一种接地棒的设计

一种接地棒的设计

黄承强  刘明燊  杨冠杰

广西电网防城港防城供电局   广西   防城港   538000

箱式变压柜是电力系统常用的配电设备，主要是由变压器、高压电压控制设备和低压电压控制设备等电力设备组合而成。工作人员在对箱式变压柜内的高压设备检修前，需要先将箱式变压柜内的全部线路断电，然后将箱式变压柜内的低压设备进行接地处理，此时才能开始进行检修工作，这样做的目的是将箱式变压柜线路中残余的电流导入地面，避免工作人员在检修时电流流过人体。

背景技术

接地棒是用一种对配电设备检修过程中经常使用的工具，它一般包括有绝缘杆和绝缘杆上端的接地夹头，接地夹头上连接接地线的一端，接地线的另一端接地。在使用接地棒对箱式变压柜内的低压设备接地处理时，需要工作人员手持绝缘杆将接地夹头移动到低压设备的母排处并令接地夹头夹持固定在母排上，此时接地处理的接地线能够将箱式变压柜内部线路中的残余电流导入地面。但是现有的接地棒也存在如下问题：绝缘杆和接地夹头为一体式结构,在进行大范围检修作业时往往需要使用多根接地棒进行接地（如图1所示），因此工作人员需要携带多根接地棒来完成检修作业，从而增加了工作人员所需携带工具的重量，不便于工作人员携带工具进行移动，而且在接地棒在安装完成后，绝缘杆固定在接地夹头上向外伸出，从而占据工作人员大面积的操作空间，影响工作人员的工作效率。

图1 检修作业现场

总体设计方案与理论效果

本文设计了一种接地棒，绝缘杆和接地夹头采用分体式结构,接地夹头的夹头部用于夹持箱式变压柜内低压设备的母排并连接接地线对箱式变压柜内的线路接地处理，接地夹头的连接部用于连接绝缘杆；绝缘杆能够与接地夹头之间可拆卸连接。接地棒的结构示意图如图2所示，接地棒的俯视图如图3所示，图4是根据图3中A-A处的剖视图。

图2 接地棒的结构示意图

图3 接地棒的俯视图

图4 A-A处的剖视图

上述设计方案理论上可以达到以下效果：实现绝缘杆与接地夹头之间的快速连接与拆卸；在进行大范围检修作业时只需要携带一根绝缘杆和作业所需数量的接地夹头，从而减少了工作人员携带工具的重量；安装完成后绝缘杆不会占据操作空间，进而提升工作人员的工作效率。

绝缘杆设计方案

绝缘杆为圆柱形壳体结构，绝缘杆的下端面开设有通孔贯穿绝缘杆的下端部，绝缘杆内部的下端部开设有两条滑轨，两条滑轨互相对称设置，两条滑轨内设有与之相匹配滑块，滑块的下端面的中心处开设有下盲孔，下盲孔的上端面向上开设有上盲孔，上盲孔的直径小于下盲孔的直径，下盲孔内设有两个对称设置的卡扣，卡扣为半圆环状结构，两个卡扣能够合并在一起并形成内径小于上盲孔直径、外径大于上盲孔直径的一个圆环，滑块的前后端面开设有与卡扣位置对应并贯穿滑块的螺孔，两个卡扣相反的侧面上开设有盲孔以使得螺钉能够旋入螺孔并插入盲孔，通过拧紧螺钉可以使两个卡扣能够合并在一起。下盲孔内设有螺杆，螺杆上端部与卡扣对应的位置开设有卡槽，螺杆卡槽处的直径与两个卡扣合并在一起所形成圆环的内径相同，且当螺钉拧紧时，两个卡扣能够合并在一起并卡接螺杆。绝缘杆的下端面设有盖板，盖板设置在通孔内并与绝缘杆通过螺纹连接，盖板的下端面开设有匹配螺杆的绝缘杆螺孔，螺杆上端部穿过绝缘杆螺孔以使得螺杆能够在绝缘杆螺孔内转动并在卡扣的固定下带动滑块在滑轨内上下移动。螺杆的下端面设有把手，把手由绝缘材料制成。

绝缘杆的上端面设有支撑块，支撑块上端部的左右两侧设有固定块，固定块与支撑块铰接，支撑块与固定块之间设有弹簧，弹簧一端与支撑块连接，弹簧另一端与固定块连接，绝缘杆的上端面开设有两个绳孔，两个绳孔位于支撑块左右两侧且位于两个固定块下方，固定块的下端部设有绳子，绳子穿过绳孔与滑块固定连接。绝缘杆内部的上端部设有捆绳盘，捆绳盘的上端面圆心处开设有捆绳孔，绳子穿过捆绳孔，捆绳孔用于将两根绳子汇聚在一起。绝缘杆下端部的外侧面设有把手套，把手套由绝缘材料制成。上述结构的具体示意图如图4、图5和图6所示，图5是根据图4中B处的结构放大图，图6是根据图4中A处的结构放大图。

