输电线路便携式地线提升器的研制与应用

李少波 宋 伟 胡 超

中国南方电网超高压输电公司贵阳局 贵州贵阳 550000

摘要：在以往的地线提升过程中，应用的紧线器设备具有一定的应用不足，本研究以此为基础，结合现场实际应用需求，开发出一种可以针对多种地线形式的便携式地线提升器。通过设备试验与现场应用可知，应用该地线提升器有利于工作效率的进一步提高，并且可有效降低资金成本与人力成本，达到经济效益有效提升的同时还可提高应用安全性，促进经济效益与社会效益的双提升。

关键词：地线提升器；输电线路；地线线夹；工作效率

一、输电线路便携式地线提升器研发背景

贵州的气候条件较为特殊，输电线路在每年都会出现融冰现象，除此之外线路的运行时间相对较长，因此线路地线线夹会出现不同程度的损伤。在每年的例行停电检修过程中，工作人员会对地线线夹进行检查，在这一过程中应用的提升地线设备为传统的紧线器。但是在应用过程中，紧线器设备具有一定的不足，操作不便并且安全性不高。除此之外，部分地线由于自身设计原因无法应用该设备，不利于正常检修工作的顺利开展，对工作效率造成严重影响。为了改善以上不足，本研究研制并开发出一种可以针对多种地线形式的便携式地线提升器。

基于传统紧线器应用过程中的问题，在研发便携式地线提升器时对制作材料加以优化，选择轻型并且强度大的新型材料。将新型输电线路便携式地线提升器挂至地线支架，下方勾住地线，可以快速提升地线并检查地线线夹有无损伤，由此大大提高了验收工作效率。

二、输电线路便携式地线提升器结构设计

在结构设计过程中，对以下集中代表性底线形式加以分析，采集统计各结构部分具体数据，并且计算受力参数，确定地线提升器的结构组成。输电线路便携式地线提升器结构可分为承力挂板、操作手柄、挂钩三大组成部分，主要应用于地线1880挂点形式，具有较好的提升地线效果。除此之外，新型地线提升器还可应用于平行角钢挂点形式。

(一)承力主体

新型地线提升器的承力主体具有较高的机械强度，各部位转动灵活，具有可拆解、方便携带的独特优势。

承力主体整体采用中间铰接的双翼式设计，根据地线1880挂点形式的特点，在夹紧两块背靠背角钢的同时，利用1880金具螺栓，将避让及防脱槽设计在一起，有效保证该装置在应用过程中具有较高的安全性。与此同时，承力主体也可适用于其他地线挂点形式，大大提高装置的通用性。另外，在出厂前承力主体均进行1.5倍额定负荷试验（P=10KN），试验结果显示外观无任何变形或损伤。

(二)防扭丝杠

原理和绝缘子卡具丝杠一样，对力进行了方向转变，使得操作环节更加简便，具有较高的安全性。

紧线丝杠，主要包括壳体、支撑板、轴承座三部分，其特征在于滚珠丝杠副安置在壳体内，丝母上有伞齿轮组，丝母上的大伞齿轮通过支撑球轴承使摇把与小伞齿轮轴垂直结合；轴承座的丝母端有导向球轴承，丝母另一端有棘轮、棘爪、棘轮座；壳体内一端相对于棘轮座镶嵌有摩擦片，丝杠副贯穿壳体、支撑板，其一端有叉形头，另一端头有防纽键，防扭罩。

丝杠的主要参数：

1）外径d（大径）（D）——与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱面直径——亦称公称直径；

2）内径（小径）d1(D1)——与外螺纹牙底相重合的假想圆柱面直径，在强度计算中作危险剖面的计算直径；

3）中径d2——在轴向剖面内牙厚与牙间宽相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹的平均直径d2≈0.5(d+d1)；

4）螺距P——相邻两牙在中径圆柱面的母线上对应两点间的轴向距离

5）导程（S）——同一螺旋线上相邻两牙在中径圆柱面的母线上的对应两点间的轴向距离；

6）线数n——螺纹螺旋线数目，一般为便于制造n≤4螺距、导程、线数之间关系：L=nP；

7）螺旋升角ψ——在中径圆柱面上螺旋线的切线与垂直于螺旋线轴线的平面的夹角；

8）牙型角α——螺纹轴向平面内螺纹牙型两侧边的夹角；

9）牙型斜角β——螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角。对称牙型各种螺纹（除矩形螺纹）的主要几何尺寸可查阅有关标准——公称尺寸为螺纹外径对管螺纹近似等于管子的内径。

