輸電線路新型接地線夾的研制和應(yīng)用

洪行軍，方玉群，趙俊杰

（國網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司，浙江金華321000）

經(jīng)驗交流

輸電線路新型接地線夾的研制和應(yīng)用

洪行軍，方玉群，趙俊杰

（國網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司，浙江金華321000）

針對高壓輸電線路檢修中存在的接地線導(dǎo)線夾掛設(shè)不便、易意外脫落等問題，從結(jié)構(gòu)上進行創(chuàng)新，設(shè)計出新型接地線導(dǎo)線夾并簡要介紹其結(jié)構(gòu)和使用方法。型式檢驗和現(xiàn)場試用表明，該導(dǎo)線夾具有掛設(shè)簡便快速、意外脫落率低、安全可靠等優(yōu)點，效果顯著，具有良好的應(yīng)用前景。

接地線；導(dǎo)線夾；防脫落；掛設(shè)成功率

0 引言

近年來，隨著經(jīng)濟快速發(fā)展，輸電線路的規(guī)模急劇增大。為了保持輸電線路的良好工作狀態(tài)，需要定期或根據(jù)設(shè)備狀態(tài)對其進行檢修。而接地線是檢修工作中用于將停電線路接地的必備裝置，其作用是防止在突然來電時產(chǎn)生電壓和電弧，造成作業(yè)人員觸電傷亡。為了確保設(shè)備、人員的安全，《電力安全工作規(guī)程（線路部分）》[1]規(guī)定停電作業(yè)時必須掛設(shè)接地線。但實際工作中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有接地線的關(guān)鍵部件——導(dǎo)線夾存在掛設(shè)不便、易脫落、掛接效果不佳等問題。為此研發(fā)了一種適用于高壓輸電線路的掛設(shè)便捷、防脫落能力強的新型接地線導(dǎo)線夾（以下簡稱接地線夾）。

1 現(xiàn)有接地線夾存在的問題

目前，高壓輸電線路工作中常用的接地線夾為彈簧式導(dǎo)線夾，是一種利用鑲嵌在線夾內(nèi)彈簧的壓力將導(dǎo)線壓緊的簡單裝置[2]，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 原接地線導(dǎo)線夾頭結(jié)構(gòu)

導(dǎo)線夾中有一彈性支撐頂桿，頂桿一端與一夾腳相鉸鏈，另一端抵在另一夾腳上。使用時，先閉鎖拆除吊環(huán)，可使彈簧繃緊，再經(jīng)頂桿將兩夾腳處于張開狀態(tài)，作業(yè)人員使用操作桿拉著掛設(shè)吊環(huán)，將張開狀態(tài)的導(dǎo)線夾放置于導(dǎo)線附近，被接地導(dǎo)線通過夾口進入導(dǎo)線夾后碰觸頂桿，在彈簧的作用下兩夾腳快速將導(dǎo)線夾住，完成裝設(shè)接地線步驟。拆除時，用操作桿拉動拆除吊環(huán)，就能自然放松彈簧，導(dǎo)線夾回復(fù)張開狀態(tài)，夾腳與導(dǎo)線分離。這種導(dǎo)線夾在工作過程中存在以下弊端[3]：

（1）掛設(shè)時，由于接地線自重較大，操作桿帶動導(dǎo)線夾動作不靈活，不易將開口對準(zhǔn)導(dǎo)線；而且向上的掛設(shè)沖擊力較小，不易觸發(fā)導(dǎo)線夾內(nèi)的支撐頂桿。為了提高掛設(shè)成功率，尤其是在不帶張力的耐張?zhí)€掛設(shè)接地線時，作業(yè)人員往往需要用導(dǎo)線夾快速擊打?qū)Ь€，造成兩者磨損。

（2）只通過夾腳內(nèi)彈簧的彈力夾住導(dǎo)線，難以保證可靠的壓力，造成導(dǎo)線夾與導(dǎo)線間的接觸電阻過大。此時，萬一發(fā)生誤送電，在線路上仍有較高的殘壓，將導(dǎo)致作業(yè)人員觸電。同時，導(dǎo)線夾與導(dǎo)線接觸處因不能承受短路電流所產(chǎn)生的熱應(yīng)力，將造成接觸處的導(dǎo)線和導(dǎo)線夾損壞。

（3）掛設(shè)后只通過夾腳內(nèi)彈簧的彈力夾住導(dǎo)線，而夾口的朝向豎直向上，在風(fēng)力、接地線自重、人員誤碰等外力作用下，極易脫落。更嚴(yán)重的是，彈簧彈力衰減后，發(fā)生誤送電時，導(dǎo)線夾可能承受不了短路電流的電動力，使接地線導(dǎo)線夾彈開，造成失去接地線保護的嚴(yán)重后果。因此，當(dāng)進行長時間檢修或技改作業(yè)時，作業(yè)人員需用鋁絲將導(dǎo)線夾綁扎固定，如圖2所示。

