一种新型带电作业绝缘杆电动剪线工具套装的研制＊

卢恩庆，黄蔡平，施宇亮，陈 轲，张伟斌

（国网福建省电力有限公司漳州供电公司，福建 漳州 363000）

绝缘杆作业法剪线是配网不停电作业常见的作业项目，作业中线路带电，绝缘杆起到主绝缘作用。剪线过程中为防止导线晃动，碰触其他电位设备，除剪线工具外还需配备固定导线工具。

目前国内外使用的长杆剪线工具有2类：一类是手动棘轮绝缘杆剪线工具，另一类是绝缘杆杆头部分安装遥控电动切刀组合剪线工具。第一类缺点是手动工具操作费力，特别对大线径钢芯铝绞线难以手动剪断。第二类缺点是电动部分在杆头，重心偏上，手抓位置力矩较大，难以控制。

研发的新型绝缘杆电动剪线工具适合所有线径的断线工作，而且电动部分在手柄位置，操作人员力矩较小，操作灵活方便。在传统的绝缘线剪的基础上加入动力部分，减轻操作者的压力，增加操作的准确性。电动绝缘剪主视图如图1所示。

图1 电动绝缘剪主视图

1 研究背景

高压安全用具是带电作业的工具。带电作业工具有很多种，根据不同的使用要求，高压安全用具主要是用于进行高压设备操作的必备防护用具，它们可以避免触电、弧光灼伤和高空坠落等伤害事故的发生。高压安全用具与电工通常使用的工具不同，通常的电工工具在工作时是要对电器进行连接、导线进行钳切等直接接触操作。

常用固定导线工具为导线锁杆或夹杆，控制剪断导线，防止导线晃动碰到其他相或地电位，造成短路事故，传统锁杆和夹杆不适用所有线径导线，锁紧过程操作复杂。研发一种导线锁杆，操作简单，可适用所有线径的导线固定，优于传统的锁杆和夹杆。剪线工具套装的研制将提高配网不停电作业断线工作的效率，还能保证作业过程的安全，保障设备和人员的安全。绝缘杆作业法的安全性较高，绝缘杆作业法的技术条件是人体与带电体保持足够的安全距离，有足够的空间间隙，且采用特殊的绝缘性能良好的工具，对人体毫无影响，足以保证带电作业人员的安全。

2 项目特点

可调节电动式绝缘锁杆包括杆身、设置在杆身两端的螺杆、传动装置控制刀头机以及设置在螺杆外侧的锁头。其中，所述锁头包括导线卡槽和调节式卡扣，导线卡槽和调节式卡扣中间形成供导线穿过的导线孔，所述导线卡槽通过连接部与螺杆固定连接，所述调节式卡扣和导线卡槽一端通过轴连接另一端活动，其中，调节式卡扣活动连接端设有多个调节孔，导线卡槽活动连接端设有固定调节孔的锁定组件。锁定组件包括第一锁定块和第二锁定块，第一锁定块和第二锁定块之间通过连接杆相互连接，连接杆外径套有弹簧，导线卡槽活动端设有容纳连接杆和弹簧的通孔，第一锁定块和第二锁定块分别位于导线卡槽的两侧；第一锁定块上还设有一锁杆，锁杆一端与第一锁块固定连接，另一端穿过导线卡槽的锁孔后插入调节式卡扣的调节孔，从而将调节式卡扣固定在导线卡槽内。杆身设有与螺杆相匹配的内螺纹，螺杆的外螺纹和杆身的内螺纹相配合，转动杆身可实现2个锁头之间的距离调节。调节式卡扣的多个调节孔形成弧形，可以根据导线的直径选择相应的调节孔。调节孔为沉孔或通孔。

研发的新型带电作业用绝缘杆电动剪线工具适合所有线径的断线，而且电动部分在手柄位置，操作人员力矩较小，操作灵活方便。研发一种导线锁杆，相较于传统的锁杆和夹杆操作简单，可适用所有线径的导线固定。新研制的剪线工具套装将提高配网不停电作业断线工作的效率，保证作业过程的安全与设备和人员的安全。

涉及的研究内容：①剪线工具电动机构设计，传动装置控制刀头机理研究；②研究剪断不同导线所需电机扭力，确保适用剪断配网35～240 mm线径导线；③绝缘锁杆结构设计；④研究设计绝缘杆电动剪线套装选材、结构组合，满足10 kV带电作业绝缘工具耐压试验要求。

