一種適用于開關(guān)柜電纜頭的接地裝置

段秀凱

(國(guó)網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司，山東 聊城 252000)

0 引言

高壓接地線是用于線路和變電檢修工作中，為防止臨近帶電設(shè)備產(chǎn)生感應(yīng)電或者誤合閘導(dǎo)致檢修人員觸電所必需的安全工具[1-3]。掛設(shè)接地線是保護(hù)檢修人員的一道安全屏障，也可以說接地線就是檢修人員的生命線。接地線的可靠連接，是保障檢修人員安全的關(guān)鍵[4]。

在開關(guān)柜檢修時(shí)，尤其是需要檢修開關(guān)柜內(nèi)出線側(cè)地刀時(shí)，需要在電纜頭處掛設(shè)接地線，以防止線路側(cè)感應(yīng)電或者誤合閘對(duì)檢修人員造成傷害。由于傳統(tǒng)接地線夾跟電纜頭匹配度不高，導(dǎo)致裝設(shè)的接地線不牢靠，給檢修帶來(lái)了很大的安全隱患。

針對(duì)開關(guān)柜電纜頭掛設(shè)接地線時(shí)存在的問題，下面設(shè)計(jì)了一種新型適用于開關(guān)柜電纜頭的接地裝置，該接地裝置連接可靠、操作方便、安全性能高，并且可以實(shí)現(xiàn)接地線夾夾緊程度的數(shù)據(jù)量化，實(shí)現(xiàn)接地線的安全可靠連接。

1 傳統(tǒng)接地線應(yīng)用現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的高壓接地線按照使用環(huán)境可以分為室內(nèi)母排型接地線和室外線路型接地線。室內(nèi)母線排型接地線導(dǎo)線夾一般是平口螺旋壓緊式[5]，如圖1 所示，卡頭為平面，而開關(guān)柜電纜接頭為圓柱形，兩者接觸面較小，導(dǎo)致所掛接地線不牢固，容易左右搖擺，極有可能因?yàn)橥饬σ蛩厥菇拥鼐€脫落，給檢修人員和設(shè)備造成非常大的安全隱患。室外線路型接地線操作棒較長(zhǎng)，而開關(guān)柜電纜室內(nèi)空間較小，掛設(shè)后妨礙檢修人員對(duì)開關(guān)柜內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行檢修操作，并且室外線路型接地線導(dǎo)線夾一般是雙舌式[6]，如圖2 所示，適用于導(dǎo)線，如果掛設(shè)到相對(duì)較粗的電纜頭上，也會(huì)出現(xiàn)掛設(shè)不牢固的問題。

圖1 平口螺旋壓緊式接地線實(shí)物

圖2 雙舌式接地線實(shí)物

現(xiàn)有的接地線，無(wú)論是平口螺旋壓緊式還是雙舌式，導(dǎo)線夾是否可靠夾緊停電設(shè)備，都無(wú)法通過數(shù)據(jù)量化。平口螺旋壓緊式是由操作人員旋轉(zhuǎn)絕緣桿帶動(dòng)下卡頭使導(dǎo)線夾夾住停電設(shè)備。由于不同操作人員手臂力量存在差異導(dǎo)致所掛接地線夾夾緊程度也有所區(qū)別，是否可靠夾住只能憑經(jīng)驗(yàn)。雙舌式接地線導(dǎo)線夾夾緊導(dǎo)線是靠雙舌片彈簧的伸縮力，夾緊程度更無(wú)法判斷，這都無(wú)法保證接地線導(dǎo)線夾可靠夾緊檢修設(shè)備。

2 新型接地裝置研制

2.1 新型接地裝置技術(shù)方案

為解決上述問題，研發(fā)了一種適用于開關(guān)柜電纜頭的接地裝置，其包括接地線夾、絕緣操作桿和接地線。

接地線夾包括弧形舌片、螺栓通孔、左蝸輪、右蝸輪、蝸桿、限位塊、固定架、卡頭。左蝸輪、右蝸輪安裝在固定架上，固定架為長(zhǎng)方形框架結(jié)構(gòu)，左蝸輪和右蝸輪分別轉(zhuǎn)動(dòng)式安裝在固定架的兩端。左蝸輪、右蝸輪的齒部均為蝸輪周長(zhǎng)的四分之一，左蝸輪和右蝸輪的齒部?jī)啥烁髟O(shè)有限位塊，用于限制蝸輪的旋轉(zhuǎn)角度。蝸桿設(shè)置在左蝸輪和右蝸輪之間并且相互嚙合，蝸桿的導(dǎo)程角小于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角，蝸輪蝸桿具有反向自鎖性，因而蝸桿只能帶動(dòng)蝸輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

