一種新型變電站伸縮型音頻跳線工具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

林土求 莫驥

摘? ?要：隨著電力通信的發(fā)展，調(diào)度交換、行政交換的語音需求日益增長，變電站、調(diào)度機(jī)構(gòu)配線架上跳線層層疊加，給配線及日常維護(hù)帶來了困難。文章分析了變電站通信運(yùn)維工作中音頻配線跳線存在的問題，在借鑒口紅盒原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合鱷魚嘴夾的使用，設(shè)計(jì)了一種新型變電站伸縮型音頻跳線工具。將創(chuàng)新設(shè)計(jì)的新型跳線工具在通信運(yùn)維工作中進(jìn)行應(yīng)用測試，測試數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示：新型跳線工具有效解決了音頻電路開通、故障修復(fù)誤碰誤接線的問題，整體縮短了工作時(shí)間，提高了現(xiàn)場工作的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：音頻;伸縮型;跳線工具

1? ? 設(shè)計(jì)背景

電力系統(tǒng)要求各級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)和35 kV及以上變電站應(yīng)實(shí)現(xiàn)調(diào)度語音交換網(wǎng)覆蓋，且調(diào)度機(jī)構(gòu)、500 kV及以上變電站（直流換流站）應(yīng)采用調(diào)度程控交換機(jī)覆蓋，其他站點(diǎn)可采用遠(yuǎn)端模塊、基于IP的語音傳輸（Voice over Internet Protocol，VoIP）分機(jī)等多種覆蓋方式。隨著電力系統(tǒng)內(nèi)部技術(shù)及業(yè)務(wù)發(fā)展，內(nèi)部人員之間、內(nèi)外人員之間的交流越來越頻繁，對(duì)語音交換系統(tǒng)的要求越來越高，電路開通、故障修復(fù)時(shí)間要求不斷縮短。電力通信音頻跳線工作占了日常維護(hù)的一項(xiàng)重要工作。

以某A變電站設(shè)備并網(wǎng)的工作為例，音頻配線架布線如圖1所示。跳線依次從2#配線架A面跳至1#配線架B面，然后跳到3#配線架，2#配線架在機(jī)柜的正面，1#，3#配線架在機(jī)柜的反面。

二線、四線音頻跳線的工作量占到到整個(gè)設(shè)備并網(wǎng)工作的25%，由于VDF音頻配線架配線模塊安裝密度大，增加了音頻放線的難度，尤其是正反兩面的配線模塊的跳線，單人操作難以將跳線展放到反面配線模塊，必須由兩個(gè)人來完成工作。10名班組成員針對(duì)100回線進(jìn)行了傳統(tǒng)跳線操作實(shí)驗(yàn)，每個(gè)人均進(jìn)行了3次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析：施工人員卡接1對(duì)芯線耗時(shí)10 min，新站點(diǎn)跳線至少需卡接6～8對(duì)芯線，且單一動(dòng)作連續(xù)重復(fù)勞動(dòng)，胳膊酸痛導(dǎo)致卡接速度變慢、卡接質(zhì)量下降，需要時(shí)間休息的問題。所以，一段變電站音頻卡接時(shí)間耗時(shí)1～1.5 h，現(xiàn)場施工時(shí)由于現(xiàn)場施工條件比實(shí)驗(yàn)場地復(fù)雜等原因耗時(shí)會(huì)更長一些。傳統(tǒng)跳線方式下，沒有現(xiàn)場輔助工具，存在返工而耗費(fèi)人力、財(cái)力及工時(shí)。

2? ? 目標(biāo)設(shè)定

為了提高變電站音頻配線卡接操作工作效率，縮短作業(yè)時(shí)間，同時(shí)提高跳線質(zhì)量，減少施工及檢修人員的操作工時(shí)，保障電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行，需要研制一種新型音頻跳線施工工具，目標(biāo)是將現(xiàn)狀中單人跳接1對(duì)芯線由耗時(shí)10分鐘降低至耗時(shí)5分鐘以下。

3? ? 技術(shù)方案論證

根據(jù)研制方案思路進(jìn)行分析，充分發(fā)揮聰明才智，集思廣益，提出兩種設(shè)計(jì)方案：口紅盒旋轉(zhuǎn)伸縮原理以及雨傘伸縮桿原理。認(rèn)真分析方案的技術(shù)細(xì)節(jié)和難點(diǎn)，從研制成本、實(shí)現(xiàn)功能、使用效果等方面對(duì)兩種方案進(jìn)行對(duì)比分析，決定采用方案一，研制旋轉(zhuǎn)伸縮型音頻跳線工具。

方案選擇。新型音頻跳線施工工具不但要實(shí)現(xiàn)單人完成復(fù)雜跳線的功能，并且要提高工作效率，縮短作業(yè)時(shí)間，增強(qiáng)跳線工具的機(jī)械性能，能重復(fù)使用，不輕易變形，進(jìn)行了兩種方案的設(shè)計(jì)：方案一，口紅盒旋轉(zhuǎn)伸縮原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。方案二，雨傘伸縮桿原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。經(jīng)過比較分析，兩種方案均能大致實(shí)現(xiàn)預(yù)定目標(biāo)要求，而方案一比方案二工作效率更高，節(jié)省的工時(shí)更多，操控性更強(qiáng)，因此，選擇方案二口紅旋轉(zhuǎn)伸縮原理設(shè)計(jì)工具。

