一種絕緣操作桿輔助支撐工具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張磊　劉瀚林

【摘 要】絕緣操作桿是用于短時(shí)間對帶電設(shè)備進(jìn)行操作或測量的基本絕緣安全工器具，是變電站人員常用的作業(yè)工具，經(jīng)常應(yīng)用在設(shè)備停、送電操作中。當(dāng)前，絕緣操作桿在使用過程中，主要面臨著作業(yè)負(fù)重大和操作時(shí)間長兩大問題，僅憑雙臂力量長時(shí)間托舉沉重的絕緣操作桿，耗費(fèi)大量的體力，且操作不慎，容易造成人身或設(shè)備傷害。鑒于此，設(shè)計(jì)并制作一種絕緣操作桿穿戴式輔助支撐工具，采用背帶及腰帶式結(jié)構(gòu)，借用該工具作為絕緣桿下部的輔助支撐點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)將操作負(fù)重分配至全身的目的，達(dá)到省力、省時(shí)的效果。

【關(guān)鍵詞】絕緣操作桿;穿戴式;支撐

【中圖分類號】TM75 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）11-0036-02

絕緣操作桿一般為單桿或多根單桿連接后加長使用，由工作部分、絕緣部分和手握部分構(gòu)成，是保證作業(yè)安全不可或缺的絕緣工器具。絕緣操作桿的工作部分安裝在頂端，一般用金屬制成，直接或者裝設(shè)其他器件（如驗(yàn)電器、接地線等）后用來接觸帶電設(shè)備，這使得桿頂端較重。絕緣部分用于絕緣隔離，根據(jù)電壓等級的不同，對絕緣桿的最短有效絕緣長度要求也不同。

當(dāng)前，絕緣操作桿在使用過程中，主要面臨作業(yè)負(fù)重大和操作時(shí)間長兩大問題：{1}作業(yè)負(fù)重大。除絕緣操作桿本身自重外，末端還有接地線、放電裝置等附屬器件，且絕緣操作桿長度與電壓等級呈正比，重量也隨之增加。{2}操作時(shí)間長。主要指操作對象多或相隔距離長的場景，包括高電壓等級的敞開式設(shè)備驗(yàn)電接地，或電容器組逐個多次放電的操作。在上述兩種情況下，運(yùn)行人員僅需憑雙臂力量長時(shí)間托舉沉重的絕緣操作桿，而手握部分的長度不能超過規(guī)定距離，單人托舉絕緣桿就會特別費(fèi)力，不利于運(yùn)行人員移動作業(yè)，這就減緩了作業(yè)速度。同時(shí)，對于重復(fù)性且需要長時(shí)間托舉絕緣操作桿的作業(yè)，如果操作不慎，容易造成人身或設(shè)備傷害。因此，結(jié)合絕緣操作桿在作業(yè)中存在的問題，本文介紹一種絕緣操作桿輔助支撐工具，旨在使作業(yè)人員不再單純依靠雙臂的力量進(jìn)行操作，能將絕緣操作桿的負(fù)重分擔(dān)到全身，能夠最大限度地緩解雙臂所承受的負(fù)荷，從而達(dá)到省力、省時(shí)的效果，提高電氣操作的穩(wěn)定性和可靠性，減少人力、物力的損耗。

1 設(shè)計(jì)思路

一種絕緣操作桿穿戴式輔助支撐工具，主要分為穿戴部分、底座部分、支撐部分。穿戴部分由腰帶和背帶組成，底座固定安裝于腰帶的表面，底座上包括連接板、支撐板和球形萬向節(jié)，支撐部分為套筒結(jié)構(gòu)。腰帶的兩端均設(shè)置有扣環(huán)，肩帶的一端與腰帶進(jìn)行連接，另一端與連接板進(jìn)行連接。同時(shí)，兩條肩帶上一端均設(shè)置有與腰帶扣環(huán)相配合的卡扣，卡扣可扣合于扣環(huán)內(nèi)。連接板的兩端均設(shè)置有扣環(huán)，兩條肩帶的另一端均設(shè)置有與該扣環(huán)相配合的卡扣，卡扣扣合于扣環(huán)內(nèi)。