左蝸輪和右蝸輪的上端均設(shè)有弧形舌片，兩個(gè)弧形舌片隨著蝸輪的旋轉(zhuǎn)而打開或者閉合，當(dāng)兩個(gè)弧形舌片閉合時(shí)接近“O”形，以確保不同直徑的電纜頭都能夠牢固夾緊。兩個(gè)弧形舌片的其中一個(gè)弧形舌片上設(shè)有與接地線連接的螺栓通孔。蝸桿的下端對(duì)稱設(shè)有兩個(gè)水平的卡頭。絕緣操作桿包括卡接套、頭桿、上聯(lián)軸器、扭矩傳感器、下聯(lián)軸器、尾桿、防滑絕緣手柄?？ń犹自O(shè)置在頭桿的上方，卡接套的側(cè)壁上對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)“J”形卡槽，并且兩個(gè)卡槽的鉤部方向相反，該卡槽用于與蝸桿下端的卡頭配合卡接。頭桿通過上聯(lián)軸器與扭矩傳感器一端的上傳動(dòng)軸連接，扭矩傳感器另一端的下傳動(dòng)軸通過下聯(lián)軸器與尾桿連接，尾桿的下端設(shè)置有防滑絕緣手柄。接地線為銅絲絞線，其外表包裹有絕緣層，接地線一端設(shè)有與弧形舌片上的螺栓通孔相連接的線夾側(cè)銅鼻，接地線另一端設(shè)有用于固定在開關(guān)柜內(nèi)接地銅排或者其他接地極上的接地側(cè)銅鼻。圖3 為新型接地裝置結(jié)構(gòu)。圖4 為新型接地裝置接地線夾的固定架及蝸輪的安裝結(jié)構(gòu)。圖5 為新型接地裝置絕緣操作桿的卡接套結(jié)構(gòu)。

圖3 新型接地裝置結(jié)構(gòu)

圖4 新型接地裝置接地線夾的固定架及蝸輪的安裝結(jié)構(gòu)

圖5 新型接地裝置絕緣操作桿的卡接套結(jié)構(gòu)

2.2 新型接地裝置使用方法

將接地線一端的線夾側(cè)銅鼻通過螺栓與弧形舌片的螺栓通孔緊固連接，接地另一端的接地側(cè)銅鼻與開關(guān)柜內(nèi)的接地銅排或其他接地極固定連接；逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)蝸桿，左蝸輪和右蝸輪在蝸桿的帶動(dòng)下向上運(yùn)動(dòng)，使兩個(gè)弧形舌片處于最大開口狀態(tài)；操作人員雙手握于絕緣操作桿下端的防滑絕緣手柄處，將蝸桿下端深入卡接套，隨后順時(shí)針稍微旋轉(zhuǎn)絕緣操作桿，使卡頭與卡槽配合卡接；絕緣操作桿慢慢挑起接地線夾，使兩個(gè)弧形舌片包住開關(guān)柜電纜頭，隨后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)絕緣操作桿，使開口線夾慢慢閉合，“包緊”電纜頭，觀察扭矩傳感器實(shí)時(shí)顯示的扭矩值，當(dāng)扭矩值達(dá)到預(yù)定旋緊數(shù)值后，停止旋轉(zhuǎn)；稍微帶動(dòng)絕緣操作桿，使卡頭與卡槽脫離，從而卸下絕緣操作桿。

拆卸接地線時(shí)，再將絕緣操作桿與接地線夾卡接，逆時(shí)針帶動(dòng)蝸桿旋轉(zhuǎn)使兩個(gè)弧形舌片張開，即可完成拆卸。

2.3 新型接地裝置優(yōu)點(diǎn)

新型接地裝置的優(yōu)點(diǎn)如下：

(1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，接地線夾設(shè)計(jì)為弧形舌，當(dāng)兩個(gè)弧形舌片旋轉(zhuǎn)至閉合時(shí)，兩個(gè)弧形舌片組成接近“O”形，增大了夾口與電纜頭的接觸面積，可更大范圍地包住電纜頭，有效防止由于接觸面較小而導(dǎo)致所掛接地線不牢固的問題。

(2) 接地線夾利用蝸輪蝸桿反向自鎖原理，當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角時(shí)，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)具有反向自鎖性，即只能蝸桿帶動(dòng)蝸輪，而不能由蝸輪帶動(dòng)蝸桿。除非蝸桿旋轉(zhuǎn)，否則旋緊的接地線夾無(wú)法松動(dòng)，這樣可有效避免由于外界因素導(dǎo)致接地線夾松動(dòng)使接地不可靠的情況。

(3) 絕緣操作桿采用可拆卸式，當(dāng)接地線夾夾緊后，可把絕緣操作桿卸下，這樣給開關(guān)柜電纜室的檢修工作留下了操作空間，一定程度上提高了檢修效率，減少了設(shè)備停電時(shí)間。

(4) 絕緣操作桿設(shè)置有扭矩傳感器，使線夾與電纜頭的夾緊程度得以量化。操作人員轉(zhuǎn)動(dòng)絕緣操作桿使線夾夾住電纜頭時(shí)，觀察絕緣操作桿上扭矩傳感器的實(shí)時(shí)扭矩值，當(dāng)旋轉(zhuǎn)至一定扭矩值時(shí)，表明線夾已夾緊電纜頭，可有效避免由于操作人員手臂力量不足或經(jīng)驗(yàn)主義導(dǎo)致接地線夾未完全夾緊電纜頭使接地不可靠的情況。

3 結(jié)束語(yǔ)

以上介紹了一種適用于開關(guān)柜電纜頭接地裝置的研制方案，該方案所設(shè)計(jì)的接地裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠，減少了停電時(shí)間，提高了工作效率，目前已在山東聊城地區(qū)開展試用，具備推廣到電力系統(tǒng)開關(guān)柜檢修工作中的條件。