线缆复绕分切加工中心在10kV线缆、导线类物资分切加工作业的设计与应用

摘 要：针对目前线缆复绕、长度计量、分切作业以及加装保护套的人工作业效率低下、安全性不可控等问题，通过设计研制线缆复绕分切加工中心，不仅能有效提高作业精度，而且大幅提升作业效率和安全性。

关键词：线缆加工；复绕分切；自动化；标准化

1 10kV线缆、导线类物资分切加工现状分析

现阶段，10kV电缆、导线类物资作为电力行业的常用物资，其物资特性主要为重量大、出库频率高，经常需要进行复绕、剪切、加工等操作，直接影响了线缆加工作业效率。通过调研，国内外10kV线缆、导线类物资分切加工方面应用现状如下：

1.1 电力行业对线缆的复绕、长度计量、分切加工以及加装保护套的操作基本上采用人工作业方式，不利于推动电力物资的高效性管理。

1.2 国内工业装备自动化系统自主创新能力低下，自主知识产权匮乏。目前，在国内造船、电信行业就1吨左右轻型线缆盘的复绕、分切设备已有过应用，但是能够适用于电力企业线缆类物资的专用装备尚未有研究。

1.3 国外现有线缆分切加工设备在线缆复绕、自动分切和回收线缆等功能上均有所运用，但尚未存在各项功能全面组套的加工设备，且尚未见到在设备系统中预留软件接口，与仓储管理软件实现数据无缝对接的先例。

根据线缆分切加工现状，线缆作业普遍存在加工效率低、人工作业强度大、安全性低等问题，因此有必要设计研制出线缆复绕分切加工中心，大幅度提高线缆类物资加工作业效率，减少人员作业强度，提高作业安全。

2 技术分析

2.1 结构

线缆复绕分切加工中心的结构如图1所示，该加工中心由放线机、导线装置、加工平台、收排线机、触摸屏及电控柜组成。

图1 线缆复绕分切加工中心结构三维图

（1）放线机为轨道式放线架，智能控制调节放线张力，配备刹车，收排线停机后，放线机同步刹车，保证不松线、乱线。（2）导线装置设计方式为钢丝绳牵引线缆。（3）加工平台集线缆分切、电缆头保护套管自动存储拣选、计米及线缆整平装置等功能于一体。（4）计米装置采用数字编码计米器，设定任意复绕长度，达到预定复绕长度后蜂鸣报警自动停机，提示操作人员是否进入切割程序。（5）收排线机为地轨行走式收排线架。采用龙门下置式。运用变频器调速控制，实现软启动。

2.2 技术特点

2.2.1 自动装载式重型电缆绕线机。

该加工中心通过在绕线机前端加装重型电缆盘自动装载装置，解决电缆盘吊装、定位复杂，装卸效率低的问题，可适用叉车、行吊装载等不同方式，大幅提升装载作业效率，如图2所示。

自动装载式重型电缆绕线机适用于指定盘径范围内（1600-2500mm）的电缆盘，经过③移载货叉，电缆盘自动移载装置输送电缆盘至绕线机合模位置，PLC给出电缆盘就位信号，启动①重型电缆绕线机自动装载程序。装载完毕后，电缆经收、放线机复绕至收线盘上。

移载底盘②为电缆盘的承重平台及移载货叉③的承载平台，由平行的两个方箱及⑧分合模适盘调节装置组成，方箱内部结构：安装两组驱动油缸⑩及两组分合模适盘调节的行走轮。整个移载平台由两组行走轮搭载在底盘轨道⑨上，底盘轨道埋置于地下，断面与地面齐平，实现移载平台自由合模、分模，以适应不同宽度的电缆盘。

通过移载，电缆盘由初始装载位置移载至合模位置，装置发出到位信号，绕线机开始工作。系统根据盘径算出顶针需要提升的高度。高度合适，合模机构⑤开始工作，绕线机将电缆盘夹紧，并通过提升装置④将电缆盘提升至放卷高度。此时，移载平台收回移载货叉，自动装载式重型绕线机发出就绪信号，等待绕线命令，由主驱动电机驱动收卷放卷机构⑥完成绕线。

2.2.2 电缆头保护套管自动存储拣选装置

在工作台集成电缆头保护套管自动存储拣选装置，实现电缆头加装冷缩护套过程中的自动拣选功能，避免了手工作业质量参差不齐的现象，提高加工作业过程中的标准化水平，其结构如图3所示。

图3 线缆复绕分切加工中心工作平台

分切电缆动作完成后，由油缸带动移动式导线板回调电缆，直到电缆断口距离锯台有足够的加装护套距离，此距离由安装在工作台上的霍尔开关检测到到位信号决定。

PLC根据输入的电缆直径选择合适的冷缩护套管，并将指令传至自动加装冷缩保护套装置的电磁阀。接通电磁阀电源后，电磁阀解锁，在弹簧装置的作用力下，自动弹出相应的冷缩护套存储柜。冷缩护套管随存储柜弹出，人工拣取其中一对护套，套入电缆头，拔掉冷缩管的封帽，冷缩管收缩并保护电缆头。

上完保护套后，推动存储柜的前面板，使存储柜退回装置内部，电磁锁自动将存储柜锁定，并自动向系统反馈操作完成信号，自动存储拣选装置进入待拣状态。

3 线缆复绕分切加工中心应用效益分析

线缆复绕分切加工中心的应用效益主要体现在以下三方面：

3.1 提升电力物资装备的标准化和专业化

线缆复绕分切加工中心作为一项电力行业创新型研究成果，有效提升了电力物资专用装备的标准化和专用化程度。

3.2 提高线缆类物资分切加工的作业效率

一是采用自动装载式重型电缆绕线机，解决电缆盘吊装、定位复杂，装卸效率低的问题；二是采用电缆头保护套管自动存储拣选装置，与电缆剪切、加工平台组合应用，可在完成电缆剪切后，自动弹出与电缆规格相应的护套管，提高作业效率。

3.3 提升线缆类物资分切加工的作业安全

一是通过冷缩护套管解决方案，解决了仓储作业过程中电缆头加装的操作难题，规避了作业过程中使用热源的安全风险；二是重型线缆类物资的复绕、分切、保护套选取等工作流的自动化，可有效规避人工作业带来的诸多不必要风险。

4 结束语

本文首先分析10kV线缆、导线类物资分切加工现状，并研究了“自动装载式重型电缆绕线机”和“电缆头保护管自动存储拣选装置”两个发明专利，充分运用到设计研制线缆复绕分切加工中心中。线缆复绕分切加工中心的实现不但提高线缆类物资分切加工的作业效率，作业安全等，而且推进了智能电网的建设，提高电力公司标准化和现代化水平。