螺旋副的传动效率为：克服轴向力Q匀速上升所需的圆周力

(三)提线钩

通过不断的调研与实验，最后应用导线钩原理，使得提升地线时平稳性进一步提高，避免因不平衡力作用而使得地线出现偏转的现象。

本新型便携式地线提升器应用的提线钩具体结构包括:包左杆体、右杆体、第一钩体和第二钩体。其中，所述左杆体与所述右杆体通过主销轴上下垂直连接，所述第一钩体位于所述左杆体右侧，所述第二钩体位于所述右杆体左。使用时，将一根输电线放置在第一钩体中与第二钩体中，然后提起即可，那么当同时分别提起的同一根输电线时，即使力量和走向相同，由于主销轴的存在，左杆体与右杆体受力大小或者方向一致，从而实现了输电线的稳定提线。

三、输电线路便携式地线提升器研制创新点

(一)节约时间

本新型便携式地线提升器可有效替代传统紧线器，使用过程简便，大大降低使用紧线器时因为地线结构不同而花费的大量时间，促进工作效率的提升；

(二)产品轻量化

本新型便携式地线提升器可拆卸，组装简单且用专用箱体放置，便于携带；

(三)简化操作步骤

通过直接将本新型便携式地线提升器挂至地线支架上方，可实现快速提升地线，可有效降低劳动强度，有利于减少人力成本。

四、输电线路便携式地线提升器与传统工具效果对比

对输电线路便携式地线提升器与传统紧线器的应用效果对比分析如下:

传统紧线器应用效果:

荷载:2.0T；使用范围:结构高度小于紧线器行程；部件:不可拆解；

输电线路便携式地线提升器应用效果:

荷载:3.0T；使用范围:所有结构高度；部件:可以拆解。

五、实际应用效果

在新型便携式地线提升器研发初期，对班组管理线路、地线线夹检查做了大量调研，对现阶段的紧线器使用清况、现有工具的实物及相关技术资料进行了广泛的调研，并确定了初步的技术方案。

研发项目启动后，根据编制好的项目计划开展工作，组织主要技术人员、准备项目必备技术资料、制作样品、开展调试等。设计过程中，对各种杆塔地线形式结构、原理、通用性进行了研究、设计、定案。样品制作过程中，对机构零件进行了试制加工、零部件组装调试后现场试用。

根据现场试用情况反馈，对地线提升器进行了优化设计，并形成最终成品并批量生产。

通过大量现场的实验可知本新型便携式地线提升器具有以下优势:

在后期工作开展中有利于提升工作效率，并且减少人力成本与物力成本；应用本新型便携式地线提升器时，仅需1-2名高空作业人员便可完成操作，有效减少了人力资源的浪费，减少人工成本，带来显著的经济效益；该新型地线提升器受力简单，具有较高的可靠性，可有效降低作业过程的风险，大大提升了作业安全性，具有显著的经济效益；与此同时，该套装置还解决了地线1880挂点形式下难以进行地线挂点金具更换的问题，突破原有条件制约，有利于进一步推广。

六、结束语

在进行地线线夹检查的过程中，工作人员需提升地线完成操作，在传统的作业过程中通常应用紧线器提升地线，但是应用该设备时具有一定的不足，不仅安全性较差，并且受到底线类型的制约。本研究以实际作业需求出发，结合传统提升地线作业过程的不足，研制并应用一种新型输电线路便携式地线提升器。通过大量现场实验可知，应用该新型设施时具有提高工作效率、大大降低成本、可靠性与安全性较高的优势，在操作过程中流程简单方便，并且只有便于携带与可拆卸的优势。

参考文献：

[1]王鹏,王利亭,纪磊.35-220kV架空输电线路地线提升器研制与应用[J].电力安全技术,2018,20(1)：63-66.

[2]周宇尧.简易式地线提线器的研制及应用[J].机电信息,2020(6)：73-74.

[3]中国南方电网有限责任公司超高压输电公司南宁局.改进型G5塔形架空地线提升器、连接金具更换装置及方法：CN201510392458.0[P].2015-10-28.

[4]国网山东省电力公司菏泽供电公司.架空地线提升器：CN201920486069.8[P].2019-11-22.

[5]国网浙江省电力公司嘉兴供电公司.一种架空地线的多功能提升器：CN201610253457.2[P].2016-08-03.

3