一种电力配网施工用多功能绞磨牵引装置研究

国网山东省电力公司日照供电公司 韩雨真 王兆龙 李伯涛 燕迎祥 陈 瑶 杨洪达 于海洋

电力工程配网架空线路施工过程中，会安装比较笨重的安装设备和工器具等，传统的做法通常是由人工攀爬背负上去，或者采用大型起吊机通过绳索将设备起吊至杆塔安装位置。人工方式只能携带一些比较小型的器械和工具，而大型起吊设备通常都比较笨重，需要利用叉车进行移动，在一些位置偏僻或者车辆无法进入的山地区域，大型起吊设备无法使用，这大大延长了配网施工进度，降低了施工效率。

目前，市面上常见的小型绞磨机也存在着一些弊端，一方面工人在使用牵引线对牵引线路进行预架设的时，由于采用的是人工配合牵引机进行手动拽取，如果牵引线过长会造成牵引线散落分布，对施工有所影响；另一方面，施工人员在手工牵引线拽取时，由于绞磨机没有专门的锁止装置，如果在绞磨机遇到突发故障无法运行的情况下，会导致牵引线在线路的作用下发生反向移动，造成人员人身安全。如果在物体起吊过程中绞磨机发生故障，需要人工对牵引绳进行拉动以保持牵引绳不动，以免被吊装物体发生掉落[1]。

为了能够迅速及时地将安装设备起吊到指定的位置，提高工作效率，并且不受地理位置的限制，同时使设备在被吊装时更加稳定安全，本文设计了一种配电网杆塔上安装设备时起吊用便携绞磨式牵引装置，该牵引装置主要由固定部分、动力部分、变速箱、卷筒四部分组成。固定部分主要是将装置固定在塔根或者塔底，为锚固和可调节式楔形抱箍结构，可满足大部分杆、塔型号。动力部分选择汽油动力，燃料好取，动力大。该多功能绞磨牵引装置重量轻，牵引起重负荷大于0.5T，安装方便，操作简单，适合在位置偏僻或者地面不平、车辆无法进入的地区使用。

1 便携绞磨式牵引装置结构及原理

便携绞磨式牵引装置的主要结构包括固定底座、汽油驱动机、变速箱、滚筒等部件。装置的固定方式采用锚固和可调节式抱箍两种固定方式。在地面环境允许的情况下优先采用锚固的方式进行固定。如果地形比较复杂或者需要水平牵引安装设备时，可采用抱箍的方式进行固定。抱箍采用高强度尼龙绳作为固定材料，将固定绳缠绕到树干、大石或者杆塔上，固定好卡扣即完成牵引装置的固定工作。

便携绞磨式牵引装置的固定底座为工型设计的支撑架，支撑架上端设有导线轮，导线轮上设有可充磁的可转动电磁盘，电磁盘上有可以产生磁场的绝缘盘，绝缘盘边缘为充磁后的铁柱。支撑架的前端为对牵引绳进行紧急锁止的锁止机构。锁止机构上有倾斜的导引轮，后端设有用于驱动锁止机构的推拉式电磁推杆。支持架下端为对牵引线进行收纳的收纳装置，收纳装置靠近导线轮一侧设有电磁感应开关。

本设计的特点和优势为独特的锁止机构，用于在绞磨机使用过程中突发故障时对牵引绳索进行紧急锁止，防止起吊物体突然掉落引发事故。锁止机构的龙门支架上设有立板，立板的上下边角处有限位块，限位块之间是转轴，转轴处呈L型设计的转动板，转动板的短边是楔形。转动板的下端是楔形的锁紧块，锁紧块呈中心对称设计。立板后端是呈凹型的移动块，移动块与立板卡接，与电磁推杆的下端相连，移动块的前端为缩紧轮，缩紧轮的外周与立板两侧边在同一平面上。

为了防止牵引装置在起吊过程中因牵引绳晃动引起的拉力不稳、突然断电、起吊过重引起的承载力不足等原因导致起吊系统失稳、绞磨辊倒转的突发状况的发生，装置增加了防反转设置。防反转组件主体为一个L型连接板，在连接板一侧装有复位弹簧，另一侧装有卡接臂，卡接臂通过活动轴杆与起吊装置相连接。在起吊装置的驱动轴上设有齿轮盘，齿轮盘与多组卡齿相互啮合，当齿轮盘在驱动轴的带动下正常转动时，卡齿会拨动卡接臂，在复位弹簧和轴杆的配合下对卡接臂起到不断复位的作用。由于卡齿与卡接臂之间为卡接啮合，一旦起吊装置失稳导致绞磨辊发生反转，连接板上的复位弹簧因为没有得到复位而卡住转动的卡齿，进而带动了驱动轴，防止角磨辊因驱动轴的带动发送持续的反转，避免了起吊物体发生掉落情况的发生。