圖2 原接地線導(dǎo)線夾頭固定方法

弊端1會導(dǎo)致掛設(shè)接地線的時間增加，在用電高峰期開展檢修工作時，將會延誤整體檢修進度；導(dǎo)線夾支撐頂桿容易損壞，需投入資金進行更換和維修。弊端2和3使檢修工作存在失去接地保護的嚴(yán)重安全風(fēng)險，此時若發(fā)生誤送電，將會危及設(shè)備和人員安全，造成重大安全事故；接地線意外脫落時，需要作業(yè)人員重新登塔掛設(shè)，勢必造成人力浪費，影響檢修任務(wù)進度，降低工作效率。根據(jù)近幾年輸電線路作業(yè)人員對掛設(shè)接地線的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，使用現(xiàn)有導(dǎo)線夾進行接地線掛設(shè)時的一次掛設(shè)成功率約為70.4%，掛設(shè)花費時間較長。

2 輸電線路新型接地線夾的研制

針對現(xiàn)有導(dǎo)線夾存在的問題，為提高掛設(shè)速度，減少導(dǎo)線夾頭的損壞率，降低安全風(fēng)險，并結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，提出了輸電線路新型接地線夾的研制要求：

能通過操作桿方便靈活地掛設(shè)導(dǎo)線夾，一次掛設(shè)成功率高；導(dǎo)線夾掛設(shè)后與導(dǎo)線緊密接觸，電氣連接良好；導(dǎo)線夾掛設(shè)后連接穩(wěn)定，在外力作用下不易脫落；導(dǎo)線夾適用于Φ18 mm～Φ35 mm的輸電導(dǎo)線；導(dǎo)線夾應(yīng)盡可能質(zhì)量輕、體積小，便于攜帶。

按照以上要求研制的輸電線路新型接地線夾如圖3（a）所示。接地線夾整體尺寸為175 mm×65 mm×64 mm，質(zhì)量為0.41 kg，主要由6部分組成：閉鎖裝置、外夾、內(nèi)夾、彈簧、拉環(huán)以及配套的操作鉤頭。閉鎖裝置是新研制導(dǎo)線夾特有的部分，用于使內(nèi)、外夾保持重合狀態(tài)。內(nèi)、外夾共同夾持導(dǎo)線，與其保持良好的電氣接觸。內(nèi)、外夾之間的彈簧提供足夠的夾持力。拉環(huán)與內(nèi)夾連為一體，在拆除時起作用。操作鉤頭用于操控閉鎖裝置以及掛設(shè)、拆除導(dǎo)線夾。

內(nèi)、外夾采用銅合金材料，確保良好的導(dǎo)電能力和機械強度；彈簧選用抗疲勞強度、耐熱耐腐蝕性能俱佳的不銹鋼彈簧；閉鎖裝置、拉環(huán)、操作鉤頭采用比重小，但強度較高的鋁合金，質(zhì)量輕而耐磨，能滿足導(dǎo)線夾長時間的使用。這樣的材料選擇可以確保導(dǎo)線夾質(zhì)量輕、體積小，具有足夠的機械強度、導(dǎo)電能力。

輸電線路新型接地線夾的使用方法如下：

（1）掛設(shè)時，將外夾與內(nèi)夾重合，彈簧繃緊受壓，開啟閉鎖裝置，保持住內(nèi)、外夾張開狀態(tài)（如圖3（b）所示）；用操作桿提著閉鎖裝置將導(dǎo)線夾放置于導(dǎo)線附近，導(dǎo)線通過張開的內(nèi)、外夾的夾口進入導(dǎo)線夾（如圖3（c）所示）；適當(dāng)側(cè)向用力于閉鎖裝置（如圖3（d）所示），導(dǎo)線夾在彈簧的作用下，內(nèi)、外夾快速錯開將導(dǎo)線夾住，導(dǎo)線被內(nèi)夾的上部分和外夾的下部分緊密圍住（如圖3（e）所示）。

（2）拆除時，用操作桿拉動拉環(huán)向上提，帶動內(nèi)夾向上運動，彈簧再度受壓繃緊，內(nèi)、外夾重合，夾口放松，與導(dǎo)線分離（如圖3（f）所示）。

