防触电便携式T型头带电接火线夹研发.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：补敏（1986），男，苗族，本科，湖南芷江人，工程师，研究方向为配电网规划，配电线路运行与检修。-137-防触电便携式 T 型头带电接火线夹研发 补 敏 李科健 贾浩然 黄志清 王兴国 贵州电网有限责任公司兴义供电局，贵州 兴义 562400 摘要：摘要：在电厂运维设备技术领域维修作业的过程中，经常会使用一种具有防松脱效果的带电接火线夹。线连接线夹主要为单螺栓结构，这种导线连接线夹存在拧紧后导线接触面小、螺栓紧固力量不足、时间长久会造成运行松动、发热等问题。本文针对这些问题研究处一种防触电便携式 T 型头带电接火线夹，从根本上解决了上述问题，同时本文对研究流程及结构原理进行了细致的分析与讨论，最后利用实施案例证明本研究具有一定的使用价值。关键词：关键词：线连接线夹；防松脱效果；接触面 中图分类号：中图分类号：TU65 1 前景概述 在电力系统维修中，搭火线夹通常是指用于连接电力线路的夹具，用于连接、断开或分配电力。它们通常用于电力工程、电路实验和电器维修等领域，随着电网的高速发展和各行业对供电可靠性的要求不断提高，带电作业已经成为有效减少用户停电时间、提升客户服务质量、提高电网经济效益的重要施工检修手段，不停电作业的需求呈井喷式增长，带电作业线路搭火(将待外接的引流线通过线夹连接固定在电网的主导线上，实现引流线的取电过程)就是其中一项重要的带电作业项目。现有配网绝缘杆带电作业方法采用的线夹主要为单螺栓紧固结构，其拧紧后螺栓容易受到外部的扭力从而导致对导线的夹持处发生松动，存在一定的安全隐患。因此，需要一种安全、可靠、便携带电接火线夹。2 研究流程及结构原理 本研究所要解决的技术问题是现有配网绝缘杆带电作业方法采用的线夹主要为单螺栓紧固结构，其拧紧后螺栓容易受到外部的扭力从而导致对导线的夹持处发生松动，存在一定的安全隐患的问题。通过研究设计提高绝缘杆带电作业时作业人员的安全，改进搭火线夹与导线连接的接触面，增加拧紧的牢固性，提高绝缘杆带电作业线夹与导线连接操作便利性和安全性1。传统方法是一相一相进行的搭火，完成第一相搭火后，存在以下风险：搭好第一相后，带电导线可通过后端可能损坏或绝缘不足的设备导电到另两相，这时再触碰第二、三相线夹时，有触电风险。完成第一相搭火后，若搭火处的绝缘子绝缘或安全距离不足，传统的人工依次紧固第二、三相线夹时触碰，人员也有触电风险。现有配网绝缘杆带电作业方法采用的导线连接线夹主要为单螺栓结构，其拧紧后导线接触面小、螺栓紧固力量不足，时间长久会造成运行松动、发热。研究具体流程：它是一种具有防松脱效果的带电接火线夹，包括，夹紧组件，夹紧组件包括线夹主体、与线夹主体连接的升降件、与线夹主体连接的防脱件、与升降件连接的夹头以及与防脱件连接的第二旋转环；定位组件，定位组件包括与升降件连接的连接杆以及与连接杆配合的锁紧件。线夹主体包括辅助挂点、螺纹槽、凹槽、矩形槽和环形块，辅助挂点固定连接于线夹主体背侧，螺纹槽贯穿开设于线夹主体底部，凹槽贯穿开设于线夹主体底部，矩形槽开设于凹槽内壁，环形块与线夹主体固定连接。其中：升降件包括环状螺纹套和空心套，环状螺纹套与螺纹槽螺纹连接，空心套与环状螺纹套底部固定连接的圆环转动连接。其中：环状螺纹套包括内嵌板、卡槽和移动柱，内嵌板固定连接于环状螺纹套内侧，卡槽开设于内嵌板顶部，移动柱转动连接于环状螺纹套顶部，夹头与移动柱顶部固定连接；环形块一侧固定连接有限位滑块，限位滑块与移动柱圆周面上开设的槽道滑动连接。其中：空心套包括限位槽和转动槽，限位槽开设于空心套圆周面上，转动槽开设于空心套底部。其中：防脱件包括轴杆、顶板、第一旋转环、挡板和第一弹簧，轴杆与转动槽转动连接，顶板固定连接于轴杆顶部，第一中国科技期刊数据库 工业 A-138-旋转环与轴杆圆周面转动连接，挡板固定连接于第一旋转环外侧，第一弹簧一端与挡板固定连接，第一弹簧另一端与空心套内壁固定连接。