多功能网状接线钳设计研究

1研究背景

随着电力事业的蓬勃发展，电气设备的数量越来越多，电压等级越来越高，电力检修任务也日益加重。其中，在对避雷器、CVT进行高压试验时，频繁的登高接线不仅费时费力，而且存在高空坠落的风险。在对这些位置较高、不能直接接触到的电气设备进行试验时，就要使用接线钳进行试验工作，将高空作业地面化。目前，运维检修人员在对避雷器、CVT进行高压试验时，常采用带金属钩子的绝缘杆或利用登高车挂接试验线，由此带来的问题有以下几个方面：（1）使用带钩子的绝缘杆挂接试验线，虽然操作简单方便，但受钩子本身形状的限制，只能搭接在法兰上，无法实现牢固、可靠连接，导致试验线在高压试验作业过程中存在被风吹落的风险，带来一定的安全隐患。（2）利用登高车接线，虽然试验线与螺栓可以实现较为牢固的连接，但此种作业方式大大延长了工作人员的作业时间，降低了工作效率。（3）在高压试验过程中，一旦需要对瓷瓶表面的泄露电流进行屏蔽操作，就需要作业人员使用登高车开展屏蔽线的布置作业，不仅耗时较长，还需要考虑登高车的使用是否受到作业现场实际环境的限制，工作效率大大降低。

2研究现状

国内众多学者针对接线钳提出了各种不同的优化和改进方案，有学者在分析传统变压器试验引接线钳结构和工作原理的基础上，研制了一种新的变压器试验引接线钳，解决了传统试验钳适用高度不高、杆长过短和钳杆过重的问题，同时将斗臂车接线模式改为变压器上接线模式，在一定程度上降低了传统主变试验接线工作的难度，提高了工作效率，同时为试验人员的安全提供了保障。还有学者针对市面上的F型高空自动接线钳的接线钳夹线不牢固，只能用于摇绝缘等常规试验的缺陷，在对高压试验进行高空接线全过程的详细分析后，对高空接线钳进行了优化和改良，并研制出一种新型高空接线钳。该装置分为钳口部分、内部传动部分和高度调节部分，在钳口部分采用摩擦接触式，钳端内部传动部分利用弹簧，采用滑轮传动方式可在接线过程中保证钳口压力的基础上实现自动分合，通过安装伸缩杆可自行调节高度，接线灵活，适用性较好。实际的应用结果显示，新型变压器试验引接线装置平均缩短主变压器试验时间2h，不仅提高了试验工作效率，确保了数据的准确性，更降低了工作人员的劳动强度。文章则将传统接线钳中的金属钩子改良为金属网兜状结构，将小舵机和金属网结合，充分利用小舵机可被无线遥控和金属网坚韧且柔软的特性，研制出一种可无线遥控实现抱住不同形状的法兰和不同直径的瓷瓶伞裙的网状钳子。所设计的新型多功能网状接线钳不仅弥补了传统接线钳接线不牢、接触设备后易滑动造成脱落等缺陷，且装置自动化程度较高，操作简单，可大大提高作业效率，缩短作业时间。

3设计方案

3.1装置整体结构

多功能网状接线钳结构如图1所示，文章设计的新型多功能网状接线钳包括控制器、无线通讯器、可更换式网状电动抱紧夹钳、可更换式弹性压头、可更换式金属网兜、多节旋接式绝缘杆、遥控操作器。新型多功能网状接线钳的主体部分是多节旋接式绝缘杆，由多节不同直径的圆柱杆通过旋接式牙盘套接而成，在使用时可根据现场作业的实际条件，调节节数以实现绝缘杆总长度的自由调节，使接线钳顶端电动抱紧夹钳与末端手持绝缘部分之间的间距满足作业高度需求。新型多功能网状接线钳将传统接线钳中的金属钩子改良为金属网兜状结构。金属网兜安装在绝缘杆顶部，利用金属网坚韧、柔软的特性，作业人员在地面操作绝缘杆时即可将试验线牢固挂接在突起的螺栓上。若部分设备的法兰上无明显突起的螺栓，可将金属网兜更换为可更换式网状电动抱紧夹钳，该种夹钳外观为金属网状，可以实现抱紧与松开操作，并可双向同步动作。可更换式网状电动抱紧夹钳与绝缘杆之间通过旋钮连接，可自由调节角度及上下间距。作业人员在地面利用遥控操作器即可让网状钳子牢固抱在法兰上，从而实现试验线与法兰之间的可靠连接。在可更换式网状电动抱紧夹钳与绝缘杆连接处的末端，设有无线控制器，控制器内部包含内置电池、无线单元、编码器和传感器工业主控单元等。无线控制器的作用是接收工作人员通过遥控操作其发出的作业指令，并控制可更换式电动抱紧夹钳即可更换式弹性压头的动作。在可更换式网状电动抱紧夹钳下端，安装有可更换式弹性压头，可更换式弹性压头与绝缘杆之间通过旋钮连接，可以自由调节角度及上下间距。多功能网状接线钳配套设有手持遥控操作器，其内部包含内置电池、无线单元等，操作人员可通过按钮或触摸屏对操作器输入指令。需要补充的是，当操作人员需屏蔽瓷瓶表面泄漏电流时，只需在地面操作多功能网状接线钳，让网状钳子牢固抱在设备瓷瓶的一层伞裙上，将屏蔽线夹在钳子上即可。

3.2可更换式网状电动抱紧夹钳结构

可更换式网状电动抱紧夹钳结构如图2所示，其由数控电机总成（内置编码器）、齿轮输出轴、绝缘箱体、齿轮箱总成组成。其中绝缘箱体与绝缘杆通过旋钮连接，编码器则是用于计算电机转动的圈数，齿轮输出轴用于控制夹钳开口的角度，在使用过程中通过手持遥控操作器控制齿轮输出轴转动，改变夹钳开口大小，直至夹钳将瓷瓶抱紧。

4结束语

文章从试验线挂接作业的实际需求出发，详细分析了传统接线作业存在的不足和缺陷，在此基础上研制出一种新型的多功能网状接线钳。与现有的技术方案相比，文章设计的多功能网状接线钳具备以下技术优点：（1）用金属网兜和网状钳子取代了传统接线钳中的金属钩子，针对不同类型的设备均可实现可靠、牢固连接。（2）装置具备自动化程度较高，且操作简单便捷，可大大提高作业效率，缩短作业时间。（3）装置具备瓷瓶表面泄漏电流屏蔽功能，作业时无须占用登高车，可以有效提高工作效率。（4）新型接线装置摒弃了传统登高车接线流程，对降低工作人员劳动强度，提高安全生产系数具有积极的效果，且为类似电气试验高空作业提供了参考。

作者：吴智敏 单位：国网福建省电力有限公司检修分公司