论文部分内容阅读
【摘 要】针对在电力工作中出现接地线装拆困难的情况,分析由于接地棒是光滑圆柱体这一事实,而目前工具市场没有适用的工具辅助拧接地棒。笔者通过分析研究,设计出一接地棒的专用扳手,能够有效、方便、快捷的紧固圆柱形的接地棒,从而轻松的完成接地线装拆工作。其扳手结构简单,使用方便,有很好的实用价值。
【关键词】扳手 接地棒 电力
接地线是将已停电设备临时接地短路用的一种安全工用具,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。而接地线装拆是一种负重的体力劳动,一般连续装(拆)一组接地线后,操作人员会感到手臂肌肉酸痛,不能发力,影响后续工作。
一、接地线装拆的现状
装(拆)接地线一般分两个步骤,先装接地端,然后挂接地棒(拆的时候顺序相反)。一组接地线共有三根接地棒,目前接地线装拆一般是由操作人员穿着绝缘手套完成。由于绝缘手套与操作人员的手掌空隙较大,绝缘手套与人手与接地棒三者之间力的传递效果差。当装拆接地棒时(接地棒类似一颗大螺丝),需要人员不停地快速、用力扭动手腕,拧紧(松)接地棒。随机统计某220kV户外变电站2013年上半年接地线装拆操作,以220kV设备数据为例,见表1(单位:秒)。
表1、接地线装设耗时表
从表1中,可以看到在约10分钟的接地线装(拆)耗时中,装(拆)接地棒需要6分钟左右的时间,手腕连续不停的6分钟扭动,会使得操作人员手臂酸痛,难以发力。
针对接地棒这一圆柱体,考察了目前工具市场,几乎没有适用在圆柱体上的工具,只有少数工具可以应用在不规则形状物体上,但它们一般都是专用工具,同样不适用在接地棒上。
二、设计思路
笔者针对接地棒是光滑的圆柱体这一具体情况,参考扳手拧螺丝的例子,设计的一接地棒专用的扳手。主要包括一段直圆杆,作为扳手的手柄;两块半圆环(半环1、半环2),作为扳手的开口部件,用来紧固接地棒;一个快拆拉杆部件,作为自由调节扳手开口大小的部件;两块橡皮垫,附于两块半环内侧,缓冲材料间的磨损。直圆杆与一块半环1焊接在一起,焊接位置在半环1外环的中部。两块半环通过一个短的转轴将两尾端连接在一起,构成一个可以围绕转轴开合的圆环。快拆拉杆通过一个贯穿在半环1的另一端的圆柱体螺母,组装在半环1上。两半环的一端(非半环连接端),都开一个缺口,用于快拆拉杆进出。利用快拆拉杆的凸轮结构,方便、可靠的紧固接地棒。
三、设计方案和技术说明
(一)具体设计方案
图1为接地线专用扳手的结构示意图,它主要包括1-手柄,2-半环1,3-半环2,4-转轴,5-圆柱孔,6-半环2缺口,7-半环1缺口。图2为易拆拉杆部件实物图,其中包括1-螺纹拉杆,2-垫片,3-扳把,4螺母。
图1
图2
(二)技术说明
由杠杆平衡原理,力臂越长,那么所需用的力就越少。考虑人手操作的活动空间,确定扳手手柄为长度约15cm。
在实际操作中,接地棒会随着引线出现偏转,而不是垂直地面的。手柄与接地棒的夹角θ会影响力臂的大小。在30、60、90三种角度中作了简单比选。如图3所示:
图3:力臂与夹角的关系比较图
从分析中可知,作用力臂,当夹角越大(夹角范围在0~90之间),力臂越大,那么所需用的出力就越少,所以制作手柄选取夹角比较大的样式。由于扭动接地棒一般是向上的运动,手柄在与垂直线为70°时是操作比较舒服。按照“扳手”手柄的最大有效力臂(15cm*sin70°=14)计算,比原来徒手操作时(有效力臂3cm)可以节约4倍的手力。
四、应用效果
应用扳手的操作方法:1、拧开快拆拉杆,使两半圆环开环完成打开;2、连着手柄的圆环抵着接地棒,合上另一圆环;3、调节快拆拉杆,使垫片置于开口外侧;4、提起快拆拉杆扳把,顺时针方向旋转,当垫片与开口有一点点松动时,按着扳把上“close”指示,按下扳把,从而紧固两片开口,达到咬紧接地棒的目的;5、当需要松开开口时,将扳把往上拉,使其与拉杆同一直线,然后逆时针旋转扳把,旋到一定程度,向外拉拉杆,使得上面的开口可以完全打开;6、取下扳手。
