新型多角度接地線棒研究

摘 要：在高電壓設(shè)備領(lǐng)域，例如變電站，接地線是人手裝拆的工具之一，主要是安裝在鋁銅排和高壓電纜上，會(huì)有位置高和角度多樣的情況，例如高壓輸電電纜，有45°角拉伸的，還有完全垂直的，要實(shí)現(xiàn)這些位置的安全接地，通常的做法要么是爬高梯去克服，要么是另外購(gòu)置90°彎曲頭的接地線棒來安裝。如果是另外購(gòu)置，那就增加了費(fèi)用投入，而且還占用地方;如果是人員爬高梯去安裝，則又存在人員從高處摔落的安全風(fēng)險(xiǎn)，安裝起來也很困難。基于此，設(shè)計(jì)了一種新的接地線棒，可以讓人員在較低的安全高度實(shí)現(xiàn)多種角度的接地需求。

關(guān)鍵詞：多角度接地需求;安全高度;多角度接地線棒

1??? 傳統(tǒng)接地線棒介紹

由于接地線的安裝位置存在不同角度，而且高壓設(shè)備一般離地較高，使用傳統(tǒng)接地線棒通常都需要踩上梯子登高到2 m以內(nèi)的安全高度去安裝接地線，如果碰上45°角拉伸和完全垂直的情況，一向的做法要么是爬得很高去克服，要么是另外購(gòu)置使用90°彎曲頭的接地線棒來安裝。

因?yàn)檫@些問題，有些變電站會(huì)購(gòu)置少量90°彎曲頭的接地線棒，量不大，因?yàn)橐部梢酝ㄟ^人員爬高梯來解決問題，但登高高度越高，人員安全度越低?？偟膩碚f，不方便、不實(shí)用、不夠安全的問題一直存在。

2??? 新型接地線棒介紹

新型接地線棒，外觀與傳統(tǒng)的平口接地線棒接近。

傳統(tǒng)接地線棒細(xì)分，有平口、圓口、平口中間帶半圓口三大類，其中又各有90°角的款式，如果全都采購(gòu)，采購(gòu)成本和使用適宜度都不易控制。

新型接地線棒只有一種規(guī)格，其夾頭可以在5種角度范圍內(nèi)自由調(diào)整，設(shè)計(jì)規(guī)格綜合考慮適應(yīng)所有的使用需求，特別是針對(duì)接地部位相對(duì)角度是45°和90°的情況，其主要零部件包括可拆分絕緣桿、夾頭以及轉(zhuǎn)動(dòng)部。

3??? 新型接地線棒結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)

如圖1、圖2、圖3所示，新型接地線棒包括絕緣桿1、固定架2、第一固定桿3、夾頭4、第二固定桿5以及轉(zhuǎn)動(dòng)部6，第二固定桿5的一端與夾頭4連接，另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)部6固定連接，轉(zhuǎn)動(dòng)部6與第一固定桿3的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接;第一固定桿3通過固定架2設(shè)于絕緣桿1的頂端;在轉(zhuǎn)動(dòng)部6上還設(shè)有用于限制轉(zhuǎn)動(dòng)部6相對(duì)第一固定桿3轉(zhuǎn)動(dòng)的限位機(jī)構(gòu)。第一固定桿3與絕緣桿1垂直設(shè)置，第二固定桿5與第一固定桿3垂直設(shè)置。

將第一固定桿3與絕緣桿1垂直設(shè)置，第二固定桿5與第一固定桿3垂直設(shè)置，這樣，初始狀態(tài)時(shí)，夾頭4與絕緣桿1是位于同一直線上的，轉(zhuǎn)動(dòng)第二固定桿5，便能改變夾頭4與絕緣桿1之間的位置，以適應(yīng)不同的工作場(chǎng)合。

夾頭4用于與需要接地的線纜連接，操作時(shí)手持絕緣桿1，將夾頭4與線纜連接，實(shí)現(xiàn)接地;當(dāng)需要改變夾頭4的角度時(shí)，打開限位機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)第二固定桿5，第二固定桿5帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部6繞第一固定桿3轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)至需要的角度時(shí)，關(guān)閉限位機(jī)構(gòu)即可。

