简易电缆沟盖板操作工具的研制

周靖 唐璇 夏书生

国网新源水电有限公司新安江水力发电厂 浙江杭州 311608

摘 要：针对厂站电缆沟检修开启和回封水泥盖板过程时盖板易损坏等问题。研制一个简易的电缆沟盖板操作工具并验证工具的合理性。该工具增强了操作的安全性，提高了工作效率并能有效延长盖板的使用寿命，有良好的推广应用前景。

关键词：结构设计；有限元；电缆沟盖板；操作工具

引言

电缆沟是敷设电缆的地下通道，盖板主要是防止电缆受到外界的损伤，由于盖板通常都比较沉重且数量很多，在对电缆沟内的电缆进行维护时，通常是使用撬棍插入电缆沟盖板和地面之间的缝隙，再用力撬起，然后由其他工人搬起电缆沟盖板^[1-3]。国内有许多学者针对电缆沟盖板的操作方法和工具做出了研究，并取得了丰硕的成果。谢琼香等^[5]针对电缆沟水泥盖板操作困难的问题，研制了一套撬运辅助工具，提高施工效率。程文钊^[6]设计了一辆简易的掀装小车，解决了电缆沟盖板操作过程中的费时费力问题。

本文结合现场实例，研制出一个专用的电缆沟水泥盖板操作工具，从结构、性能和实际应用等方面验证该操作工具的合理性，使其能快速抬起和放入重量达几十公斤混凝土盖板，而不造成盖板损坏和保证工作人员的安全，为厂站的二次检修工作提供参考。

1 电缆沟盖板撬运辅助工具的设计

为了承重和安全，现行厂站及路边的电缆沟盖板几乎是混凝土浇筑板。目前在安装、开启和回封电缆沟盖板过程中，主要是利用撬棍加手抬的方式，这种操作工序存在以下问题：操作麻烦、费时费力；易造成施工人员受伤使用撬杆容易损伤电缆沟盖板的边缘严重时造成盖板断裂，影响电缆沟盖板使用寿命。

1.1 电缆沟盖板操作工具结构设计

该电缆沟盖板操作工具主要由拐臂和夹脚两个部分组成，两只拐臂中间通过销钉连接，电缆沟盖板专用工具的尺寸结构如图1所示，在该结构中含有一个“S”型拐臂。相互交叉的两个拐臂可以组成“X”型结构，两个拐臂的夹脚可以方便的夹住盖板，抬起的过程中夹脚向内收缩夹紧盖板，向上抬的力越大，两臂夹脚夹紧盖板的力度也越大。

图1 工具拐臂结构示意图

工具夹脚部分采用一种直立螺纹式结构，主要是在“I”型夹脚的内侧增加螺纹式凹槽，起到增加摩擦受力的作用。该结构的优点在于既能牢固地夹住盖板，又能够很方便的插入到沟盖板之间的空隙，且能同时满足开启和回封两种功能。

1.2 材料的选择

结合目前市场现状，对铝合金、钢筋、Q345钢等材料从强度、成本、加工复杂程度、重量、抗剪抗拉能力等方面考虑，进行综合比较分析。

铝合金的特点是质量轻、耐腐蚀，加工成形好，可以用于特殊的电气设备；缺点是不方便焊接。钢筋的优点是材料比较常见方便采购，重量较轻，加工比较容易；缺点是抗弯极限较低容易导致工具变形。Q345钢的优点是在水电厂和变电站应用广泛，加工方便，强度高；缺点是质量较重，需较长加工时间。

通过对以上几种的材料的对比分析并对电缆沟盖板工具的整体考虑。决定采用整体结构采用Q345钢板进行整体切割的工艺。

2 工具整体实物制作

经过工具的整体结构设计、材料比较选型和有限元分析验证强度后进行材料采购和加工组装。整体实物图如图2所示。

图2 电缆沟盖板操作工具主体实物图

3 电缆沟盖板撬运辅助工具的性能及应用

接下来从承重能力、便携性、安全程度、适应范围等方面说明该工具的实用性和合理性。

3.1 承重能力

在某电厂电缆沟实地对电缆沟盖板进行承重测试，盖板重量从5kg至20kg不等，试验结果工具整体强度良好，能很好地适应不同重量的水泥盖板，在承重20kg的情况下，整体工具没有出现变形等，该工具的承重能力达标。

3.2 便携性

使用盖板操作工具夹起盖板时，利用夹脚伸进盖板与盖板之间的空隙，将整块水泥盖板撬起，然后工作人员夹住盖板然后将盖板移动，整个过程两名施工人员大约需花费约20秒，大大节约了施工人员的操作时间，提高了工作效率。整个操作工具重5kg，方便操作人员携带。

3.3 安全程度

在实地操作试验中，利用盖板操作工具将水泥盖板夹起，整个过程施工人员无需和水泥盖板直接接触，手握工具将重达几十斤的盖板运走，施工过程符合安全要求，有效降低了施工人员容易受伤的情况。

3.4 适应范围

该工具不仅适用于变电站和电厂内的电缆沟盖板的移动工作，在涉及其他方面的重物搬运和结构夹取的工作也具有实用价值。如在厂站中可用该工具进行机械结构的移动、质量较大电缆的拾取和其他混凝土小构件的搬运工作，施工人员操作工具时安全性高。

4 结语

本文针对厂站电缆沟检修时，盖板开启回封时采用撬棍加手抬的方式给检修作业带来不便的问题，研制出一个方便人员操作的简易电缆沟水泥盖板操作工具，并通过实际操作验证了工具合理性。该工具提高了施工人员的工作效率，缩短了停电时间，解决了水泥盖板在操作过程中容易损坏的问题，在其他类似重物的移动和操作方面具有良好的借鉴意义和推广价值。

参考文献:

1. 李宗蔚,张景翯,薛炳磊,卢福木.模块化变电站新型电缆通道应用研究[J].山东电力技术,2020,47(03):53-58+66.

2. 罗天翼,李冠男.电缆敷设施工质量控制与改进[J].核标准计量与质量,2020(01):36-40.

3. 伴建忠,宋方方.变电站高压电缆消防隐患及综合治理[J].华北电业,2019(11):54-55.

4. 吕航.变电站预制式U型混凝土电缆沟安装措施[J].通讯世界,2019,26(09):293-294.

5. 谢琼香,吴伟力,陈基顺.电缆沟盖板撬运辅助工具的研制[J].机电信息,2016(33):127-128.

6. 程文钊.电缆沟盖板掀装小车研制[J].机电信息,2016(36):137+139.