配网带电接火装置的性能提升研究

吴少雷1，冯玉1，凌松2刘立帆3

（1.国网安徽省电力有限公司电力科学研究院安徽合肥230000）（2.国网安徽省电力有限公司安徽合肥230000）（3合肥汇优科技有限公司安徽合肥230000）

摘要：提出了配网带电接火装置的优化设计方案，从线夹拧紧机构、线夹夹持解锁机构、导线夹持解锁机构三个方面做详细的说明和讨论，优化设计方案能简化带电接火作业的复杂度，加大带电接火作业的安全裕量。

关键词：带电作业，带电接火，绝缘穿刺线夹

引言

随着人民生活水平的日益提高，机关厂矿和百姓生活对电力的依赖程度日益增强，电网检修、改造需要停电与百姓不间断用电需求的矛盾日益突出，给供电企业的服务承诺兑现带来巨大压力。因此国网公司要求在配电线路上的开展工作务必要遵循“能带不停”的原则，尽可能以带电作业形式进行，以提高供电稳定性与可靠性。大力推进带电作业已成为各基层供电公司运检部门的一项极其重要的核心工作。

2016年，国网安徽省电力公司运检部和国网安徽省电力公司电力科学研究院联合完成了科技项目《便携式一体化架空配电线路带电剪接火自动装置研制》，此项目成功研制出了一种便携、灵活的一体化配电网带电接火自动装置，使用该装置可快速完成绝缘穿刺线夹的夹持、支线夹持、主导线挂载、穿刺线夹双螺栓同步拧紧、同步解锁等作业流程，大大提高了带电接火作业的工作效率，并且由于采用了双螺栓同步拧紧技术，可以防止线夹歪穿、穿刺不到位等不良现象，有力保障了带电接火作业的工艺质量。

在成功推广使用过程中，也发现了一些需要改进的地方，本文对该装置的线夹拧紧机构、线夹夹持解锁机构、导线夹持解锁机构设计方案进行优化研究，强化绝缘性能，简化操作复杂度。

1线夹拧紧机构改进设计

原拧紧机构采用单电机双冲击块的方案，电机、冲击块、输出套筒在同一轴线上，从而存在两个方面的问题：电机尾部到输出套筒之间的距离为195mm，电机尾部到主导线之间的距离为221mm，而电力行业标准规定的10kV绝缘架空线路相间距不小于400mm，可以看到电机布置一侧占用了很大的相间距，而电机本身采用金属材料制成，是良导体，因此，采用此方案作业时具有较大的相间短路风险。另一方面，由于冲击块和打击轴之间为非刚性连接，两者不会始终保持同步转速，所以在两个输出轴阻力大小不同时，不能保证两个输出轴仍然保持同步运转。

图1原线夹拧紧机构方案

改进后的线夹拧紧机构采用单冲击块、单冲击轴、双输出轴设计方案，严格保证双轴始终同步旋转，从而保证穿刺线夹的安装和穿刺效果，有效避免了两个螺母交替安装导致的线夹歪穿、穿刺不到位、接触电阻不满足要求等情况；

双输出轴与电机、冲击块、打击轴呈90°设计，减小输出轴向的长度，可以有效保证带电作业时的相间、相地安全距离；电机尾部到输出套筒之间的距离为101mm，电机尾部到电机尾部到主导线之间的距离为142mm。

图2改进的双轴同步动力输出机构设计

2线夹夹持解锁机构改进设计

原有线夹夹持机构采用四连杆技术方案，线夹较难置入到连杆机构中，置入位置没有限位，完全依靠作业人员人为控制，因此会造成线夹置入位置不正确，从而影响后续作业。

图3原线夹夹持机构方案

为了减少人为因素影响，需要设计一种具有限位的机构。在线夹两侧各开一个凹槽（黑色部分），同时夹持部件对应位置各有一个凸条（绿色部分），线夹凹槽底部开有喇叭口，便于线夹从上往下放入夹持部件。线夹放入前，需将两个带有伸缩弹簧的套筒往后拉，腾出力矩螺帽下移的距离。线夹沿着夹具的凸条放入后，其前后和左右方向的移动被限制。

线夹完全放入夹具后，松开套筒，在弹簧的作用下，套筒复位，套住力矩螺帽，限制线夹不能再上下移动。固定好支线并挂入主线后，开启拧紧电机开关，拧紧电机开始工作，收紧线夹，开始穿刺。

穿刺完成后，力矩螺帽断开，线夹恢复上下滑动的空间。触发解锁后，装置即可与主、支线及穿刺线夹脱离，完成作业。

图4改进的线夹夹持解锁机构方案

3导线夹持解锁机构改进设计

原有主导线夹持采用锁舌挂载方案，分支导线采用左右夹块合拢夹持方案，两者的解锁都需要通过柔性钢丝绳拉动，再将柔性钢丝绳连接到细绝缘棒上，采用连接在细绝缘棒上的解锁把手进行解锁。由于该方案在绝缘杆上添加了较多的附件，对绝缘性能有一定的影响，因此本方案采用远程遥控解锁方式，去掉附着在绝缘杆上的众多附件。

图5绝缘杆附着件去除前和去除后对比

图6改进的主导线夹持解锁机构方案总图

在主导线挂载锁舌内开方槽，里面放了丝杆、丝杆螺母。丝杆与步进电机连接在一起。当步进电机转动的时候，带动丝杆螺母滑动。初始状态下，丝杆螺母在右边，锁舌在锁舌弹簧作用下，也滑动到右边。当装置要挂载到主导线上时，主导线会压到锁舌斜面，锁舌会往左边退，当主导线越过斜面时，锁舌在弹簧作用下，又滑动到右边，恢复初始状态。此导线挂载过程中，无需人工干预，无需电动控制。当带电接火完成，需要解锁时，通过遥控器控制两侧的步进电机转动，带动丝杆螺母往左，直到限位开关被压到，控制电路停止步进电机转动。当两侧的限位开关均被触动后，控制电路再暂停3秒钟，保持锁舌开口最大状态，此时主导线可以顺利退出。之后，步进电机再往相反方向转动一定的步骤，到达初始位置。

图7改进的支线夹持解锁机构方案总图

在支线夹持夹块A上设置齿条,，齿轮转动时带动齿条移动，需要锁定支线时，转动连接在齿轮上的转动把手，带动夹块A靠近夹块B。松手时，棘爪会阻止齿轮往回转，保持锁紧力。当带电接火完成，需要解锁时，主导线机构解锁的同时，支线解锁电磁铁同步通电，顶住棘爪，让齿轮可以自由转动，这样AB之间的支线就可以顺利退出。

图8改进的导线夹持解锁机构方案总图

4小结

本文设计的带电接火装置改进方案，能简化线夹的夹持、解锁复杂度，并具有更好的绝缘性能，使用新的改进方案，能大大提升安全裕度，在带电接火作业工作中具有良好的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]凌松,，吴少雷,，冯玉.一种便携式架空配电线路带电剪接火自动装置的设计[J].机械工程师,，2017(04):：116-118.

[2]DL/T5220-2005.10kV及以下架空配电线路设计技术规程[S].