其中：轴杆的底部固定连接有紧固环，顶板底部固定连接有凸块，凸块与卡槽卡合连接；第二旋转环包括限位定杆和接触块，第二旋转环转动连接于轴杆圆周面上，限位定杆的一端与第二旋转环固定连接，限位定杆的另一端与接触块固定连接。其中：连接杆的一端与移动柱圆周面固定连接，连接杆另一端固定连接有齿条，齿条位于凹槽内侧。其中：锁紧件包括斜面块、矩形块、固定板和闭锁齿牙，矩形块与斜面块侧面固定连接，矩形块与矩形槽滑动连接，固定板与斜面块一侧固定连接，多个闭锁齿牙阵列于固定板一侧，闭锁齿牙与齿条配合。其中：矩形块一侧固定连接有第二弹簧，第二弹簧一端与矩形槽内壁固定连接2。3 研究试验 3.1 研究试验 1 防松脱效果的带电接火线夹，包括夹紧组件 100，夹紧组件 100 包括线夹主体 101、与线夹主体 101 连接的升降件 102、与线夹主体 101 连接的防脱件 103、与升降件 102 连接的夹头 104 以及与防脱件 103 连接的第二旋转环 105。需要说明的是，夹头 104 的导线槽内侧安装有蝶形弹簧垫圈，能够使得夹头 104 与导线之间的夹持更加稳定。另外，夹头 104 导线槽处增加膛纹（导线接触面增加纵纹），以增加要搭接的导线的摩擦系数，防止导线与夹头 104 滑动。具体的，线夹主体 101 包括辅助挂点 101a、螺纹槽 101b、凹槽 101c、矩形槽 101d 和环形块 101f，辅助挂点 101a 固定连接于线夹主体 101 背侧，螺纹槽101b 贯穿开设于线夹主体 101 底部，凹槽 101c 贯穿开设于线夹主体 101 底部，矩形槽 101d 开设于凹槽 101c内壁，环形块 101f 与线夹主体 101 固定连接。需要说明的是，辅助挂点 101a 能够使用操作杆挂在辅助挂点101a 的挂孔处将线夹及导线挑到安装位置，同时在紧固导线时稳定平衡线夹，防止扭伤运行导线。进一步的，升降件 102 包括环状螺纹套 102a 和空心套 102b，环状螺纹套102a与螺纹槽101b螺纹连接，空心套102b与环状螺纹套 102a 底部固定连接的圆环转动连接。进一步的，环状螺纹套 102a 包括内嵌板 102a-1、卡槽102a-2 和移动柱 102a-3，内嵌板 102a-1 固定连接于环状螺纹套 102a 内侧，卡槽 102a-2 开设于内嵌板102a-1 顶部，移动柱 102a-3 转动连接于环状螺纹套102a 顶部，夹头 104 与移动柱 102a-3 顶部固定连接；进一步的，环形块 101f 一侧固定连接有限位滑块101f-1，限位滑块 101f-1 与移动柱 102a-3 圆周面上开设的槽道滑动连接。需要说明的是，限位滑块101f-1与槽道滑动连接，能够对移动柱 102a-3 起到限位效果，使得移动柱102a-3 在垂直方向发生移动。进一步的，空心套 102b包括限位槽 102b-1 和转动槽 102b-2，限位槽 102b-1开设于空心套 102b 圆周面上，转动槽 102b-2 开设于空心套 102b 底部。需要说明的是，空心套 102b 与线夹本体 101 底部之间通过伸缩杆限位，使得空心套102b 沿着竖直方向移动。进一步的，防脱件 103 包括轴杆 103a、顶板 103b、第一旋转环 103c、挡板 103d和第一弹簧 103f，轴杆 103a 与转动槽 102b-2 转动连接，顶板 103b 固定连接于轴杆 103a 顶部，第一旋转环 103c 与轴杆 103a 圆周面转动连接，挡板 103d 固定连接于第一旋转环 103c 外侧，第一弹簧 103f 一端与挡板 103d 固定连接，第一弹簧 103f 另一端与空心套102b 内壁固定连接3。需要说明的是，轴杆 103a 能够在转动槽 102b-2内转动和滑动。进一步的，轴杆 103a 的底部固定连接有紧固环 103a-1，顶板 103b 底部固定连接有凸块103b-1，凸块 103b-1 与卡槽 102a-2 卡合连接。需要说明的是，紧固环 103a-1 内侧固定连接有防滑垫，能够尽量避免绝缘杆穿过紧固环 103a-1 后转动紧固环 103a-1 时发生偏滑。