一种新型多角度可变形接地棒的研制

陈建昆，申国华，杜娟

一种新型多角度可变形接地棒的研制

陈建昆，申国华，杜娟

（贵州电网有限责任公司兴义供电局，贵州兴义，562400）

电气柜普遍存在空间狭小等问题，导致接地棒通常无法正确安装。通过采用多角度可变形的地线头、绝缘杆、万向节，以及借鉴自行车刹车原理的传动机构等原理，进行技术改造与优化，研制了一种新型接地棒。实践证明：新型接地棒携带方便，安全可靠。解决了电气柜接地线的安装难题，具有很高的推广价值。

多角度；变形；接地棒；高压开关柜；环网柜；电气安全；传动；绝缘

引言

由于箱式变电站及配电网环网柜空间狭小，接地棒往往无法顺利安装，且各相接地棒之间容易相互交叉碰触，造成接地不紧固、易松脱。传统接地棒在狭窄的环境中安装时极不方便，安装后的可靠性也不高，通常给安全带来极大隐患。

为解决上述问题，丞需研制一种多角度可变形接地棒，同时可折叠、便于携带。研制的这种新型接地棒，可以根据开关柜空间灵活调整安装角度，达到地线头连接牢靠，安装过程安全、快捷、方便等目的。

图1　变电站传统接地棒

1　传统接地棒结构及存在的问题

变电站传统接地棒的形状如图1所示。

（1）目前市场上接地线夹种类繁多，但多为垂直方向，而变电站内导线方向多样，单一角度的接地线夹难以适用于不同角度的导线。

（2）目前变电站内地线头主要有两种固定方式：螺旋拧紧式与弹簧式。在站内电气间隔密集、距离带电设备近、接地操作空间狭小等特殊作业场合，螺旋拧紧式的接地线因其自身结构原因不能很好地满足现场装设要求；而弹簧式的接地线往往由于地线头固定不能转动，在箱式变电站、环网柜等狭小空间应用受到很大的限制，无法实际安装，造成运检人员失去安全技术措施保护，造成严重的安全隐患。

2　接地棒工艺指标要求

接地线是停电设备作业中的一种常用安全工具。目前变电站、配电网均按规定配置一定数量及电压等级的接地线，并普遍采用螺旋拧紧式、弹簧式接地线[1]。接地棒的研制，必须在满足有关国家技术标准与管理规定的前提下进行，确保安全可靠。具体要求如下：

（1）接地线截面应尽可能通过接地线的最大短路电流来选择，满足热稳定和动稳定要求。按照《中国南方电网有限责任公司电力安全工作规程》第7.4.1.12条：成套接地线应由有透明护套的多股软铜线和专用线夹组成。接地线截面不应小于25 mm2，并应满足装设地点短路电流的要求[2]；

（2）《中国南方电网有限责任公司电力安全工作规程》第7.4.1.7条指出：装拆接地线导体端应使用绝缘棒或专用的绝缘绳，人体不应碰触接地线。带接地线拆下设备接头时，应采取防止接地线脱落的措施[3]。研制的新型接地棒各活动杆、万向节宜采用绝缘材料；

（3）接地绝缘操作棒长度应满足《携带形短路接地技术标准(SD332-89)》的要求，接地操作棒的绝缘部分与手握部分交接处应有护环或明显标志[4]。因此接地棒不能过短，也不能过长；

（4）按照国家标准，变电站可根据需要选用接地线与绝缘操作棒分离的可脱卸式接地线[4]。因此，创新过程允许制作多种地线头可更换拆卸的方式，满足现场不同接地点的尺寸要求。

3　新型接地棒设计方案

多角度可变形接地棒的研制，可实现根据不同型号开关柜空间大小灵活调整安装角度。地线头采用改进的夹紧模式，方便接地线的装拆，各相别之间也不会因相互交叉碰触而造成接地线松脱，能够达到安全可靠、快捷方便的目的。设计结构如图2所示。

图2　新型多角度可变形接地棒

3.1灵活的地线夹结构

采用双弹簧夹紧式接地线夹。地线夹与绝缘杆多角度、可变形，可拆卸更换不同大小的地线夹，适应箱式变电站、环网柜内空间狭小导线方向角度多样性，避免不紧固、易松脱等问题；万向节采用绝缘材料球头阻尼材料具备自锁功能，接地棒可折叠方便携带，传动机构采用类似自行车刹车原理，拉线穿过绝缘棒内部，从绝缘杆端部出杆，外套塑胶套拉动线夹活动端。

3.2多功能导线端线夹

对于导线端线夹材料，综合考虑可靠性、方便现场操作等因素，选择了高强度铝合金材料，其导电性能良好、重量轻、硬度大，增加了新型接地棒的做工精致度。

功能上，需达到以下目的：

（1）导线端线夹形状适用于箱式变电站及环网柜中多种规格的母线排和导线；

（2）线夹紧固简单快捷；

（3）线夹角度可调，适应不同方向的接地点。

从而，设计活动端和固定端内口为有一定弧度的锯齿状，增大地线夹的咬合力，如图3所示。地线夹为双弹簧拉伸的方式，通过钢索或尼龙绳的牵引，达到地线头夹紧的目的。万向节与地线夹之间采用固定槽，方便更换不同形状的地线夹，满足特殊设备的安装需求[2]。接地线夹安装在一个半球形固件上或通过两个定位转轮，使其可360度全方位调节方向，目前市场上有绝缘材料的万向轮可满足上述要求[5]。