限位機(jī)構(gòu)為八角形卡銷7，在第二固定桿5與轉(zhuǎn)動(dòng)部6連接的一端的端部上設(shè)有八角形盲孔8，在轉(zhuǎn)動(dòng)部6上設(shè)有與八角形盲孔8對(duì)應(yīng)的八角形通孔9，當(dāng)八角形卡銷7穿入通孔9直至盲孔8中時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)部6不能相對(duì)于第一固定桿3轉(zhuǎn)動(dòng);當(dāng)八角形卡銷7取出后，轉(zhuǎn)動(dòng)部6能夠相對(duì)于第一固定桿3轉(zhuǎn)動(dòng)。

在研究中，轉(zhuǎn)動(dòng)部6的一端設(shè)有安裝槽，通過安裝槽將轉(zhuǎn)動(dòng)部6套設(shè)于第一固定桿3的端部處，與第一固定桿3轉(zhuǎn)動(dòng)連接;轉(zhuǎn)動(dòng)部6的另一端為實(shí)心結(jié)構(gòu)，在實(shí)心結(jié)構(gòu)中部設(shè)置八角形通孔9，在第一固定桿3的端部設(shè)置八角形盲孔8，八角形卡銷7穿入通孔9中直至盲孔8中，這樣，由于轉(zhuǎn)動(dòng)部6與第一固定桿3通過八角形卡銷7連接，轉(zhuǎn)動(dòng)部6不能相對(duì)于第一固定桿3轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了限位、固定的作用;當(dāng)需要轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部6時(shí)，將八角形卡銷7取出即可。

盲孔8和通孔9均為等邊八角形結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部6時(shí)，每次轉(zhuǎn)動(dòng)都需要使八角形通孔9與八角形盲孔8的每條邊對(duì)齊，這樣才能插入八角形卡銷7;如此，在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，便能實(shí)現(xiàn)夾頭4與絕緣桿1的180°、45°、90°、135°、-90°這5個(gè)角度的改變，在操作過程中，這幾個(gè)角度已經(jīng)能夠滿足所有的操作需求。

另外，夾頭4包括上夾片41和下夾片42，上夾片41的一端與第二固定桿5固定連接，下夾片42的一端與第二固定桿5滑動(dòng)連接，通過滑動(dòng)下夾片42實(shí)現(xiàn)夾頭4的夾緊或松開。

其中，在第一固定桿3上設(shè)有傳動(dòng)絲桿10，傳動(dòng)絲桿10的兩端與第一固定桿3轉(zhuǎn)動(dòng)連接，在傳動(dòng)絲桿10上套設(shè)有支撐桿，支撐桿的另一端與下夾片42滑動(dòng)連接;傳動(dòng)絲桿10的中部套設(shè)有第一轉(zhuǎn)軸13，絕緣桿1的頂部設(shè)有第二轉(zhuǎn)軸14，第一轉(zhuǎn)軸13與第二轉(zhuǎn)軸14齒輪咬合連接，轉(zhuǎn)動(dòng)第二轉(zhuǎn)軸14能夠帶動(dòng)第一轉(zhuǎn)軸13與傳動(dòng)絲桿10一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)傳到絲桿支撐桿能夠帶動(dòng)下夾片42沿著第二固定桿5來回滑動(dòng)。

第二轉(zhuǎn)軸14與絕緣桿1連接，轉(zhuǎn)動(dòng)絕緣桿1即轉(zhuǎn)動(dòng)第二轉(zhuǎn)軸14，第二轉(zhuǎn)軸14又與第一轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪咬合連接，則帶動(dòng)第一轉(zhuǎn)軸13一起轉(zhuǎn)動(dòng)，第一轉(zhuǎn)軸13套設(shè)于傳動(dòng)絲桿10上，與傳動(dòng)絲桿10固定連接，這樣便實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)絕緣桿1能帶動(dòng)傳動(dòng)絲桿10轉(zhuǎn)動(dòng);支撐桿的一端與下夾片42滑動(dòng)連接，另一端與傳動(dòng)絲桿10螺紋連接，當(dāng)傳動(dòng)絲桿10轉(zhuǎn)動(dòng)，支撐桿由于不能旋轉(zhuǎn)，便只能沿著傳動(dòng)絲桿10來回移動(dòng)，在支撐桿來回移動(dòng)的過程中，支撐下夾片42往上夾片41方向來回移動(dòng)，便實(shí)現(xiàn)了夾頭4的夾緊或松開動(dòng)作。