进一步的，第二旋转环 105包括限位定杆 105a 和接触块 105b，第二旋转环 105转动连接于轴杆 103a 圆周面上，限位定杆 105a 的一端与第二旋转环 105 固定连接，限位定杆 105a 的另一端与接触块 105b 固定连接，限位定杆 105a 与限位槽102b-1 滑动连接。在使用时，通过使用绝缘杆穿过紧固环 103a-1，向下拉动紧固环 103a-1 使得第一弹簧 103f 压缩，此时凸块 103b-1 与卡槽 102a-2 卡合，然后转动使得环状螺纹套 102a 与螺纹槽 101b 螺纹连接，从而能够使得夹头 104 对导线进行夹紧固定，此时松开绝缘杆上施加的拉力，第一弹簧 103f 复位，凸块 103b-1 与卡槽 102a-2 分离，能够在抽出绝缘杆时，尽量避免绝缘中国科技期刊数据库 工业 A-139-杆与紧固环103a-1之间发生碰撞接触从而造成环状螺纹套 102a 回转使得夹头 104 松动。3.2 研究试验 2 防松脱效果的带电接火线夹，包括定位组件 200，定位组件 200 包括与升降件 102 连接的连接杆 201 以及与连接杆 201 配合的锁紧件 202。具体的，连接杆 201 的一端与移动柱 102a-3 圆周面固定连接，连接杆 201 另一端固定连接有齿条 201a，齿条 201a 位于凹槽 101c 内侧。进一步的，锁紧件 202包括斜面块 202a、矩形块 202b、固定板 202c 和闭锁齿牙202d，矩形块202b与斜面块202a侧面固定连接，矩形块 202b 与矩形槽 101d 滑动连接，固定板 202c 与斜面块 202a 一侧固定连接，多个闭锁齿牙 202d 阵列于固定板202c一侧，闭锁齿牙202d与齿条201a配合。需要说明的是，当转动紧固环 103a-1 使得环状螺纹套 102a 带动移动柱 102a-3 向上移动直至夹头 104对导线夹紧后，接触块 105b 不会推动斜面块 202a 一侧的闭锁齿牙 202d 与齿条 201a 卡接。进一步的，矩形块 202b 一侧固定连接有第二弹簧 202b-1，第二弹簧202b-1 一端与矩形槽 101d 内壁固定连接。需要说明的是，接触块 105b 未推动斜面块 202a时，第二弹簧 202b 处于复位装置，此时闭锁齿牙 202d不与齿条 201a 卡接，在接触块 105b 推动斜面块 202a的过程中，第二弹簧 202b-1 处于拉伸状态。另外，图1图 10 中的结构仅作为机械传动的参考，并不作为最终产品的结构比例示意图。在使用时，通过使用绝缘杆穿过紧固环 103a-1，向下拉动紧固环 103a-1 使得第一弹簧 103f 压缩，此时凸块 103b-1 与卡槽 102a-2 卡合，然后转动使得环状螺纹套 102a 与螺纹槽 101b 螺纹连接，从而能够使得夹头 104 对导线进行夹紧固定，此时松开绝缘杆上施加的拉力，第一弹簧 103f 复位，凸块 103b-1 与卡槽 102a-2 分离，能够在抽出绝缘杆时，尽量避免绝缘杆与紧固环103a-1之间发生碰撞接触从而造成环状螺纹套 102a 回转使得夹头 104 松动；在松开绝缘杆上施加的拉力的同时，接触块 105b 能够推动斜面块 202a侧面的矩形块 202b 在矩形槽 101d 内滑动，从而将闭锁齿牙202d与齿条201a啮合，能够对环状螺纹套102a起到更好的限位效果，尽量避免工作过程中环状螺纹套 102a 受到外部的扭力从而导致夹头 104 对导线的夹持处发生松动，具有更好的安全性；在向下拉动紧固环 103a-1 使得第一弹簧 103f 压缩的过程中，接触块105b 与斜面块 202a 的斜面处分离，此时第二弹簧202b-1 复位，闭锁齿牙 202d 与齿条 201a 分离，能够通过转动紧固环103a-1对夹头104与导线进行松开4。