图3　一定弧度的固定端锯齿状内口设计

3.3改进传动机构

钢索或高强度尼龙从接地棒、万向节内部穿过，固定在线夹活动端，绝缘棒与线夹之间设置卡扣，方便线夹的拆卸和更换。通过操作手柄的推拉实现线夹的压紧。经测试，操作轻松、原理简单，拉线原理的接地线夹（如钩状线夹、杠杆卡槽式线夹等）均可换装到该新型接地棒上，提高了现场适应性，方便在特殊设备装设接地线，真正实现多功能的需求。

3.4设计优化关键细节

接地棒线夹结构为双弹簧压紧式，做工精细、无缺角裂纹。接地线操作棒采用轻型材料，操作灵活方便，重量轻，便于操作和携带；绝缘杆表面光滑；传动机构通过钢索或高强度尼龙线穿过线夹固定端，双弹簧设计使得拉动线夹活动端平稳均衡。球头内部采用阻尼垫增加摩擦力，达到接地棒折叠变形时的自锁目的，作为功能备用；外部还设计了固定螺栓手柄，当变角度自锁摩擦力不够时，可作为辅助。此外，很好地解决了在狭窄空间安装接地棒相互交叉碰触造成接地线接触不良、松脱的问题。接地棒变形适应不同型号的高压开关柜、环网柜空间，可灵活调整安装角度，方便又快捷，可靠性高。

4　效益预测

4.1社会效益

该接地棒的研制能够大幅度减少运行维护人员的操作强度，降低运维人员的安全风险，提高设备检修安全性、供电可靠性、减少用户停电时间，关系到电网企业乃至各行各业的发展，更关系到社会的稳定和谐，有着深远的影响意义。

4.2经济效益

该接地棒的研制从技术上解决了高压开关柜安装接地线的老大难问题，能够从根本上减少人身事故和设备事故的发生，经济影响非常巨大。例如，一台高压开关柜及其柜内设备的价值动辄数十万元；而人身事故无论对家庭还是企业，都将带来巨大损害。

5　结语

新型多角度可变形接地棒巧妙地结合了目前多项成熟的技术，创新设计了可折叠、多角度、可变形的功能。传动机构模拟自行车刹车拉线原理，结合双弹簧设计，拉力大、接触良好、可靠性高；可拆卸更换不同的地线夹，以适应特殊接地设备；接地棒材质轻、整体小巧灵活，便于携带安装。解决了箱式变电站或配电环网柜装设接地线的难题，具有很高的推广价值。目前已取得国家专利，专利号ZL 2016 2 0828920.7。新型多角度可变形接地棒的研制，将为电力系统乃至整个社会创造良好的社会效益和经济效益。

[1]百度百科. 接地线[OL]. http://baike.baidu.com/link?url= 9rzkJfVUasbAFJw_1lmS7p8BOiLw6LtmMwC7jh1Ocu ZdG1S_zOboylS4COTmzmEomDGXfcrhefIWAXrPq97-F2jgFrOlYe8qU0Agni5RRG_i573_Y5NnOPHbvHX43Qti.

[2]江门供电局500kV五邑站QC小组. 新型高空接地线夹的研发[Z].2015.

[3]中国南方电网有限责任公司. 中国南方电网有限责任公司电力安全工作规程: Q/CSG510001-2015 [S].

[4]中华人民共和国能源部. 携带形短路接地线技术标准: SD332-89 [S].

[5]珠海金湾局三灶供电所2015年职创成果: 多转向站地式长型配电网接地线[Z]. 2015.

陈建昆(1967-)，男，本科，高级工程师，高技技师，贵州电网公司助理技术专家，主要从事变电运行管理工作。

申国华(1965-)，男，本科，高级工程师，高技技师，贵州电网公司技能专家，主要从事变电运行管理工作。

杜娟(1973-)，女，本科，高级工程师，贵州电网公司助理技术专家，主要从事变电仿真技术研究工作。

Development of an Innovative Multi-angle and Deformable Earth Rod

CHEN Jian-kun, SHEN Guo-hua, DU Juan (Xingyi Power Supply Bureau, Guizhou Power Grid Co., Ltd, Xingyi, Guizhou, 562400, China)

Problems such as the space limit will affect the correct installation of earth rod into the electrical cabinet. By adopting multi-angle and deformable earth wire head, insulating rod and universal joint, referring to the transmission mechanism of bicycle brake, and as well combining with detailed optimization, an innovative earth rod is developed. It is easy to be carried, has considerable safety reliability, and solves the difficulties in the installation procedure, indicating a high promoting value.

Multi-angle; Deformation; Earth Rod; High Voltage Switchgear; Ring Network Cabinet; Electrical Safety; Transmission; Insulation

X934

A

2095-8412 (2016) 05-900-04工业技术创新 URL: http://www.china-iti.com

10.14103/j.issn.2095-8412.2016.05.019