基于智能控制的电动式线路检修接地装置研究

贺义平

（新疆送变电有限公司，新疆乌鲁木齐 830000）

电力线路检修是确保电网安全运行的关键环节，传统的线路检修接地方法通常需要人工操作，存在操作繁琐、效率低下、作业风险高等问题。当前的线路检修接地装置主要采用螺纹连接方式，操作不便且易松动，无法满足快速、高效的线路检修需求。因此，设计基于智能控制的电动式线路检修接地装置来提高操作效率、降低风险是当前亟待解决的问题。

1 基于智能控制的电动式线路检修接地装置技术研究

1.1 绝缘操作棒的设计与材料选择

绝缘操作棒的设计需要考虑绝缘性能、机械强度和操作便捷性。选择合适的绝缘材料对确保装置的绝缘性至关重要，常用的绝缘材料包括玻璃纤维增强塑料（FRP）、复合绝缘材料等，都具有良好的绝缘性能和机械强度。根据操作的需要，可通过优化设计来提高绝缘操作棒的刚度和稳定性。此外，还可以结合人体工程学原理，设计符合操作者手部握持习惯和力学要求的手柄，以提高操作的舒适性和准确性[1]。

1.2 自动式卡扣机构的原理与优势

传统的螺纹连接方式存在松动的问题，限制了线路检修操作的效率和可靠性。为此，引入自动式卡扣机构作为线路连接方式具有重要意义。自动式卡扣机构利用弹簧或锁紧装置，可实现快速而可靠的连接和断开操作。其原理是通过设定一定的卡扣间隙和形状，使得连接件在插入时自动锁定，并通过外力施加解锁力来实现断开。该机构具有操作简便、快速可靠的优势，可大幅提高线路检修接地装置的操作效率。

1.3 平口旋转夹接结构的设计与功能

平口旋转夹接结构的设计目的是实现接地线的挂接和摘除工作。该结构采用平口设计，通过绝缘杆的旋转带动丝杠的上下移动，实现接地线的夹紧和释放。该设计具有以下功能和优势：①操作灵活性强，可根据需要调整接地线的位置和角度；②具备良好的稳定性和可靠性，确保接地线在高压环境下牢固固定；③该结构相对简单，易于制造和维护，降低了装置的成本和使用门槛。

1.4 电动模块远程遥控与运行在高压环境下的挑战

电动模块是该装置实现远程操控的关键组件，其通过远程遥控控制螺旋夹接结构的旋转上升或下降，辅助接地线的挂接和摘除工作。然而，电动模块在高压环境下的运行面临着一些挑战。需要保证电动模块的绝缘性能，防止电弧和漏电发生，确保操作人员的安全。另外，电动模块需要具备适应高压环境的耐压能力，以保证正常运行，并采取相应的绝缘保护措施。同时，还须考虑电动模块的稳定性和可靠性，确保在各种工作条件下都能正常工作[2]。

2 基于智能控制的电动式线路检修接地装置创新内容

2.1 设计电动模块实现远程操控功能

该装置创新之处在于设计了具备远程操控功能的电动模块，以提高线路检修接地装置的操作便捷性和效率。该电动模块采用智能控制技术，可通过遥控设备对装置进行远程操作。远程操控功能降低了操作人员的工作强度和风险。传统的线路检修接地装置需要操作人员上下攀爬或移动装置进行操作，容易导致意外事故的发生。而通过电动模块的远程操控，操作人员可在安全位置进行操作，避免了高空或高压环境下的直接接触，极大降低了操作的风险。

电动模块的远程操控功能提高了操作的便捷性和灵活性。操作人员可根据需要随时调整装置的位置和角度，远程控制电动模块的旋转、升降等动作，实现快速而精准的接地线挂接和摘除操作。这种远程操控的创新设计极大提高了线路检修的操作效率和准确性。另外，电动模块还可通过传感器和反馈机制实现状态监测和故障诊断。这样，操作人员可通过远程操控设备获得装置运行状态的实时信息，及时发现潜在问题并采取相应措施，提高了装置的可靠性和安全性。

2.2 采用卡扣式连接取代螺纹连接的优势

该装置创新地采用卡扣式连接机构取代传统的螺纹连接方式，为线路检修接地装置带来了许多优势。

（1）卡扣式连接具有快速而可靠的特点。传统的螺纹连接需要人工旋转并耗时较长，且易松动。而卡扣式连接采用弹簧或锁紧装置，插入即可自动锁定，简化了操作流程，极大提高了连接速度和稳定性。

（2）卡扣式连接具有较高的适应性和灵活性。连接件间的卡扣结构可根据需求进行设计，可适应不同线路的连接要求。无论是直线型连接还是角度连接，卡扣式连接都能够满足要求，提供更广泛的适用性。

（3）卡扣式连接机构的维护成本相对较低。传统螺纹连接通常需要定期检查和紧固，而卡扣式连接不易松动且稳定可靠，减少了维护工作的频率和工作量，降低了装置的运行成本。

2.3 整体结构优化的研究与改进

对基于智能控制的电动式线路检修接地装置的整体结构进行了优化和改进，以提高操作的灵活性和适应性。

（1）对装置的结构进行优化和改进，实现了更紧凑、轻便的设计。通过减少不必要的组件和降低重量，使得整体装置更加便于携带和操作。这种优化可提高操作人员的灵活性和工作效率，尤其在狭小空间或高处操作时具有明显的优势。