在上述实施实例中示出的本研究的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施流程，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的（例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值（例如，温度、压力等）、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等）。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本研究的范围内。可以根据替代的实施流程改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施流程的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本研究不限制于特定的实施流程，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。4 操作方法 4.1 绝缘挂勾增加安全距离及操作方法 在绝缘杆夹取线夹处，向上延伸一段绝缘杆挂勾，操作时三相导线的引流线全部在非搭火接触运行导线状态时，将三相引流线用 T 头导入式防松型接火线安装好，固定在绝缘杆专用夹头处，再利用绝缘杆挂勾将三相导线预挂在搭火处，此时引流线通过绝缘杆挂勾挂在导线上但并未接触导线，操作人员在确保安全距离时，依次一相一相进行搭火紧固，用带电动套筒的绝缘杆依次紧固，即保证了操作安全，又提高了操作便利性。4.2 T 头导入式防松型接火线 线夹顶部设计为 T 字型夹头。使用专用绝缘杆夹具，使线夹更易导入新型安装工具，使用电动搬手进行紧固，提高作业工作效率；中国科技期刊数据库 工业 A-140-线夹背部设计有操作挂孔，其作用用作多功能操作的辅助挂点（不采用第一种操作方法时，可用此法），满足传统作业方法预装引流线后，用操作杆挂在挂孔处将线夹及引流线挑到安装位置，同时在紧固线夹时稳定平衡线夹，防止扭伤运行导线。线夹挂线槽增加膛纹（导线接触面增加纵纹），以增加要搭接的导线的接触面，加大摩擦系数，防止搭火线与线夹滑动；在夹具底部增加凸起部并加装蝶形弹簧垫圈，形成一个防松组件,防止夹具松脱；线夹挂线槽和引流槽设计 2 个弧形，以 120 导线线径为外大弧形，在大弧形圆弧处再开以 50 导线线径的内小弧形。以适应多种线径导线截面。5 效果分析 通过使用绝缘杆穿过紧固环，向下拉动使得第一弹簧压缩，此时凸块与卡槽卡合，然后转动使得环状螺纹套与螺纹槽螺纹连接，从而能够使得夹头对导线进行夹紧固定，此时松开绝缘杆上施加的拉力，第一弹簧复位，凸块与卡槽分离，能够在抽出绝缘杆时，尽量避免绝缘杆与紧固环之间发生碰撞接触从而造成环状螺纹套回转使得夹头松动，另外在松开绝缘杆上施加的拉力的同时，接触块能够推动斜面块侧面的矩形块在矩形槽内滑动，从而将闭锁齿牙与齿条啮合，能够对环状螺纹套起到更好的限位效果，尽量避免工作过程中环状螺纹套受到外部的扭力从而导致对导线的夹持处发生松动，具有更好的安全性。6 结论 本文针对在电力系统维修中，用于连接电力线路的夹具，用于连接、断开或分配电力搭火线夹存在拧紧后导线接触面小、螺栓紧固力量不足、时间长久会造成运行松动、发热等问题，研究出一种防触电便携式 T 型头带电接火线夹，从根本上解决了上述问题，同时利用实施案例证明本研究具有一定的使用价值，值得在电力行业大范围推广。参考文献 1 王 海 霖,谭 海 铭,危 秋 珍,等.自 补 偿 定 位 J 型 线 夹 安 装 工 具 的 设 计 J.机 械 制 造 与 自 动化,2023,52(02):193-196.2吴勤斌,马冬二,邹德华,等.基于多物理场耦合的J型线夹仿真分析J.南方电网技术,2021,15(05):115-121.3吴勤斌.10kV 配网带电断、接引流线工器具研究D.长沙:长沙理工大学,2021.4李华鹏,符玉珊,张英.一种双螺栓锁紧式带电接火线夹的研究与应用J.现代工业经济和信息化,2020,10(02):23-25.