球形萬向節(jié)固定安裝于支撐板上，支撐板固定安裝于連接板上，且與連接板相垂直，球形萬向節(jié)上連接有用于放置絕緣操作桿的套筒，套筒的底端與球形萬向節(jié)轉(zhuǎn)動連接。連接板為帶有預(yù)設(shè)弧度的曲面板。

套筒包括旋轉(zhuǎn)部分和套筒本體。旋轉(zhuǎn)部設(shè)置于套筒本體的底部，且旋轉(zhuǎn)部轉(zhuǎn)動連接于球形萬向節(jié)內(nèi);套筒本體為圓柱體結(jié)構(gòu)，頂端設(shè)有供絕緣操作桿放置的開口。

2 制作過程

穿戴部分由腰帶和背帶組成。腰帶與底座部分固定連接，圍于作業(yè)人員的腰部，其上帶有兩個半圓環(huán)。背帶（如圖1所示）由左右肩帶組成，兩端均為卡扣結(jié)構(gòu)，肩帶的一端與腰帶半圓環(huán)連接，另一端與底座部相連，可拆卸與腰帶和底座部分的連接。腰帶（如圖2所示）的兩個半圓環(huán)上各掛一條肩帶，實(shí)現(xiàn)穿戴功能，作業(yè)人員在固定或移動操作桿時(shí)起到平衡作用。穿戴部分是實(shí)現(xiàn)操作省力的可靠裝備，亦是保證輔助支撐工具安全使用的重要組成部分。

底座部分為“├”形不銹鋼結(jié)構(gòu)，是輔助支撐工具的主要功能部分。其中，“│”形連接板與腰帶前端固定連接，呈圓弧狀設(shè)計(jì)，用于貼合作業(yè)人員的腰部，左右兩側(cè)均裝有“U”形掛鉤，用于與背帶連接卡扣相連?！癌ぁ毙沃伟搴附庸潭ㄔ谶B接板中軸線上，與其垂直固定連接，用于放置支撐部分。一方面，底座固定于腰帶上，使得作業(yè)人員可以借助身體腰腹部的力量支撐絕緣操作桿;另一方面，為避免底座因長期受力或受力不均勻與腰帶發(fā)生分離，將底座與背帶相連，提供另一個受力點(diǎn)，也借助雙肩分擔(dān)腰腹部的受力，使輔助支撐工具的省力、省時(shí)效果達(dá)到最佳。

支撐部分整體位于底座支撐板中心位置，由萬向節(jié)和套筒構(gòu)成，用于放置和旋轉(zhuǎn)絕緣操作桿。球形萬向節(jié)的底端固定部分與支撐板嵌套固定（如圖3所示），旋轉(zhuǎn)部分與套筒底部連接，從而實(shí)現(xiàn)套筒360°方向旋轉(zhuǎn)。套筒為具有一定厚度，內(nèi)部鏤空、上開下閉的圓柱體，其內(nèi)徑與絕緣操作桿外徑相當(dāng)，便于絕緣操作桿放置。套筒（如圖4所示）長度不宜過短，否則旋轉(zhuǎn)或移動絕緣操作桿時(shí)會十分費(fèi)力，若過長將不利于取出和放置操作桿，稍有不甚，會造成人員和設(shè)備傷害。因此，套筒長度的選擇應(yīng)符合杠桿原理，同時(shí)考慮絕緣操作桿的長度，便于作業(yè)過程中的各類操作。

綜上所述，設(shè)計(jì)并制作一種絕緣操作桿穿戴式輔助支撐工具（如圖5所示），采用背帶及腰帶式結(jié)構(gòu)，可借用該工具作為絕緣桿下部的輔助支撐點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)將操作負(fù)重分配至全身的目的。當(dāng)需要移動或長時(shí)間托舉絕緣桿時(shí)，借用輔助支撐點(diǎn)實(shí)現(xiàn)絕緣工器具在電氣設(shè)備上的反復(fù)作業(yè)和移動，不再是單純依靠雙臂的力量進(jìn)行操作，能夠最大限度地緩解雙臂所承受的負(fù)荷，達(dá)到省力、省時(shí)的效果。