絕緣桿1上設(shè)有兩個(gè)軸承16，絕緣桿1通過軸承16與固定架2轉(zhuǎn)動(dòng)連接。在絕緣桿1上設(shè)置軸承16，絕緣桿1通過軸承16套設(shè)于固定架2底部中心位置，這樣，在轉(zhuǎn)動(dòng)絕緣桿1時(shí)，固定架2不會(huì)跟著一起轉(zhuǎn)動(dòng)，只會(huì)帶動(dòng)第一轉(zhuǎn)軸13和傳動(dòng)絲桿10一起轉(zhuǎn)動(dòng)。

絕緣桿1可拆卸地套設(shè)于固定架2底部中心位置，在固定架2上設(shè)有自鎖卡銷17，當(dāng)絕緣桿1插入固定架2后，自鎖卡銷17卡入軸承16下端邊沿;當(dāng)需要將絕緣桿1取出時(shí)，拔出自鎖卡銷17，自鎖卡銷17從軸承16下端邊沿退出，這樣便能將絕緣桿1從固定架2中取出;這樣設(shè)置，便于在有需要的工作環(huán)境中取出絕緣桿1，不妨礙其他工作的進(jìn)行。

另外，支撐桿包括第一支撐桿11和第二支撐桿12，第一支撐桿11的中部與第二支撐桿12的中部轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第一支撐桿11的一端與傳動(dòng)絲桿10螺紋連接，另一端與下夾片42滑動(dòng)連接;第二支撐桿12的一端與傳動(dòng)絲桿10螺紋連接，另一端與下夾片42滑動(dòng)連接;第一支撐桿11與第二支撐桿12位于第一轉(zhuǎn)軸13的兩側(cè)，位于第一轉(zhuǎn)軸13兩側(cè)的傳動(dòng)絲桿10上的螺絲牙為相反方向設(shè)置。

第一支撐桿11和第二支撐桿12中部轉(zhuǎn)動(dòng)連接，呈X型結(jié)構(gòu)，改變第一支撐桿11與第二支撐桿12之間夾角的大小，便能實(shí)現(xiàn)支撐桿推動(dòng)下夾片42滑動(dòng);由于第一轉(zhuǎn)軸13兩側(cè)的傳動(dòng)絲桿10上的螺紋牙為相反方向設(shè)置，這樣在轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)絲桿10時(shí)，第一支撐桿11和第二支撐桿12沿著傳動(dòng)絲桿10相向移動(dòng)或反向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)第一支撐桿11和第二支撐桿12之間夾角大小的改變。

第一轉(zhuǎn)軸13和第二轉(zhuǎn)軸14均為圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)。第一轉(zhuǎn)軸13套設(shè)于第一固定桿3上，第二轉(zhuǎn)軸14固定于絕緣桿1上，第一轉(zhuǎn)軸13與第二轉(zhuǎn)軸14垂直設(shè)置，將第一轉(zhuǎn)軸13、第二轉(zhuǎn)軸14設(shè)置為圓臺(tái)形結(jié)構(gòu)，這樣便能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)垂直設(shè)置的轉(zhuǎn)軸相互之間的齒輪咬合關(guān)系，實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。

另外，第二固定桿5上設(shè)有用于連接接地線的螺栓孔15。接地線與螺栓孔15連接，夾頭4與待接地的設(shè)備或線纜連接。

4??? 結(jié)語

本新型多角度接地線棒，與現(xiàn)有工具相比，其有益效果是：接地線棒的絕緣桿與夾頭之間的角度可以做出5種變化調(diào)整，能夠適應(yīng)多種工作場(chǎng)合，無須購(gòu)買多種型號(hào)的接地線棒，降低了采購(gòu)使用成本和倉(cāng)儲(chǔ)成本;其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于人員操作使用，既提高了操作人員的安全度，降低了操作人員的體力消耗，又提高了生產(chǎn)效率，有效降低了生產(chǎn)時(shí)間成本，值得在電力系統(tǒng)高電壓領(lǐng)域大力推廣使用。

收稿日期：2021-07-22

作者簡(jiǎn)介：許超華（1980—），男，廣東湛江人，電氣工程師、變電運(yùn)行技師，主要從事變電運(yùn)行值班工作。