一种新型变电站伸缩型音频跳线工具的设计与应用

林土求 莫骥

摘   要：随着电力通信的发展，调度交换、行政交换的语音需求日益增长，变电站、调度机构配线架上跳线层层叠加，给配线及日常维护带来了困难。文章分析了变电站通信运维工作中音频配线跳线存在的问题，在借鉴口红盒原理的基础上，结合鳄鱼嘴夹的使用，设计了一种新型变电站伸缩型音频跳线工具。将创新设计的新型跳线工具在通信运维工作中进行应用测试，测试数据分析结果显示：新型跳线工具有效解决了音频电路开通、故障修复误碰误接线的问题，整体缩短了工作时间，提高了现场工作的安全效益和经济效益。

关键词：音频;伸缩型;跳线工具

1    设计背景

电力系统要求各级调度机构和35 kV及以上变电站应实现调度语音交换网覆盖，且调度机构、500 kV及以上变电站（直流换流站）应采用调度程控交换机覆盖，其他站点可采用远端模块、基于IP的语音传输（Voice over Internet Protocol，VoIP）分机等多种覆盖方式。随着电力系统内部技术及业务发展，内部人员之间、内外人员之间的交流越来越频繁，对语音交换系统的要求越来越高，电路开通、故障修复时间要求不断缩短。电力通信音频跳线工作占了日常维护的一项重要工作。

以某A变电站设备并网的工作为例，音频配线架布线如图1所示。跳线依次从2#配线架A面跳至1#配线架B面，然后跳到3#配线架，2#配线架在机柜的正面，1#，3#配线架在机柜的反面。

二线、四线音频跳线的工作量占到到整个设备并网工作的25%，由于VDF音频配线架配线模块安装密度大，增加了音频放线的难度，尤其是正反两面的配线模块的跳线，单人操作难以将跳线展放到反面配线模块，必须由两个人来完成工作。10名班组成员针对100回线进行了传统跳线操作实验，每个人均进行了3次实验，实验结论分析：施工人员卡接1对芯线耗时10 min，新站点跳线至少需卡接6～8对芯线，且单一动作连续重复劳动，胳膊酸痛导致卡接速度变慢、卡接质量下降，需要时间休息的问题。所以，一段变电站音频卡接时间耗时1～1.5 h，现场施工时由于现场施工条件比实验场地复杂等原因耗时会更长一些。传统跳线方式下，没有现场辅助工具，存在返工而耗费人力、财力及工时。

2    目标设定

为了提高变电站音频配线卡接操作工作效率，缩短作业时间，同时提高跳线质量，减少施工及检修人员的操作工时，保障电网安全可靠运行，需要研制一种新型音频跳线施工工具，目标是将现状中单人跳接1对芯线由耗时10分钟降低至耗时5分钟以下。

3    技术方案论证

根据研制方案思路进行分析，充分发挥聪明才智，集思广益，提出两种设计方案：口红盒旋转伸缩原理以及雨伞伸缩杆原理。认真分析方案的技术细节和难点，从研制成本、实现功能、使用效果等方面对两种方案进行对比分析，决定采用方案一，研制旋转伸缩型音频跳线工具。

方案选择。新型音频跳线施工工具不但要实现单人完成复杂跳线的功能，并且要提高工作效率，缩短作业时间，增强跳线工具的机械性能，能重复使用，不轻易变形，进行了两种方案的设计：方案一，口红盒旋转伸缩原理进行设计。方案二，雨伞伸缩杆原理进行设计。经过比较分析，两种方案均能大致实现预定目标要求，而方案一比方案二工作效率更高，节省的工时更多，操控性更强，因此，选择方案二口红旋转伸缩原理设计工具。

主体材料选择。要求工具绝缘性好，机械性较高，轻便灵活、抗摔打性好。若使用口红盒原理制作，可通过3D打印机完成主杆设计，夹头使用金属鳄鱼夹进行加工组装即可完成。若使用雨伞杆原理制作，为降低重复伸缩磨损，需要厂家倒模设计金属主杆，且长时间应用，主杆容易生锈。

4    跳线工具结构

伸缩音频跳线工具主要由鳄鱼嘴夹及伸缩式杆体组成，鳄鱼嘴夹安装在伸缩式杆体顶端（见图2）。伸缩式杆体主要由底座、管体、内芯、内芯止口、管体止口组成。管体设置在底座的上部，且管体通过嵌入的方式与底座相连接。内芯设置在管体的内部，且内芯通过套合的方式与管体相连接。内芯止口设置在内芯底部的外侧壁，且内芯止口与内芯为一体式结构。管体止口设置在管体顶部的内侧壁，且管体止口与管体为一体式结构。伸缩杆管体内部设置有螺纹轴，螺纹轴与底座为一体结构，内芯通过管体内部的螺纹轴与管体设置为活动链接。伸缩杆体如图3所示。伸缩杆的内芯顶端外部与鳄鱼嘴夹的夹头固定柱通过嵌入方式相连接。鳄鱼嘴夹外套有绝缘护套，以便于保证鳄鱼嘴夹外部一体成型光滑，避免在复杂音频配线架环境下，工作过程中误动、误断、挂断其他已运行的音频线缆。

5    跳线工具工作原理

利用伸缩型音频跳线工具的鳄鱼嘴夹将所需要跳线的音频线对夹紧，然后转动底座，调整伸缩杆体的长度，以便将音频线对引至机柜反面的音频配线架或旁边机柜的音频配线架，到达目标点后，检修人员可以离开当前位置，到下一跳点，将音频线对从鳄鱼嘴夹中取出，并卡进相应的配线架中，并回收伸缩型音频跳线工具。

使用该工具时，顺时针转动底座，内芯通过螺轴与内芯槽孔旋转出管体，逆时针旋转底座，内芯收回管体底部。管体止口、内芯止口均呈矩形状结构，且止口呈对称状于内芯的外侧壁、管体的内侧壁设置有两处，作用在于内芯最大限度伸展出时，内芯止口与管体止口重合固定内芯，使内芯不易跑出管体。同时，通过内芯止口与管体的契合，增加内芯的稳定性。

6    效果验证

经过现场多人操作测试，后发现本工具操作简单，方便工作人员上手，且效率高，跳线成功率高，使用本工具，大大节约了时间，完全满足作业要求。10名班组成员针对100回线进行了传统卡接操作实验，人均进行了3次试验，新型音频跳线工具跳线时间为3 min。经过多功能音频卡接装置现场使用检验，该工具效率高、重量轻、操作简便、调节范围大。从“安全性、实用性、经济性”等方面对装置进行综合分析、论证，认为该工具的研制是成功的，达成了预期目标。

7    结语

根据现场的应用情况及统计数据分析，现场检修试验设备的本质安全得到了进一步的深化和推进。该新型伸缩型音频跳线工具小巧方便，可接入不同类型的线缆，操作简单快捷，满足继电保护、高压试验、調度通信、仪表测量等专业的工作需求，同时可推广至电信运营商，辅助解决人力资源短缺、效率低的问题。解决了传统检修工作方式下线缆跳线效率低、风险高的问题。具有较高的安全效益和经济效益，制作简单，基础成本低，应用简单。后期通过改进鳄鱼嘴夹的自动松线情况后，本新型伸缩型音频跳线工具推广前景将进一步拓宽。

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