的问题。

应用多功能套筒工具时还应注意的问题是对手柄施加外力的方式，在实际操作中应用回拉的方式将扳手柄拉向电力工作人员作业方向，尽量不要推柄，要使固定钳口受到的力始终垂直于螺栓纵线，这样才能不使螺母螺栓活动时受到不均匀的受力，偏离螺纹的轨道造成卡死现象[1]。从以往对电力维保工作人员的作业检查情况来看，在使用多功能套筒工具时主要有两个多发的违规操作问题：一是扳手手柄接长的长度随意性较大，很容易脱力伤手，影响作业安全，也容易造成螺母断裂；二是经常将套筒工具用作锤击用途，使套筒连接杆部发生轻微形变，后续使用时旋拧手柄的作用力由于连接杆弯曲方向发生变化，致使螺栓或螺母卡死在安装部位。

鉴于多功能套筒工具的重要作用，应做好经常性养护工作，使其具备最佳的使用性能。每次使用完后、装入电工工具套或工具箱前，应检查套筒头内凹空间内是否残留绣渍或油污，检查套筒的扳口与激光铭字是否还清晰可见，若存在绣渍油污应及时进行清理，避免套筒工具表面出现锈蚀、毛刺或断裂、斑点等影响使用性能的问题。在使用前首先应对要使用的套筒头部及手柄部进行检查，确保多功能套筒工具硬度达标，卡位精准，若发现套筒头或手柄处存在断裂点，应立即停止使用更换工具。

在使用转接杆与手柄连接时，应使拉力平行于螺帽平面、与手柄方向垂直，若作业环境受限须使用推力时，应将手指全部张开、用手掌肉厚部分去推柄，避免螺栓旋拧时击伤手指关节。同时还应切忌在扳杆手柄处加设任何力臂装置，防止损伤螺栓与套筒工具。除日常保养外，还应对多功能套筒工具进行表面加工处理，如套筒头的亮铬工艺处理，增加套筒头的表面强度与光亮度，而连接杆、、蜗杆、摆手柄、万向接头、旋接头等部位则采用灰镍工艺处理，使其具有极佳防锈性能的同时，提升中间部分与手柄的弹性，延长多功能套筒工具组的使用年限。

2 一种多功能套筒工具的优化设计

2.1 多功能套筒工具的优化设计思路

国内的多功能套筒头尺寸及形状等都是根据应用设备的螺母螺纹规格不同而设计的，因此国内并未形成统一具体的规定，而电力维保部门选用的多功能套筒工具都是根据配电站设备的螺母螺栓型号独立定制的，尽管满足了套筒头尺寸的问题，但仍存在很大可优化设计的空间。分析电力工作人员的工作实际，除扳手类工具外，还要携带钳类工具、测量工具、验电器及绝缘防护用品等，一些架空明线的横担式电线杆还要借助登高工具如脚扣、安全带或台梯等。

对多功能套筒工具的主要优化思路是：考虑将所有电力维保使用的扳手类工具都集成在套筒工具内，同时尽量拓展套筒工具的其他用途，减少电力工作人员携带工具的实际负重[2]。现有套筒工具都是一端用于连接扳手槽、另一端为上紧或拧松螺母螺栓的内凹六边形，而电力维保使用的套筒工具中，由于螺栓规格的不同配备了多个套筒头，尽管实现了套筒工具的多功能用途，但却增加了工具的实际存放体积，尤其是登高作业时极为不便。

2.2 套筒头设计

考虑将以往的圆柱型实心套筒头改为多阶梯式六边形设计，这样的套筒是呈阶梯式叠套在一起的，其一段仍是与扳手工具相连的连接槽，而另外一边是可伸缩调整不同尺寸的六边形接头，以四种螺栓规格用途的套筒头为例，它从内到外分为四个不同阶段套筒，内部有卡紧槽进行防脱固定，在槽内固定空间内可自由移动，也可将四个阶段套筒完全拆解，将第一、二阶段的套筒与三、四阶段的套筒分别加工为一体结构，中间一二阶段叠套在一起的部分是通过两端的卡紧槽进行固定的，如使用一阶段套筒规格时，最内层的套筒头伸出卡死就可当做一个独立套筒头使用了，而要使用二阶段套筒头时，需解除卡紧后将一阶段的套筒头沿导轨缩回二阶段套筒头内的空心结构中，此时与螺栓接触的就是二阶段套筒头了。