便携绞磨式牵引装置的收纳装置为L型的放置架，放置架一侧为凸板，凸板上三个等距排布的立座，两侧的立座上设有从动齿轮，中间立座上的为主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相互啮合。主动轮安装在转杆上，凸板靠近转杆的一侧设有呈凹型的防护盘，远离转杆的一侧设有限位盘，防护盘内侧壁上设计有与从动齿轮相匹配的齿槽。转杆的一端与放置架相连，另一端设有转盘，转盘上设有扶手。

导线轮支撑架上设有定位装置，定位装置为定位板，定位板边角设有紧固盘，两侧边角处设有棘型紧固器。工作时，便携绞磨式牵引装置通过导线轮上的电磁盘、支撑杆上的锁止机构和电磁推杆，在电磁感应开关的配合下，使得锁止机构可以根据便携绞磨式牵引装置的运行情况自由的开合，使得牵引绳可以随时锁止与松开，保障牵引绳在工作时的稳定性。通过装置底部的收纳装置，配合牵引轮的引导，可以使牵引绳被及时收纳起来，避免牵引绳过于凌乱，引发施工人员被绊倒的事故发生，保障施工人员的安全，同时也能缩短收绳的时间，提高工作效率。

牵引装置还具有工作小时计数功能，可自动记录装置的工作时间，通过计时器既可以了解装置的使用频率，合理分配装置的使用时间，也可以为装置的后期保养提供依据，起到对使用操作人员的提醒作用[1]。

2 便携绞磨式牵引装置的安装使用

便携绞磨式牵引装置的固定安装采用锚固和可调节尼龙绳固定相结合的方式。按照国网安全施工的规定，绞磨机的卷筒与最近的转向滑车之间至少需要保持5m的距离，在地势平坦、视野开阔的地理环境下可以实现，但是在大多数情况下，杆塔位于位置偏僻的山顶或者地形陡峭的上坡上，狭小的空间无法保证绞磨机必须位于杆塔外1.2m的要求，绞磨机离起吊位置过近，绞磨机难以固定牢固，起吊时容易引起牵引绳晃动，引发事故。因此，在地形复杂的情况下，便携绞磨式牵引装置的固定安装可采用锚固的方式进行。

便携绞磨式牵引装置既可以对物体进行垂直起吊，也可以进行水平牵引，牵引方向不受限制。使用时首先将装置通过尼龙绳或者地锚进行固定，然后将牵引绳逆时针缠绕在滚筒上，进绳在靠箱体端绕4～5圈后收紧牵引绳。试运转前将刹车传动离合器脱开，将手柄脱开，闭合离合器。起吊时，发动机运转正常，合上离合器，待滚筒转动时检查各部位及转向等，确认后收紧牵引绳，负荷产生后，滚筒出锁不能放松。

配合配套的滑轮，牵引装置可实现多倍力量的起吊牵引。首先将牵引装置固定在树干或者线杆的底部，固定点尽量降低，在需要吊装物体的下方的树干，或者线杆底部利用尼龙固定器固定一个定滑轮，在高处同样也用固定器固定一个定滑轮，尼龙牵引线经过起吊设备的牵引导线轮后穿过固定的低处的定滑轮，再穿过高处的定滑轮，牵引绳的末端固定在需要起吊的物体上。

需要起吊时启动牵引装置，牵引绳通过低处滑轮、高处滑轮的配合将物体逐渐吊起。如果需要加倍起吊力量，只需要在高处定滑轮下加一个动滑轮即可实现2倍力量起吊。改变高处定滑轮的绕线槽数量、动滑轮的绕线方式，该牵引起吊装置可实现3倍力量、4倍力量的重物起吊，即2个单槽滑轮可产生2倍的牵引起吊力量，1个单槽滑轮加1个双槽滑轮可产生3倍的牵引起吊力量，2个双槽滑轮可产生4倍牵引起吊力量，用户可根据实际需要配备相应的滑轮组。