随机统计某220kV户外变电站2013年下半年应用此新扳手工具后,接地线装拆操作,以220kV设备数据为例,见表2(单位:秒)
表2、接地线装设耗时表
此扳手操作简单、快捷,单单装拆扳手只需要20秒左右。应用扳手的力矩,有效的缩短了拧接地棒的时间,在实际工作当中,扭转三支接地棒平均耗时约在2分钟左右。操作由原来的手掌紧握、手腕快速扭转,变为手臂的转动,减少人员的肌肉劳损,降低劳动强度。
五、结语
本文介绍一种接地棒的专用扳手。本接地棒专用扳手,是一种能咬紧光滑圆柱体的扳手,通过两块半圆环作为开口,应用快拆拉杆作为调节螺丝,从而达到紧固接地线接地棒的目的。通过扳手的手柄可以很轻松、快速的拧紧或拧松接地棒。此扳手结构简单,操作快捷,可缩短接地线装设时间,减少人员肌肉劳损,提高了时间与经济的双重效益,为人员工作提供了极大的便利性。经现场应用证明,该扳手具有很好的实用价值和推广意义。
参考文献:
[1]王昌幼.可调式多角度接地线线夹[J].广西电力,2009(3):49–51.
[2]虞泽.携带型短路接地线的改进[J].云南电力技术,2008,36(1):40–41.
[3]曾国华可控扭矩电动扳手的设计[J].工具技术,2002(5):15-17.
[4]张建中一种轻便大扭矩扳手的设计[J].机械制造,2011(8):84-86.
[5]何立民马金龙李东飞浅谈狭小空间旋拧扳手的设计推广和应用[M],工业技术,2013.No.02(下).
[6]石庆丰一种随调多用扳手的设计[M],机械工程师2012年第8期.
[7]徐鸿本机床夹具设计手册[M].辽宁科学技术出版社,2003.
[8]徐起贺机械创新设计.北京:机械工业出版社[M].2009.
[9]DL408—1991,电业安全工作规程(发电厂和变电所电气部分)[S].
[10]王晓斌.变电站防止接地线事故的措施[J].中小企业管理与科技,2011(36):292.
【关键词】扳手 接地棒 电力
接地线是将已停电设备临时接地短路用的一种安全工用具,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。而接地线装拆是一种负重的体力劳动,一般连续装(拆)一组接地线后,操作人员会感到手臂肌肉酸痛,不能发力,影响后续工作。
一、接地线装拆的现状
装(拆)接地线一般分两个步骤,先装接地端,然后挂接地棒(拆的时候顺序相反)。一组接地线共有三根接地棒,目前接地线装拆一般是由操作人员穿着绝缘手套完成。由于绝缘手套与操作人员的手掌空隙较大,绝缘手套与人手与接地棒三者之间力的传递效果差。当装拆接地棒时(接地棒类似一颗大螺丝),需要人员不停地快速、用力扭动手腕,拧紧(松)接地棒。随机统计某220kV户外变电站2013年上半年接地线装拆操作,以220kV设备数据为例,见表1(单位:秒)。
表1、接地线装设耗时表
从表1中,可以看到在约10分钟的接地线装(拆)耗时中,装(拆)接地棒需要6分钟左右的时间,手腕连续不停的6分钟扭动,会使得操作人员手臂酸痛,难以发力。
针对接地棒这一圆柱体,考察了目前工具市场,几乎没有适用在圆柱体上的工具,只有少数工具可以应用在不规则形状物体上,但它们一般都是专用工具,同样不适用在接地棒上。
二、设计思路
笔者针对接地棒是光滑的圆柱体这一具体情况,参考扳手拧螺丝的例子,设计的一接地棒专用的扳手。主要包括一段直圆杆,作为扳手的手柄;两块半圆环(半环1、半环2),作为扳手的开口部件,用来紧固接地棒;一个快拆拉杆部件,作为自由调节扳手开口大小的部件;两块橡皮垫,附于两块半环内侧,缓冲材料间的磨损。直圆杆与一块半环1焊接在一起,焊接位置在半环1外环的中部。两块半环通过一个短的转轴将两尾端连接在一起,构成一个可以围绕转轴开合的圆环。快拆拉杆通过一个贯穿在半环1的另一端的圆柱体螺母,组装在半环1上。两半环的一端(非半环连接端),都开一个缺口,用于快拆拉杆进出。利用快拆拉杆的凸轮结构,方便、可靠的紧固接地棒。