如图2所示，杆身两端采用螺杆式延伸，只要转动杆身就可轻松实现两端的延伸和缩短；固定相导线的锁头采用封闭式结构，避免作业中导线因晃动等原因脱钩，极大程度地减少安全隐患；增大两边相导线的空气间隙，在作业过程中首先将两边相导线按照10 kV配网不停电作业的作业要求进行绝缘遮蔽，接着将调节式绝缘撑杆两头分别固定住两边相导线，然后转动杆身将两边相导线撑开，获得足够的空气间隙；锁头包括导线卡槽和调节式卡扣，导线卡槽和调节式卡扣中间形成供导线穿过的导线孔；调节式卡扣活动连接端设有多个调节孔形成弧形，可以根据导线的直径选择相应的调节孔；导线卡槽活动连接端设有固定调节孔的锁定组件，锁定组件设有弹簧装置，弹簧装置复位状态保证调节孔锁杆处于锁定状态；调节孔为沉孔或通孔；通用性强，适用于不同型号、不同线径、不同相间距的导线。

图2 带增力开关接地棒

3 具体措施

10 kV配电线路带电作业中需要使用绝缘掐线剪来掐断导线。现有技术中的绝缘掐线剪如图3所示，顶端为压块，右端为夹头。该绝缘掐线剪通过压块的开口打开或闭合完成导线的夹紧。

图3 剪刀

上述的绝缘掐线剪的缺点如下：①10 kV架空线路带电作业中，操作效率低，剪柄短，剪头开口小；②在掐线过程中回转半径比较大，达到1 m以上；③操作过程非常费力；④对带电体安全距离要求高，不适用于较复杂工作环境。

现有技术中的棘轮机构如图4所示，棘轮机构可以将连续转动或往复运动转换成单向步进运动。棘轮轮齿通常用单向齿，驱动锁紧手柄铰接于连杆连接座摆动时，锁紧连杆摆动传递动力加紧压块与夹头，从而紧固锁定被减线缆实验固定线缆剪线，达到不错位及不走位进行剪线工作，本实用新型旨在提供一种绝缘掐线剪，以解决现有技术中绝缘掐线剪操作效率低、费力和安全距离小的问题。

图4 带增力开关接地棒标注图

为了实现上述目的，本项目提供了一种绝缘掐线剪及电动绝缘剪，通过夹具压紧固定方式来实现定位，再进行线缆的剪线与分离，利用绝缘掐线剪的压紧功能在剪线缆断开的瞬间，并保证线缆不会下坠落砸伤检修工作人员，提高安全生产效益。

通过传动装置控制刀头机理设计剪线工具的电动机构，刀头部分满足剪断35～240 mm线径钢芯铝绞线硬度要求，传动装置能有效控制刀头及锁杆头，机械性能满足传动要求，有防止传动机构卡死和断裂的措施。

研究剪断不同导线所需电机扭力，电机力矩满足剪断35～240 mm线径钢芯铝绞线要求，电池电量满足剪断240 mm线径钢芯铝绞线20次以上。

绝缘锁杆结构设计优化了锁杆头结构，将原来螺旋选择线径的方式替换为推拉结合闭锁方式，固定导线采用螺旋方式，使其操作更加便捷，提高锁线效率。开展了绝缘杆电动剪线套装选材的研究，绝缘杆应保证选材轻便，结构可靠，满足机械强度要求，有效绝缘长度大于0.7 m，并要通过10 kV耐压试验。

4 产品效果及前景

带电作业剪线是带电作业的基础作业，新型绝缘杆电动剪线工具套装的研制不仅可以减轻作业人员的工作量，有效提高现场施工效率，而且可以保障作业人员的安全。

新型绝缘杆电动剪线工具套装大大提高了不停电工程现场施工的效率。以供电公司配电线路施工为例，三相剪线可减少时间约10 min，一次作业可以增供电量450 kW·h，进一步加大该新型绝缘杆电动剪线工具套装在全省、全国的推广，将产生巨大的经济效益。

带电作业可增供减停，提升用电满意度，提高配网供电可靠性，但同时带电作业也是高危工作，保障作业人员的安全意义重大；导线断线时，导线晃动可能造成线路设备短路故障，引起电网停电，危及电网安全，给公司带来严重损失，新型绝缘杆电动剪线工具套装可保障配网可靠供电。

新型绝缘杆电动剪线工具套装可广泛应用于配网检修、业扩工程、抢修消缺和农网改造等多种配网不停电项目。

5 结束语

综上所述，新型带电作业绝缘杆电动剪线工具套装杆身两端采用螺杆式延伸，只要转动杆身就可轻松实现两端的延伸和缩短；固定相导线的锁头采用封闭式结构，避免作业中导线因晃动等原因脱钩，极大程度地减少安全隐患；此外，还可以增大两边相导线的空气间隙，确保作业人员的人身安全。