牵引起吊时的第二锚固点的牵引绳索与起吊牵引装置导线轮的出线绳索的角度尽量小一些，过大的夹角会导致牵引起吊力出现下降，经过大量试验实际测试，以绞磨机绞力为2500磅（1磅约合0.45千克）为例，如果两个锚固点的绳索夹角为15°时牵引力可达4913磅，夹角为60°时的牵引力已经减小为3750磅，如果夹角达到了90°牵引力仅剩2500磅，牵引力减小较为明显，因此在选择锚固点时应尽量减小两个锚固点之间的夹角以获得最大的牵引力，获得最大的牵引效率。

在进行起吊作业时，定滑轮最好选用全时自锁滑轮，自锁滑轮由一个主动轴轮和从动轴轮组成，从动轴轮上装有一个半圆形棘轮结构件，主动轮和从动轮通过外侧边缘的齿轮进行啮合传动，主动轮上有防滑用的刺状凸起。当正常速度拉动牵引绳使用时，牵引绳从两个滑轮轴承之间的缝隙中穿过，下部的主动轮带动上部的从动轮正常转动，滑轮正常使用。当起吊的物体急速下落时，由于惯性的作用，从动轮上的棘轮结构会卡在主动轮上，使得主动轮无法转动，从而起到自锁的作用。使用自锁滑轮可以对货物的起吊起双重的保险作用，随时对可能存在的牵引绳反向滑动情况进行及时止锁，防止货物掉落引起安全事故。

从牵引装置的导线轮拉出的绳索与地面的夹角不得大于20°，如果角度过大影响导线轮的出线，导致驱动轮转动不顺畅，影响起吊作业。

牵引装置采用锚固时，需要使用配套的电杆/树干固定器或者垂直起吊支撑臂。安装电杆/树干固定器时，尽量将固定器安装在树干或者电杆的底部，这样可以减小导线轮上的牵引绳与地面之间的夹角，增大牵引装置的牵引力。将固定器上的尼龙吊带插入固定器左侧的锚点，绕过树干或者线杆后，将尼龙带的末端插入右侧的棘轮固定结构件中，调整好固定器的高度，取下固定器上自带的扳手，用扳手拧紧尼龙吊带，确保橡胶垫正确定位，同时保证内侧的衬垫与被捆绑的树干，或者线杆有最大的接触面积，确保固定器牢固。

同时，将垂直起吊支撑臂插入固定器的方形孔上，用挂接销和“R”销将其固定，牵引装置的横向移动可通过螺栓定位到方形孔中的位置角度进行调整。然后将牵引装置的锚钩连接到垂直起吊支撑臂的吊环螺栓上，将绳索缠绕在卷筒上，这样就完成了牵引装置的锚固工作，接下来就可以启动牵引装置进行牵引或者吊装工作。工作时绞盘导线轮会自动与被牵引的物体对齐。

3 结语

配网杆塔上的设备安装一般都比较紧急，通常会要求在规定时间内必须安装完成，尤其是在电力抢修时，如果停电时间过长会给供电用户带来较大的经济损失，也会导致客户对供电部门的满意度出现一定的下降，投诉率也会有相应的增加。而杆塔上的设备通常都比较笨重，杆塔所处的位置通常比较偏僻，大型设备无法进入，人工搬运效率又太低，影响了施工进度。本项目设计的便携绞磨式牵引装置体积小、重量轻、速度快，承载能力高，安全可靠，可长时间使用而功率不会产生衰减，发动机不会产生过热问题，能持续提供牵引力，没有牵引绳长度的限制，安装简单，操作方便。主要部件采用合金结构钢及铝合金制造，单人即可轻松携带，操作简单。

装置采用四冲程汽油发动机作为动力驱动，动力强，卷心轮直径达57mm，水平牵引力为775kg，垂直牵引力为450kg，牵引起吊重量大。装置有独特的连锁刹车制动和自动刹车制动，制动紧凑、可靠。牵引绳采用的是低延展性编制型高强度尼龙绳，可应用于各种施工设备及施工工器具的牵引和吊装工作。使用该牵引装置时的水平牵引方向不受限制。装置既可以进行升降吊装，也可以进行水平牵引，应用范围广，尤其适合位置偏僻、空间狭小、地势偏陡的区域。使用便携绞磨式牵引装置后，工作效率明显提高，工作强度大大降低，具有广阔的市场推广价值，可在各施工部门大规模推广。