其中四个阶段的套筒头长度由内至外逐渐加长，这样就能轻易实现套筒头灵活切换了，但由于套筒头的中间部分除一阶段的套筒头是实心以外，其余三个阶段套筒头均为空心筒状结构，因此要考虑在材料设计上用合金钢代替现有的碳素钢，以保证优化设计后的套筒头具有良好的结构稳定性。而两层分离的套筒头，将内层阶段的套筒头全部伸出后，还可对扳手槽进行重新设计，将其中一部分当做接杆使用，这样就能在保证使用功能不受影响的前提下，减少多功能套筒工具的部件数量了。

2.3 拓展功能设计

除了实现扳手类工具功能以外，多功能套筒工具的优化设计中还考虑到其他拓展功能，以减少携带工具的体积与重量。电力工作人员在进行电力抢修时，经常会用到一种辅助工具叫做绝缘棒，也叫做绝缘拉杆或操作棒，是一种内部金属构造保证材料刚性强度、外部覆盖一层绝缘性能极佳的绝缘材料构成的，前段带有用于操作的勾夹。通常与绝缘垫一同使用，主要用于断开或闭合高压线路开关、拆除安装携带性接地线、熔断器及进行带电试验或测试时保护工作人员的人身安全。而优化设计后的多功能套筒工具可通过表面涂装来获得绝缘性能，将四个阶段的套筒头充分延展，以头尾相接的方式卡紧固定后，再在一阶段转接头上外接一个勾夹，就构成了绝缘棒的主体结构。

此外在电力线路设备安装工作中，电力工作人员经常在电工袋中随身放一把锤子，用于敲击固定安放线路设备的膨胀螺丝。虽然多功能套筒工具的操作规范中明确要求了不能将套筒工具用于锤击用途，但并不是所有的部件都不可以用作锤击，像是手柄部位具备良好的弹性，可考虑将多功能套筒工具的手柄设置为可拆卸结构，在套筒工具组中加入一个用螺纹与手柄连接的工作锤特殊接头，这样也免去了工作人员携带锤子工具的麻烦。

3 多功能套筒工具的应用前景

多功能套筒工具在我国拥有非常广阔的应用前景与发展空间，电力维保作为一个高度依赖人工经验与操作技能的行业，它对辅助作业的手工器械的要求极高。而传统呆扳手与梅花扳手难以满足所有的配电设备螺栓安装拆卸要求，而活口扳手又不适用于螺栓凹陷安装的配电机柜，在一些特殊隐蔽的安装环境中，由于可供作业的空间有限也无法有效地完成旋拧工作。而多功能套筒工具完美地解决了如上问题，它通过套筒与连接杆组接加长作用力臂的方式，一是可帮助电力工作人员轻松地够到难以够到的作业地点，二是增大力矩可以很方便地拆卸一些拧得过紧或锈蚀卡死的螺栓螺母。

我国现有的多功能套筒扳手制造市场以实用性为需求导向，不断创新完善了套筒工具的制造工艺和设计理念，其中像是一些在创新工艺技术上比较先进的制造商，已取得了阶段式的研发成果，如华丰巨箭工具在多功能套筒工具的表面处理工艺上获得了国家专利。总的来看，多功能套筒工具作为手工机械业的创新产品，相信一定会在电力行业相关的产业如大型机械设备维修养护上大放异彩。

4 结语

作为我国拥有独立技术的手工机械工具，多功能套筒工具拥有非常大的应用发展空间，它作为电力维保行业最常使用的手工机械，可解决各种安装环境的螺栓螺母拆卸与拧紧工作，所以为提高电力行业的维保工作效率，需要电力工作人员严格按照使用规范操作，爱惜养护工作设备。另一方面，考虑到电力工作人员携带工具的不便因素，多功能套筒工具还应当进行缩减体积重量与拓展功能方面的优化设计。