新型配网接地线的研发

冯禹屹

摘要 本文分析目前在配电停电检修中所挂接地线的应用弊端和使用时接地线夹结构不合理之处，提出了一种新型配网接地线的研制方案，具體描述了配网接地线线夹的改进及优化方案。根据调研分析的弊端，提出了利用棘轮结构原理、万向接头原理，分体式原理，提出优化的配网接地线线夹和操作杆的方法，研究出新型配网接地线。该型接地线使得配电停电检修工作的挂设接地线这一环节变得更加安全高效。

关键词 接地线；棘轮；万向；分体；研制

中图分类号 TM7 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2016）14-0021-02

1项目研究背景

配电线路接地装置是将已停电设备临时短路接地用的一种安全用具，其作用是对高压设备进行停电检修或进行其他工作时，防止设备突然来电和邻近高压带电设备产生感应电压对人体的危害，同时泄放断电设备的剩余电荷。它包括接地元件、短路元件和一个或多个绝缘元件。经过研发小组调研统计，目前供电系统使用的接地线多为纵向螺旋压紧结构。根据工器具的使用情况调查和人机功效的调查分析报告中，得出以下2个问题：第一，由于接地线的导线端和绝缘棒的方向固定，当遇到母排纵向排列的开关柜的时候，接地线的绝缘杆则容易被母排挡住，导致其不能使用，从而导致安全措施无法落实；第二，受限于母线排的安装方向和开关柜的空间，作业人员安装接地线困难，无法满足人机功效的要求。为更好地落实作业风险的管控措施和人机功效调查正确性，研发小组研发出一种新型配网接地线。

2项目研究方向

新型接地的功能定位是能够确保工作地点都能装设到接地线，同时适用于纵向和横向排列的母线排，并且尽可能方便操作人员操作，降低操作难度，提高工作的效率。研发小组人员，通过适用“人机料法环”和“思维导图”等先进的方法得出如下改进方向。第一，通过利用棘轮结构的原理，优化紧固端子的受力方法，缓解操作人难用力的情况；第二，通过利用万向接头的原理，增大操作的用力方向面，更好地适应作业环境；第三，创新性地采用可分体式的结构，先将接地线的导线端夹在母排上，再通过棘轮进行夹紧固定，确保接地线夹不受开关柜空间不足的影响。通过适当调整导线端和绝缘棒的角度，可以充分提高接地线的适用性，便于接地工作的进行。

3项目实施

新型配网接地线满足配电箱线路接地保护的要求，其性能及技术特点如下所述。新型配网接地线采用分体式的结构，如图1所示。

第一步：螺旋导轨平口线夹的制作。接地线夹功能可以实现通过连接片连接在接地电缆的线夹。用来与线路连接，可以直接连接也可通过固定连接点连接。新型的接地线夹沿用常规的螺旋压紧式，通过线夹内带可调行程的螺栓与导线压紧，保持其耐用性好，连接稳固的优良特性，特别适用于母线排的安装，确保压接部分的紧固；压接部分采用平口式结构，通过上下两片方形铝质合金块压紧，将站方形母线包围，连接稳固，接触良好，从而确保压接面的最大化。使用导轨式引导结构，避免受力不均衡。线夹的主材选用7050型铝合金，保证了接地线夹具有较高机械强度的同时又有较轻的重量，具有质量轻易携带的优点。新型转向接地线夹短路接地线截面达到35mm^{2，额定短路电流达到了13kA时间1SXA，符合国家关于短路接地线的技术标准参数。以上设计确保线夹应具有可靠的接触面并且能承受额定故障电流所产生的热应力和机械应力，确保紧固度的同时，做到质量轻、结构简单，并且降低生产的成本和维护成本。受力点通过螺栓，旋转夹头移动端的螺柱，能够轻松夹紧固到配电箱内的母排，完成接地动作，达到操作方便安全可靠的要求；与指定的导线或固定连结点相连时，机械拉力应不对线夹或连接点造成破坏。}

第二步：棘轮万向套头的制作。操作杆是由棘轮套头和绝缘杆组成。棘轮套头利用棘轮机构的原理，利用弹簧迫使止动爪和棘轮保持接触，摇杆空套在棘轮轴上，棘爪装在摇杆上，而棘轮则用键固联在从动轴上。选用40Cr型钢作为齿轮传动结构的材料，保证了转向接地线夹传动结构良好的扭力传动性能。在棘轮扳手支架，利用万向原理，可以实现360°任意角度旋转，能够快速解决不同方向母排的接地要求，克服之前空间不足的问题；棘轮套头使用单向齿，棘爪铰接于套头内，旋转头是由棘轮、棘爪、万向接头组成的一种单向间歇运动机构。当绝缘手柄逆时针方向摆动时，驱动棘爪便插入棘轮齿以推动棘轮同向转动；当绝缘手柄顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮上滑过，棘轮停止转动。同时，当旋转头旋转180°时，绝缘手柄顺时针方向摆动时，驱动棘爪便插入棘轮齿以推动棘轮同向转动；当绝缘手柄逆时针方向摆动时，棘爪在棘轮上滑过，棘轮停止转动。通过旋转头角度的变化来实现接地夹头夹紧及松开的目的。通过利用力矩扳手功能，设定紧固接线端的力度，当操作员达到相应的力度时，发出清晰的报讯声，并且在手柄上可感觉到轻微震动提示。

第三步：一体成型绝缘操作杆的制作。绝缘手柄，用于接地或接地短路目的，将线路端线夹与部分电气设备相连的手握绝缘部件。绝缘部件应依据其绝缘性能和操作手柄强度要求来设定其绝缘和硬度等级要求，确保安全满足《DL/T 879-2004带电作业用便携式接地和接地短路装置》规范标准。接地操作杆及附件应能承受负载与各种力所产生的弯曲或扭转应力，以避免产生难以控制的偏移。

4新型接地线的优点

新型接地线相比于目前在配电停电检修中所挂接地线，具有以下2个优点。第一，满足标准规范。新型接地线，符合《DL/T 879-2004带电作业用便携式接地和接地短路装置》规范标准。在对线夹进行试验时，将线夹与固定连接点的母线排进行连接起来，观察接地线的安装和测试装置试验过程及结果，未发现任何部分存在变形或无其他可能妨碍其继续使用的损伤。第二，操作方便，适用于空间狭窄纵向排列母线排。新型接地的螺旋导轨平口线夹，确保的接地线夹压接可靠，棘轮万向绝缘操作杆和分紧固，确保了接地可靠。

5结论

本次对新型接地线的研发过程，研发小组以问题为导向，从技术防护的角度和吸收应用检修工具的优良性能，在满足设计规范的情况下，大胆创新地应用在新型接地线中。以科学、严谨的态度，对接地线进行了测试实验，并在日常生产中应用。通过现场使用反馈，肯定了新型接地线具有连接紧固，操作方便、灵活、适用性广的优点，有效解决了配网柜接地困难的安全生产问题。