三、设计方案和技术说明
(一)具体设计方案
图1为接地线专用扳手的结构示意图,它主要包括1-手柄,2-半环1,3-半环2,4-转轴,5-圆柱孔,6-半环2缺口,7-半环1缺口。图2为易拆拉杆部件实物图,其中包括1-螺纹拉杆,2-垫片,3-扳把,4螺母。
图1
图2
(二)技术说明
由杠杆平衡原理,力臂越长,那么所需用的力就越少。考虑人手操作的活动空间,确定扳手手柄为长度约15cm。
在实际操作中,接地棒会随着引线出现偏转,而不是垂直地面的。手柄与接地棒的夹角θ会影响力臂的大小。在30、60、90三种角度中作了简单比选。如图3所示:
图3:力臂与夹角的关系比较图
从分析中可知,作用力臂,当夹角越大(夹角范围在0~90之间),力臂越大,那么所需用的出力就越少,所以制作手柄选取夹角比较大的样式。由于扭动接地棒一般是向上的运动,手柄在与垂直线为70°时是操作比较舒服。按照“扳手”手柄的最大有效力臂(15cm*sin70°=14)计算,比原来徒手操作时(有效力臂3cm)可以节约4倍的手力。
四、应用效果
应用扳手的操作方法:1、拧开快拆拉杆,使两半圆环开环完成打开;2、连着手柄的圆环抵着接地棒,合上另一圆环;3、调节快拆拉杆,使垫片置于开口外侧;4、提起快拆拉杆扳把,顺时针方向旋转,当垫片与开口有一点点松动时,按着扳把上“close”指示,按下扳把,从而紧固两片开口,达到咬紧接地棒的目的;5、当需要松开开口时,将扳把往上拉,使其与拉杆同一直线,然后逆时针旋转扳把,旋到一定程度,向外拉拉杆,使得上面的开口可以完全打开;6、取下扳手。
随机统计某220kV户外变电站2013年下半年应用此新扳手工具后,接地线装拆操作,以220kV设备数据为例,见表2(单位:秒)
表2、接地线装设耗时表
此扳手操作简单、快捷,单单装拆扳手只需要20秒左右。应用扳手的力矩,有效的缩短了拧接地棒的时间,在实际工作当中,扭转三支接地棒平均耗时约在2分钟左右。操作由原来的手掌紧握、手腕快速扭转,变为手臂的转动,减少人员的肌肉劳损,降低劳动强度。
五、结语
本文介绍一种接地棒的专用扳手。本接地棒专用扳手,是一种能咬紧光滑圆柱体的扳手,通过两块半圆环作为开口,应用快拆拉杆作为调节螺丝,从而达到紧固接地线接地棒的目的。通过扳手的手柄可以很轻松、快速的拧紧或拧松接地棒。此扳手结构简单,操作快捷,可缩短接地线装设时间,减少人员肌肉劳损,提高了时间与经济的双重效益,为人员工作提供了极大的便利性。经现场应用证明,该扳手具有很好的实用价值和推广意义。
参考文献:
[1]王昌幼.可调式多角度接地线线夹[J].广西电力,2009(3):49–51.
[2]虞泽.携带型短路接地线的改进[J].云南电力技术,2008,36(1):40–41.
[3]曾国华可控扭矩电动扳手的设计[J].工具技术,2002(5):15-17.
[4]张建中一种轻便大扭矩扳手的设计[J].机械制造,2011(8):84-86.
[5]何立民马金龙李东飞浅谈狭小空间旋拧扳手的设计推广和应用[M],工业技术,2013.No.02(下).
[6]石庆丰一种随调多用扳手的设计[M],机械工程师2012年第8期.
[7]徐鸿本机床夹具设计手册[M].辽宁科学技术出版社,2003.
[8]徐起贺机械创新设计.北京:机械工业出版社[M].2009.
[9]DL408—1991,电业安全工作规程(发电厂和变电所电气部分)[S].
[10]王晓斌.变电站防止接地线事故的措施[J].中小企业管理与科技,2011(36):292.