驱鸟器底座卡进横担时限位组件性能分析与优化

2024-05-20国网安徽省电力有限公司涡阳县供电公司邱亮亮顾月月

电力设备管理 2024年5期

国网安徽省电力有限公司涡阳县供电公司邱亮亮李圆顾月月

1 相关研究方法

1.1 传统驱鸟器底座的结构和安装方式

传统驱鸟器底座通常采用U 型结构，以确保其稳定地卡进横担上，使驱鸟器与电力设备的支架之间位置相对稳定。这种底座结构的设计旨在防止鸟类在电力线路周围筑巢或栖息，从而降低了潜在的电力中断和设备损坏风险。传统的带电安装工具通常需要多人合作才能完成任务，不仅增加了工作的复杂性，还可能导致安全风险。此外，传统工具在将底座卡进横担时，容易导致底座晃动，不仅增加了操作的困难度，还可能对安装的稳定性产生负面影响[1]。最显著的问题之一是在安装过程中的手动控制绝缘杆活动。通常，绝缘杆过长，不便于整体控制，而且在驱鸟器底座卡进横担时，上弹压力导致了摩擦力过大，操作不便。

1.2 带电安装工具的需求和现有技术中的不足之处

由于电力线路通常不能随意停电，因此需要一种能够在带电状态下操作的工具，以确保电力供应的连续性。然而，现有技术中存在许多不足之处，影响了带电安装工具的效率和安全性。第一，现有工具缺乏单人操作的设计，通常需要多人合作才能完成任务，这增加了操作的困难度和风险。第二，工具在将底座卡进横担时，容易产生晃动，这可能导致不准确的安装，甚至可能引发安全隐患。第三，手动控制绝缘杆活动的问题使操作变得复杂，绝缘杆过长导致操作不便，而上弹压力产生了摩擦力过大。第四，存在工具的分离问题，需要额外的步骤来将驱鸟器与工具脱离，这降低了操作的效率。

2 实验设计与方法

2.1 驱鸟器带电安装工具的新结构

本实验中，将介绍一种新型的驱鸟器带电安装工具，其结构主要包括以下关键组成部分。第一，驱鸟器结构：新型驱鸟器带电安装工具的核心部分是驱鸟器结构。这一部分由支撑杆、底座和驱鸟器主体组成。支撑杆位于底座底端，而驱鸟器主体位于支撑杆的顶端。支撑杆在整个工具中起到支撑和定位的作用，确保安装的稳定性[2]。第二，安装框架：安装框架是工具的支撑结构，包括上板体、下板体、连接板和接触板。上板体通过连接板与下板体连接，而下板体的一侧设置有接触板。在上板体上开设了用于支撑杆滑动的U 型槽，连接板的内侧设置了推板组件。第三，安装组件：安装组件是工具的关键部分，用于将底座安装在横担上。这一部分包括套筒扳手和齿轮组。两组套筒扳手设置在下板体上，用于连接绝缘杆。齿轮组包括从动齿轮、连接齿轮和主动齿轮，其协同工作以完成底座的升降和固定。第四，绝缘杆：绝缘杆位于下板体的下方，是驱动安装组件运行的关键部分。绝缘杆的设计在整个工具操作中起到至关重要的作用[3]。第五，限位组件：限位组件设置在连接块上，用于确保底座在接触板一侧升降滑动时的限位控制。

2.2 创新设计的部分

在本实验中，特别关注了工具的创新设计，以解决现有技术中的问题并提高工具的性能。以下是创新设计的部分。第一，升降板组件：新型工具引入了升降板组件，包括升降板主体和第一弹性件。升降板主体位于下板体的顶部，用于承载底座的升降。第一弹性件增加了操作的平稳性和可控性。第二，推板组件：推板组件包括推板主体和第二弹性件。推板主体滑动设置在连接板一侧，而第二弹性件位于推板主体和连接板之间。推板组件的引入有助于减小摩擦力，提高安装的顺畅性。第三，齿轮组：齿轮组由从动齿轮、连接齿轮和主动齿轮组成，在安装组件中发挥关键作用。主动齿轮通过绝缘杆的旋转来带动从动齿轮和连接齿轮同步工作，确保底座的升降和固定。第四，绝缘杆设计：绝缘杆的设计考虑了长度和控制的问题，以确保操作的便捷性。它包括内杆和外杆，内杆安装在外杆内并可以上下移动。内杆上还装有转动把手，使操作更加方便[4]。第五，限位组件：限位组件包括齿条、限位滑槽、连接滑动块和U 形板。