主體材料選擇。要求工具絕緣性好，機(jī)械性較高，輕便靈活、抗摔打性好。若使用口紅盒原理制作，可通過3D打印機(jī)完成主桿設(shè)計(jì)，夾頭使用金屬鱷魚夾進(jìn)行加工組裝即可完成。若使用雨傘桿原理制作，為降低重復(fù)伸縮磨損，需要廠家倒模設(shè)計(jì)金屬主桿，且長時(shí)間應(yīng)用，主桿容易生銹。

4? ? 跳線工具結(jié)構(gòu)

伸縮音頻跳線工具主要由鱷魚嘴夾及伸縮式桿體組成，鱷魚嘴夾安裝在伸縮式桿體頂端（見圖2）。伸縮式桿體主要由底座、管體、內(nèi)芯、內(nèi)芯止口、管體止口組成。管體設(shè)置在底座的上部，且管體通過嵌入的方式與底座相連接。內(nèi)芯設(shè)置在管體的內(nèi)部，且內(nèi)芯通過套合的方式與管體相連接。內(nèi)芯止口設(shè)置在內(nèi)芯底部的外側(cè)壁，且內(nèi)芯止口與內(nèi)芯為一體式結(jié)構(gòu)。管體止口設(shè)置在管體頂部的內(nèi)側(cè)壁，且管體止口與管體為一體式結(jié)構(gòu)。伸縮桿管體內(nèi)部設(shè)置有螺紋軸，螺紋軸與底座為一體結(jié)構(gòu)，內(nèi)芯通過管體內(nèi)部的螺紋軸與管體設(shè)置為活動(dòng)鏈接。伸縮桿體如圖3所示。伸縮桿的內(nèi)芯頂端外部與鱷魚嘴夾的夾頭固定柱通過嵌入方式相連接。鱷魚嘴夾外套有絕緣護(hù)套，以便于保證鱷魚嘴夾外部一體成型光滑，避免在復(fù)雜音頻配線架環(huán)境下，工作過程中誤動(dòng)、誤斷、掛斷其他已運(yùn)行的音頻線纜。

5? ? 跳線工具工作原理

利用伸縮型音頻跳線工具的鱷魚嘴夾將所需要跳線的音頻線對(duì)夾緊，然后轉(zhuǎn)動(dòng)底座，調(diào)整伸縮桿體的長度，以便將音頻線對(duì)引至機(jī)柜反面的音頻配線架或旁邊機(jī)柜的音頻配線架，到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)后，檢修人員可以離開當(dāng)前位置，到下一跳點(diǎn)，將音頻線對(duì)從鱷魚嘴夾中取出，并卡進(jìn)相應(yīng)的配線架中，并回收伸縮型音頻跳線工具。

使用該工具時(shí)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)底座，內(nèi)芯通過螺軸與內(nèi)芯槽孔旋轉(zhuǎn)出管體，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)底座，內(nèi)芯收回管體底部。管體止口、內(nèi)芯止口均呈矩形狀結(jié)構(gòu)，且止口呈對(duì)稱狀于內(nèi)芯的外側(cè)壁、管體的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有兩處，作用在于內(nèi)芯最大限度伸展出時(shí)，內(nèi)芯止口與管體止口重合固定內(nèi)芯，使內(nèi)芯不易跑出管體。同時(shí)，通過內(nèi)芯止口與管體的契合，增加內(nèi)芯的穩(wěn)定性。

6? ? 效果驗(yàn)證

經(jīng)過現(xiàn)場多人操作測試，后發(fā)現(xiàn)本工具操作簡單，方便工作人員上手，且效率高，跳線成功率高，使用本工具，大大節(jié)約了時(shí)間，完全滿足作業(yè)要求。10名班組成員針對(duì)100回線進(jìn)行了傳統(tǒng)卡接操作實(shí)驗(yàn)，人均進(jìn)行了3次試驗(yàn)，新型音頻跳線工具跳線時(shí)間為3 min。經(jīng)過多功能音頻卡接裝置現(xiàn)場使用檢驗(yàn)，該工具效率高、重量輕、操作簡便、調(diào)節(jié)范圍大。從“安全性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性”等方面對(duì)裝置進(jìn)行綜合分析、論證，認(rèn)為該工具的研制是成功的，達(dá)成了預(yù)期目標(biāo)。

7? ? 結(jié)語

根據(jù)現(xiàn)場的應(yīng)用情況及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，現(xiàn)場檢修試驗(yàn)設(shè)備的本質(zhì)安全得到了進(jìn)一步的深化和推進(jìn)。該新型伸縮型音頻跳線工具小巧方便，可接入不同類型的線纜，操作簡單快捷，滿足繼電保護(hù)、高壓試驗(yàn)、調(diào)度通信、儀表測量等專業(yè)的工作需求，同時(shí)可推廣至電信運(yùn)營商，輔助解決人力資源短缺、效率低的問題。解決了傳統(tǒng)檢修工作方式下線纜跳線效率低、風(fēng)險(xiǎn)高的問題。具有較高的安全效益和經(jīng)濟(jì)效益，制作簡單，基礎(chǔ)成本低，應(yīng)用簡單。后期通過改進(jìn)鱷魚嘴夾的自動(dòng)松線情況后，本新型伸縮型音頻跳線工具推廣前景將進(jìn)一步拓寬。

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