（2）优化后的整体结构考虑了人体工程学原理，使得装置更符合人体操作习惯和力学要求[3]。更在手柄的设计上采用曲线形状和防滑材料，以提供舒适的握持感和稳定性。操作按钮和控制器的布局也经过精心设计，使得操作者能快速而准确地控制装置的各项功能。

（3）整体结构优化还包括对电动模块、连接机构和绝缘操作棒等关键部件的布局和配合进行改进。通过合理安排和优化这些部件间的相互作用，使得装置的操作更加流畅和可靠。同时，考虑到长时间使用的舒适性和耐久性，结构优化还包括材料选择和防护措施的改进，以提高装置的使用寿命和可靠性。

3 基于智能控制的电动式线路检修接地装置技术难点与解决方案

3.1 在高压环境中保证电动模块正常运行的技术难点及应对策略

在高压环境下，保证电动模块正常运行是电动式线路检修接地装置面临的关键技术难题。

（1）高压环境会给电动模块的电气和电子元件带来较大的安全风险。高压会引发电弧、击穿等问题，对电动模块的电路和控制系统造成损害。因此，需要采取相应的防护措施，如使用高绝缘性能的材料、设计合理的绝缘结构和屏蔽措施，以确保电动模块在高压环境下的安全运行。

（2）高压环境对电动模块的机械结构和材料性能提出了更高的要求。高压会导致局部放电和电场集中，增加了机械强度和耐压性能的需求。因此，在设计和制造电动模块时，需要选择具有足够机械强度和耐压特性的材料，并进行相应的结构优化，以提高电动模块的耐压能力和可靠性。

（3）高压环境中的电磁干扰会对电动模块的信号传输和控制系统产生负面影响。电磁干扰会导致信号失真、误操作甚至损坏电子元件。为解决这一问题，可采取屏蔽措施、使用抗干扰技术及合理布局电路板和信号线路，确保电动模块在高压环境中信号传输和控制系统的可靠运行[4]。

对于以上技术难点，可采取以下措施：①可进行充分的安全分析和风险评估，制订相应的安全设计标准和操作规程；②在设计和制造电动模块时，严格遵循相关安全标准，并进行全面的测试和验证，确保其在高压环境下的安全可靠性；③采用高绝缘性能的材料，并设计合理的绝缘结构和屏蔽措施，确保电动模块在高压环境下具备足够的安全性能和耐压能力；④采用抗干扰技术和合理的电路布局，确保电动模块的信号传输和控制系统在高压环境中免受电磁干扰的影响；⑤定期进行全面的维护和检测，及时排除潜在的故障和问题；⑥对于电动模块中的关键元件，如电气和电子元件，可采用冗余设计和在线监测技术，提高故障检测和容错能力。

3.2 卡扣式连接的设计和可靠性验证方法

（1）卡扣式连接的设计中，要设计合适的卡扣结构，使得连接件可牢固地锁定并提供足够的连接强度。包括选择合适的卡扣形状、尺寸和材料，并确保卡扣的可靠性和耐久性。

（2）确保连接件在进行卡扣时能够正确对准和定位，涉及设计精确的引导槽或引导销，以确保连接件的正确配对和稳定连接。

（3）考虑使用者的操作便捷性，设计简单易用的卡扣机构。包括设计符合人体工程学原理的手柄、按钮或开关，以提供舒适的握持感和方便的操作方式。

为验证卡扣式连接的可靠性和安全性，可采用以下方法。①可进行静载和动载测试，通过施加不同的力或负荷来评估连接件的强度和稳定性。包括拉伸测试、扭转测试和振动测试等，并在安全范围内模拟实际使用条件，检查连接件是否能够承受预期的载荷。②通过模拟长时间使用和重复连接/断开操作来评估卡扣式连接的耐久性。包括进行连接/断开循环测试，检查连接件在多次使用后是否仍然保持稳定和可靠。③将连接件暴露在不同的温度和湿度条件下，以评估其在极端环境条件下的性能。该方法可帮助确定连接件的耐用性和防腐蚀性能。④将设计好的卡扣式连接应用于实际工作场景，并进行实地验证。在实际使用中，观察连接件的性能和稳定性，收集反馈意见，并根据需求进行改进和优化[5]。

4 基于智能控制的电动式线路检修接地装置研究与开发的成果

4.1 节约人工

通过引入基于智能控制的电动式线路检修接地装置，可大幅节约人工。以往每次接地线的拆装工作需要两人共同完成，并耗时1h。而采用该装置，只需两人配合操作，仅需0.5h 即可完成，节约了较多的人工成本。

4.2 降低作业风险

该装置中的电动模块经过设计，实现了远程遥控操作。使用者无需亲自进行接地线的挂接和摘除工作，而是通过遥控设备进行控制。这种设计有效提高了作业的安全性，降低了作业风险。通过减少了人员直接接触高压设备的机会，可减少意外事故的发生概率，保障操作人员的安全。

5 结束语

基于智能控制的电动式线路检修接地装置，通过智能控制技术实现远程操控和自动化操作，提高了线路检修的效率和安全性。设计了绝缘操作棒、卡扣机构、螺旋夹接结构和电动模块等关键部件，并解决了高压环境下电动模块运行的挑战。该装置不仅节约了人工成本，还降低了作业风险。未来，将进一步完善装置性能，推动其在实际应用中发挥更大的价值。