3 实验过程

3.1 测试设备

本实验旨在验证新型驱鸟器带电安装工具的性能和创新设计的有效性。为此，采用了以下测试设备和工具。第一，驱鸟器带电安装工具：新型工具的原型，包括驱鸟器结构、安装框架、安装组件、绝缘杆、限位组件等部分。第二，模拟横担：模拟实际安装场景的横担，用于验证工具的安装和升降性能。第三，电源供应：用于模拟电力线路的电源，以提供必要的电流和电压。第四，数据采集设备：用于记录和分析实验过程中的各项数据和性能指标。

3.2 实验条件

3.2.1 参数设定

在本实验中，将使用以下参数进行测试。第一，驱鸟器带电安装工具的原始设计参数。第二，不同规格的模拟横担，以模拟不同情况下的实际安装场景。

3.2.2 实验环境

实验将在标准实验室条件下进行，包括温度、湿度、气压等环境因素的控制，以确保实验的准确性和可重复性。

3.3 数据收集方法

为了验证新型工具的性能和创新设计的有效性，将采集以下数据。

3.3.1 安装稳定性测试

该测试将模拟不同规格的横担，然后使用新型驱鸟器带电安装工具将驱鸟器底座安装在横担上。在这个过程中，将记录以下数据。第一，安装时间：从开始安装到完成安装的时间。第二，安装稳定性：使用传感器记录底座的晃动情况，以评估工具的稳定性。

3.3.2 升降性能测试

将测试新型工具的升降性能，包括底座的升降速度和精度。在这个过程中，将记录以下数据。第一，升降速度：底座升降的速度，以确保工具的高效性。第二，升降精度：底座升降的精度，以评估工具的控制性能。

3.3.3 分离性能测试

将测试新型工具的分离性能，即底座和工具之间的脱离过程。在这个过程中，将记录以下数据。第一，分离时间：底座和工具之间的分离时间。第二，分离力：分离过程中的力的大小，以评估工具的操作性能。

3.4 实验步骤

以下是本实验的主要步骤。第一，准备实验设备和测试工具。第二，根据设定参数，模拟不同规格的横担。第三，将驱鸟器带电安装工具安装在模拟横担上。第四，进行安装稳定性测试，记录数据。第五，进行升降性能测试，记录数据。第六，进行分离性能测试，记录数据。第七，分析和比较实验数据，以验证工具的性能和创新设计的有效性。

3.5 预期结果

通过本实验，期望得出：新工具的安装稳定性较高，能够在不同规格的横担上安装底座；工具的升降性能优越，升降速度较快，升降精度较高；工具的分离性能出色，分离时间短，分离力适中。

4 实验结果

4.1 安装稳定性测试

4.1.1 安装时间

在不同规格的模拟横担上进行了多次安装稳定性测试，记录了每次安装的时间。表1显示了不同规格横担的平均安装时间（单位：s）。

表1 不同规格横担的平均安装时间

通过数据分析，可以看出，新型工具在不同规格的横担上都能迅速完成底座的安装，且平均安装时间较短。这表明工具在安装稳定性方面表现出色。

4.1.2 安装稳定性评估

使用传感器记录了底座在安装过程中的晃动情况，并将其评估为安装稳定性的指标。图1显示了不同规格横担的安装稳定性评估。

图1 驱鸟器底座卡进横担时限位组件的性能分析与优化

4.2 升降性能测试

4.2.1 升降速度

测试了底座的升降速度，以确保工具的高效性。表2显示了不同升降高度下的平均升降速度（单位：mm/s）。

表2 不同升降高度的平均升降速度

数据显示，新型工具的升降速度随着升降高度的增加而提高，表现出较高的效率。

4.2.2 升降精度

为了评估工具的升降精度，记录了底座在不同高度的位置，并计算了其精度。数据表明，新型工具的升降精度较高，底座能够在不同高度上保持较好的位置精度。

4.3 分离性能测试

4.3.1 分离时间

测试了底座和工具之间的分离时间，以评估分离性能。表3显示了不同情况下的平均分离时间（单位：s）。

表3 不同情况下的平均分离时间

数据显示，在有限位组件的情况下，底座和工具的分离时间显著减少，提高了工具的操作效率。

4.3.2 分离力

测试了底座和工具之间的分离力。图2显示了不同情况下的分离力。数据显示，新型工具在不同情况下的分离力适中，不会造成过大的力，从而确保操作的安全性。

图2 底座与工具分离力测试

4.4 总结与讨论

通过以上实验结果，可以得出以下结论。第一，新型驱鸟器带电安装工具在安装稳定性方面表现出色，能够在不同规格的横担上完成快速安装。第二，工具的升降性能优越，升降速度较快，升降精度较高，提高了工具的操作效率。第三，有限位组件的引入显著减少了底座和工具的分离时间，提高了操作的便捷性。第四，工具的分离力适中，不会造成过大的力，保障了操作的安全性。