3 試驗及應(yīng)用

為了驗證輸電線路新型接地線夾的性能，2013年9月在某試驗中心對其進行了型式檢驗，型式檢驗具體結(jié)果如表1所示。對照DL/T 879-2004《帶電作業(yè)用便攜式接地和接地短路裝置》[4]的要求分析可知：導(dǎo)線夾能承受線路短路后的故障電流，并保持可靠接地；夾緊力和最大承受拉力均滿足要求，保證導(dǎo)線夾能與導(dǎo)線緊密接觸，掛設(shè)后能承受較大外力。

表1 型式檢驗結(jié)果

為了確定導(dǎo)線夾的現(xiàn)場實用性，在2013年9—11月的檢修、驗收工作中，使用新型接地線夾進行掛設(shè)、拆除。通過110~500 kV 10條線路上共47次的掛設(shè)使用，統(tǒng)計出使用新型接地線夾后平均一次掛設(shè)成功率為98.6%，比現(xiàn)有導(dǎo)線夾70.4%的一次掛設(shè)成功率提高了28.2%，現(xiàn)場試用情況良好。

圖3 新型接地線夾成品及其現(xiàn)場使用

4 新型接地線夾特點

得益于良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計，該新型接地線夾主要有以下幾個特點：

（1）新型接地線夾夾口的朝向與現(xiàn)有導(dǎo)線夾豎直開口的朝向不同，在掛設(shè)時其夾口朝向為水平方向，導(dǎo)線夾受到的接地線自重與夾口方向夾角為90°，避免了導(dǎo)線夾因接地線自重、誤碰等原因?qū)е聤A頭從導(dǎo)線上脫落。

（2）在掛設(shè)時，導(dǎo)線夾水平移動放置在導(dǎo)線上，圓弧狀的內(nèi)夾能防止導(dǎo)線夾意外滑落，掛設(shè)時能穩(wěn)定在導(dǎo)線上，掛設(shè)成功率高。

（3）導(dǎo)線夾的動作靠操作桿觸發(fā)閉鎖裝置完成，可控性好，不易損壞。掛設(shè)完成后，導(dǎo)線由內(nèi)、外夾圍成的圈固定，導(dǎo)線夾能隨所受外力旋轉(zhuǎn)，始終由內(nèi)夾對導(dǎo)線產(chǎn)生的壓力來抵消外力，防止可動作的夾口在導(dǎo)線的壓力下張開而導(dǎo)致導(dǎo)線夾脫落。

（4）導(dǎo)線夾的固定不再靠彈簧提供的夾緊力，彈簧的夾緊力主要確保外夾與導(dǎo)線緊密接觸，即使彈簧彈力完全衰減，在接地線的自重作用下，導(dǎo)線夾的內(nèi)、外夾仍能圍成圈夾住導(dǎo)線，意外脫落率低。

（5）根據(jù)線徑大小，可以設(shè)計成I型（Φ18 mm～Φ26 mm）和Ⅱ型（Φ26 mm～Φ35 mm），適用于絕大多數(shù)輸電線路導(dǎo)線。

5 結(jié)語

本文研制的輸電線路新型接地線夾掛設(shè)簡便快速、意外脫落率低，體積小、質(zhì)量輕，已獲得國家實用新型專利。其型式檢驗和現(xiàn)場試用證明，使用該新器具能夠極大地提高工作效率，確保線路停電檢修工作的可靠接地，消除原有接地線導(dǎo)線夾頭存在的安全隱患，具有良好的應(yīng)用價值和推廣意義。

[1]國家電網(wǎng)公司.國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（線路部分）[M].北京：中國電力出版社，2013.

[2]顧艷君.新型超高壓短路接地線導(dǎo)線端線夾的設(shè)計與分析[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2012.

[3]虞澤.攜帶型短路接地線的改進[J].云南電力技術(shù)，2008，36（1）∶40-41.

[4]DL/T 879-2004帶電作業(yè)用便攜式接地和接地短路裝置[S].北京：中國電力出版社，2004.

（本文編輯：徐晗）

Development and Application of A New Type of Grounding Clamper for Transmission Lines

HONG Xingjun，F(xiàn)ANG Yuqun，ZHAO Junjie
（State Grid Jinhua Power Supply Company，Jinhua Zhejiang 321000，China）

According to the defect of current ground clamper for high voltage transmission lines such as hook inconvenience and accidental shedding，this paper designs a new type of wire clamper for transmission lines and introduces the structure and application method.Type test and field test show that this clamper is simple and rapid in hooking，low in accidental shedding，safe and reliable，significantly effective and has a good application prospect.

ground wire；wire clamper；anti-shedding；hook success rate

TM752+.2

B

1007-1881（2015）06-0064-04

2015-01-30

洪行軍（1970），男，高級技師，長期從事輸電線路帶電作業(yè)、檢修工作。