腰帶的第一端和第二端均設(shè)置有第一扣環(huán)，兩條肩帶的第一端均設(shè)置有與第一扣環(huán)相配合的第一卡扣，扣合于第一扣環(huán)內(nèi)。第一卡扣與第一扣環(huán)是可拆卸連接結(jié)構(gòu)，當(dāng)作業(yè)人員完成工作后可對肩帶進(jìn)行拆卸。連接板的第一端和第二端均設(shè)置有第二扣環(huán)，兩條肩帶的第二端均設(shè)置有與第二扣環(huán)相配合的第二卡扣，扣合于第二扣環(huán)內(nèi)。第二卡扣與第二扣環(huán)是可拆卸連接結(jié)構(gòu)，當(dāng)作業(yè)人員完成工作后可對肩帶進(jìn)行拆卸。

套筒包括旋轉(zhuǎn)部和套筒本體;旋轉(zhuǎn)部設(shè)置于套筒本體的底部，且旋轉(zhuǎn)部轉(zhuǎn)動連接于球形萬向節(jié)內(nèi);套筒本體為圓柱體結(jié)構(gòu)，且套筒本體的頂端開設(shè)有供絕緣操作桿放置的開口。旋轉(zhuǎn)部轉(zhuǎn)動連接于球形萬向節(jié)內(nèi)，使套筒本體可實(shí)現(xiàn)360°旋轉(zhuǎn)。

連接板為帶有預(yù)設(shè)弧度的曲面板。將連接板設(shè)計(jì)為帶有弧度的曲面板以貼合人體的腰部形狀。所述第一扣環(huán)和所述第二扣環(huán)均為“U”形扣環(huán)?！癠”形扣環(huán)為第一扣環(huán)和第二扣環(huán)的其中一種結(jié)構(gòu)，若其他結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)與第一卡扣和第二卡扣進(jìn)行扣合亦可。

3 應(yīng)用實(shí)施

作業(yè)人員在穿戴該工具時(shí)，先將腰帶纏繞在腰部位置上，將腰帶的首尾兩端進(jìn)行扣合，接著將左右兩條肩帶上的第一卡扣扣在腰帶上的第一扣環(huán)上，將左右兩條肩帶上的第二卡扣扣在連接板上的第二扣環(huán)上，將肩帶背在肩膀上，即可完成該工具的穿戴。當(dāng)作業(yè)人員操作絕緣操作桿時(shí)，可將絕緣操作桿的底部套裝于套筒內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)將絕緣操作桿的負(fù)重分配至全身的目的。當(dāng)作業(yè)人員需要移動或長時(shí)間托舉絕緣操作桿時(shí)，可借用支撐板上的套筒對絕緣操作桿進(jìn)行固定支撐，并通過套筒底部的旋轉(zhuǎn)部與球形萬向節(jié)的轉(zhuǎn)動連接關(guān)系實(shí)現(xiàn)絕緣操作桿在電氣設(shè)備上的反復(fù)作業(yè)和移動，作業(yè)人員通過該工具不再單純依靠雙臂的力量進(jìn)行操作，將絕緣操作桿的負(fù)重分擔(dān)到全身，能夠最大限度地緩解雙臂所承受的負(fù)荷，從而達(dá)到省力、省時(shí)的效果。

4 結(jié)論

結(jié)合工程實(shí)際，研制了一種絕緣操作桿穿戴式輔助支撐工具，可最大限度地緩解作業(yè)人員雙臂所承受的負(fù)荷。該輔助支撐工具可與不同種類的絕緣操作桿配合，實(shí)現(xiàn)不同類型的作業(yè)操作。在現(xiàn)場應(yīng)用過程中，使用方便，通過支撐底座靈活操作，可減少作業(yè)時(shí)間，降低作業(yè)人員勞動強(qiáng)度，提高工作效率。

參 考 文 獻(xiàn)

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