图5 B处的结构放大图

图6 A处的结构放大图

接地夹头设计方案

接地夹头包括有夹件、螺杆、固定件、连接件和连接头。固定件左端部的右端面开设有匹配夹件的滑轨，夹件局部设置在滑轨内，夹件的下端面开设有下盲孔，下盲孔的上端面向上开设有上盲孔，上盲孔的直径小于下盲孔的直径，下盲孔内设有两个对称设置的卡扣，卡扣为半圆环状结构，两个卡扣能够合并在一起并形成内径小于上盲孔直径、外径大于上盲孔直径的一个圆环，夹件的前后端面开设有与卡扣位置对应并贯穿夹件的螺孔，两个卡扣相反的侧面上设有盲孔以使得螺钉能够旋入螺孔并插入盲孔，通过拧紧螺钉可以使两个卡扣能够合并在一起。下盲孔内设有螺杆，螺杆上端部与卡扣对应的位置开设有卡槽，螺杆卡槽处的直径与两个卡扣合并在一起所形成圆环的内径相同，且当螺钉拧紧时，两个卡扣能够合并在一起并卡接螺杆。连接件设置在固定件左端部的右端面并位于滑轨下方，连接件的下端面开设有匹配螺杆的连接件螺孔，螺杆上端部穿过连接件螺孔以使得螺杆能够在连接件螺孔内转动并在卡扣的固定下带动夹件在滑轨内上下移动，夹件上下移动能够配合固定件夹持或放开母排。固定件左端部开设有接地线连接孔，连接孔用于连接接地线。固定件右端部的右端面设有固定钩，在接地夹头夹持母排的过程中，固定钩能够抵接母排，从而防止连接件随着螺杆旋转而旋转。夹件的上端面和固定件右端部的下端面呈锯齿状结构。上述结构的具体示意图如图7、图8和图9所示，图7是接地夹头的正视图，图8是根据图4中C处的结构放大图，图9是根据图7中B-B处的剖视图。

图7 接地夹头的正视图

图8 C处的结构放大图

图9 B-B处的剖视图

使用方法及原理

前期准备：工作人员需要先通过螺栓螺母组件将接地线与固定件连接在一起，然后再将接地线接地处理。

夹持母排：工作人员需要将母排置于夹件与固定件之间，然后旋转绝缘杆令夹件向上移动并配合固定件夹持母排。

拆卸绝缘杆：工作人员需要旋转把手令滑块向下移动，滑块向下移动给绳子提供一个向下的拉力，固定块受到向下的拉力对弹簧进行压缩，此时固定块下端部逐渐靠近支撑块直至固定块能够穿过固定孔从连接腔内拔出，绝缘杆拆卸完成。

安装绝缘杆，工作人员需要旋转把手令滑块向下移动，滑块向下移动给绳子提供一个向下的拉力，固定块受到向下的拉力对弹簧进行压缩，此时固定块下端部逐渐靠近支撑块直至固定块能够穿过固定孔进入连接腔，在固定块进入连接腔后，工作人员需要旋转把手令滑块向上移动，此时固定块下端部在弹簧的作用下逐渐远离支撑块直至弹簧恢复自然状态，在弹簧恢复自然状态后，两个固定块无法穿过固定孔从连接腔内拔出，绝缘杆安装完成。

松解母排：工作人员需要旋转绝缘杆令夹件向下移动松解母排，然后将接地夹头从母排上取下。

结语

本设计的接地棒，对绝缘杆的设计采用了全新的方案，并对接地夹头进行了相应的改进，实现了绝缘杆和接地夹头分体式结构,也实了现绝缘杆与接地夹头之间的快速连接与拆卸。本设计的接地棒，在进行大范围检修作业时只需要携带一根绝缘杆和作业所需数量的接地夹头，减少了工作人员携带工具的重量，便于工作人员携带工具进行移动。本设计的接地棒，在安装完成后，绝缘杆能够从接地夹头上取下，不会占据工作人员的操作空间，进而提升工作人员的工作效率。社会在不断发展，技术在不断进步，提高工作效率、简化工作内容是发展的新趋势，绝缘杆设计的科学化和人性化是其优化的新方向。