一种10 kV配网绝缘导线电动剥皮器的研制

吴慧峰，邱明明，何文峰，胡正庭

(广东电网有限责任公司佛山供电局，广东 佛山 528000)

随着国家经济的发展，配网线路逐渐完善，配网绝缘导线的应用也越来越广泛[1-2]，继而在配网带电作业过程中有大量绝缘导线剥皮的操作[3]，以往手动式的剥皮器应用较为普遍，在目前常规的配网带电作业过程中，电缆剥皮的工作量极大，绝缘手套带电作业时，手动剥皮器操作起来存在对于操作人员技能水平要求较高、体能消耗较大，作业效率低[4]；且该操作方式易被划伤，剥皮后的电缆不容易拉直，对作业质量和作业性安全产生影响[5]。

在导线剥皮器研究方面，文献[6]研制了一种绝缘导线终端电动剥皮器，采用筒形结构，小巧轻便，刀头可更换，剥皮长度可控，易学易会，不损伤导线[6]。文献[7]提出了自适应进刀绝缘导线剥皮装置，可以进行带电作业中架空导线绝缘皮层的剥离，无须使用辅助工具，单人即可完成导线剥皮作业，其自动进刀机制可保证不伤导线铝芯且能适应各种标准以及非标厚度的导线皮层[7]。文献[8]研制一款质量轻、强度高、易携带的绝缘导线剥皮装置，有效提升配网不停电作业效率及安全性[8]。

本文在现有手动剥皮器基础上，研制出了一种10 kV配网绝缘导线电动剥皮器，可实现电动操作，同时还可实现根据导线线径选择对应型号的模具，无需手动缓慢调节，大大提高作业效率，减少作业人员的身体消耗，提高人机功效，同时无需手动缓慢调节，提高作业效率。

1 结构设计与材料选型

针对传统的绝缘导线剥皮器的局限性：①刀口需要不断调节；②剥皮过程中作业人员需要不断沿导线轴向用力；③手动作业费时费力[9]。

本文研制的10 kV配网绝缘导线电动剥皮器使作业人员可以根据导线线径制作并选择不同线径的剥皮模具，通过在模具内部增加螺纹使得旋转剥皮作业的同时产生沿导线轴向的力矩，进而带动剥皮器移动剥皮，其次采用满足剥皮功率要求的电动扳手作为剥皮器的动力源，来代替人工操作。

1.1 结构设计

剥皮器的最终设计图如图1所示。

本套工具主要由几个部分构成：①电动扳手，作为整套工具的动力来源；②连接金具，包括旋转套筒和旋转轴，主要用作电动扳手与回转器的连接和传动；③回转器，主要包括各种齿轮和传动轴，用来传递动能；④剥皮模具，适应不同导线线径并带有剥皮刀，直接进行剥皮作业。

1.2 材料选型

本套工具涉及到的几个主要的部件，如动力扳手、连接金具、剥皮模具等，需要进行各种材料选型。

结合配网带电作业的特点，本套工具决定选用携带方便，使用灵活，价格适中，输出扭矩可以调节且足够满足配网带电作业剥皮需求的充电式电动扳手来作为本套工具的动力源，电动扳手的相关参数如表1所示。

表1 电动扳手参数

本套工具最为重要的部件是剥皮模具和连接金具，剥皮模具和连接金具其材质拟选用铝合金来制作，铝合金具有良好的良好的机械性能，物理性能和抗腐蚀性能，易于加工，抗腐蚀性能好，强度高。

此外，由于配网架空导线的线径不同，所需的剥皮模具的尺寸也是不同的，因此针对配网架空绝缘导线的线径标准，选择常见的6种线径尺寸(导线的截面分别为70、95、120、150、185 mm2和240 mm2)来确定剥皮模具的尺寸，模具尺寸设计如表2所示。

表2 剥皮模具尺寸 mm2

2 组装及现场应用

2.1 组装

按照图2所示进行10 kV配网绝缘导线电动剥皮器的组装，首先将剥皮模具4插入回转器3的卡槽39，并用限位螺丝38固定，将电动扳手1与连接金具2的一端进行连接，并锁死电动扳手1的连接点，再将连接金具2的另一端与回转器3的连接端进行连接，并用限位螺杆5进行固定，本套10kV配网绝缘导线电动剥皮器完成组装过程。

图2 10 kV配网绝缘导线电动剥皮器的组装

如图3所示，将剥皮回转器的扣锁对准连接金具并进行连接，向外拉限位螺杆锁紧回转器。

图3 剥皮回转器的安装

如图4所示，经由绝缘导线线径选择合适的剥皮模具，将剥皮模具插入回转器的插槽进行连接，并用限位螺杆固定位置。

图4 剥皮模具的安装

该工具的主要性能参数如表3所示。

表3 电动剥皮器主要性能参数

在组装完成后，对该工具进行了相关测试，测试结果表明，该工具的连接牢固，动作的可靠性良好。

2.2 现场应用

本文研制的电动剥皮器在试验所张槎基地训练场进行了试点应用，作业人员首先将10 kV绝缘导线电动剥皮器的所有部件组装完成，如图5所示。

图5 10 kV绝缘导线电动剥皮器

作业人员利用一段截面为150 mm2的导线，随后作业人员随机选取模拟导线中间的一段，将导线卡在绝缘剥皮器内并进行固定，如图6所示。

图6 剥皮器固定

在进行绝缘导线剥皮操作时，一名作业人员负责固定导线，另外一名作业人员手持电动剥皮器进行剥皮作业，如图7所示。

图7 剥皮作业

为方便比较电动剥皮器和手动剥皮器的优劣，作业人员使用手动剥皮器对同一条导线进行剥皮作业，如图8所示。

图8 手动剥皮作业

通过采用电动剥皮器和手动剥皮器剥皮效果的比较，如图9所示，左图为手动剥皮器的剥皮效果，右图为电动剥皮器的剥皮效果。在剥皮的质量上，手动剥皮开始过程中有轻微损伤导线的现象，而电动剥皮器自始至终没有出现损伤导线的现象；在剥皮速度上，从接触导线开始至剥皮结束算起，电动剥皮器的剥皮时间可以控制在20 s左右，而手动剥皮器所需时间在1分30秒左右，无论是从剥皮质量还是剥皮效率上电动剥皮器都要优于手动剥皮器。

图9 剥皮效果

3 结 语

本文中的10 kV配网绝缘导线电动回转剥皮器，利用电动装置带动传动装置旋转，传动装置将动力传递给回转装置，回转装置带动剥皮装置围绕回转装置的动力输出端转动，切刀旋转作用于置于通孔中的绝缘导线的绝缘皮；电动驱动的回转剥皮器剥皮速度快、能够节省操作者体力、电缆剥皮外观美观，且操控简便、人力成本低，已应用在10 kV配网作业的绝缘导线剥皮作业中并取得了良好的效果。