论文部分内容阅读
【摘 要】绝缘操作杆是用于短时间对带电设备进行操作或测量的基本绝缘安全工器具，是变电站人员常用的作业工具，经常应用在设备停、送电操作中。当前，绝缘操作杆在使用过程中，主要面临着作业负重大和操作时间长两大问题，仅凭双臂力量长时间托举沉重的绝缘操作杆，耗费大量的体力，且操作不慎，容易造成人身或设备伤害。鉴于此，设计并制作一种绝缘操作杆穿戴式辅助支撑工具，采用背带及腰带式结构，借用该工具作为绝缘杆下部的辅助支撑点，以实现将操作负重分配至全身的目的，达到省力、省时的效果。
【关键词】绝缘操作杆;穿戴式;支撑
【中图分类号】TM75 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）11-0036-02
绝缘操作杆一般为单杆或多根单杆连接后加长使用，由工作部分、绝缘部分和手握部分构成，是保证作业安全不可或缺的绝缘工器具。绝缘操作杆的工作部分安装在顶端，一般用金属制成，直接或者装设其他器件（如验电器、接地线等）后用来接触带电设备，这使得杆顶端较重。绝缘部分用于绝缘隔离，根据电压等级的不同，对绝缘杆的最短有效绝缘长度要求也不同。
当前，绝缘操作杆在使用过程中，主要面临作业负重大和操作时间长两大问题：{1}作业负重大。除绝缘操作杆本身自重外，末端还有接地线、放电装置等附属器件，且绝缘操作杆长度与电压等级呈正比，重量也随之增加。{2}操作时间长。主要指操作对象多或相隔距离长的场景，包括高电压等级的敞开式设备验电接地，或电容器组逐个多次放电的操作。在上述两种情况下，运行人员仅需凭双臂力量长时间托举沉重的绝缘操作杆，而手握部分的长度不能超过规定距离，单人托举绝缘杆就会特别费力，不利于运行人员移动作业，这就减缓了作业速度。同时，对于重复性且需要长时间托举绝缘操作杆的作业，如果操作不慎，容易造成人身或设备伤害。因此，结合绝缘操作杆在作业中存在的问题，本文介绍一种绝缘操作杆辅助支撑工具，旨在使作业人员不再单纯依靠双臂的力量进行操作，能将绝缘操作杆的负重分担到全身，能够最大限度地缓解双臂所承受的负荷，从而达到省力、省时的效果，提高电气操作的稳定性和可靠性，减少人力、物力的损耗。
1 设计思路
一种绝缘操作杆穿戴式辅助支撑工具，主要分为穿戴部分、底座部分、支撑部分。穿戴部分由腰带和背带组成，底座固定安装于腰带的表面，底座上包括连接板、支撑板和球形万向节，支撑部分为套筒结构。腰带的两端均设置有扣环，肩带的一端与腰带进行连接，另一端与连接板进行连接。同时，两条肩带上一端均设置有与腰带扣环相配合的卡扣，卡扣可扣合于扣环内。连接板的两端均设置有扣环，两条肩带的另一端均设置有与该扣环相配合的卡扣，卡扣扣合于扣环内。
球形万向节固定安装于支撑板上，支撑板固定安装于连接板上，且与连接板相垂直，球形万向节上连接有用于放置绝缘操作杆的套筒，套筒的底端与球形万向节转动连接。连接板为带有预设弧度的曲面板。
套筒包括旋转部分和套筒本体。旋转部设置于套筒本体的底部，且旋转部转动连接于球形万向节内;套筒本体为圆柱体结构，顶端设有供绝缘操作杆放置的开口。
2 制作过程
穿戴部分由腰带和背带组成。腰帶与底座部分固定连接，围于作业人员的腰部，其上带有两个半圆环。背带（如图1所示）由左右肩带组成，两端均为卡扣结构，肩带的一端与腰带半圆环连接，另一端与底座部相连，可拆卸与腰带和底座部分的连接。腰带（如图2所示）的两个半圆环上各挂一条肩带，实现穿戴功能，作业人员在固定或移动操作杆时起到平衡作用。穿戴部分是实现操作省力的可靠装备，亦是保证辅助支撑工具安全使用的重要组成部分。
底座部分为“├”形不锈钢结构，是辅助支撑工具的主要功能部分。其中，“│”形连接板与腰带前端固定连接，呈圆弧状设计，用于贴合作业人员的腰部，左右两侧均装有“U”形挂钩，用于与背带连接卡扣相连。“─”形支撑板焊接固定在连接板中轴线上，与其垂直固定连接，用于放置支撑部分。一方面，底座固定于腰带上，使得作业人员可以借助身体腰腹部的力量支撑绝缘操作杆;另一方面，为避免底座因长期受力或受力不均匀与腰带发生分离，将底座与背带相连，提供另一个受力点，也借助双肩分担腰腹部的受力，使辅助支撑工具的省力、省时效果达到最佳。
支撑部分整体位于底座支撑板中心位置，由万向节和套筒构成，用于放置和旋转绝缘操作杆。球形万向节的底端固定部分与支撑板嵌套固定（如图3所示），旋转部分与套筒底部连接，从而实现套筒360°方向旋转。套筒为具有一定厚度，内部镂空、上开下闭的圆柱体，其内径与绝缘操作杆外径相当，便于绝缘操作杆放置。套筒（如图4所示）长度不宜过短，否则旋转或移动绝缘操作杆时会十分费力，若过长将不利于取出和放置操作杆，稍有不甚，会造成人员和设备伤害。因此，套筒长度的选择应符合杠杆原理，同时考虑绝缘操作杆的长度，便于作业过程中的各类操作。
综上所述，设计并制作一种绝缘操作杆穿戴式辅助支撑工具（如图5所示），采用背带及腰带式结构，可借用该工具作为绝缘杆下部的辅助支撑点，以实现将操作负重分配至全身的目的。当需要移动或长时间托举绝缘杆时，借用辅助支撑点实现绝缘工器具在电气设备上的反复作业和移动，不再是单纯依靠双臂的力量进行操作，能够最大限度地缓解双臂所承受的负荷，达到省力、省时的效果。
腰带的第一端和第二端均设置有第一扣环，两条肩带的第一端均设置有与第一扣环相配合的第一卡扣，扣合于第一扣环内。第一卡扣与第一扣环是可拆卸连接结构，当作业人员完成工作后可对肩带进行拆卸。连接板的第一端和第二端均设置有第二扣环，两条肩带的第二端均设置有与第二扣环相配合的第二卡扣，扣合于第二扣环内。第二卡扣与第二扣环是可拆卸连接结构，当作业人员完成工作后可对肩带进行拆卸。
套筒包括旋转部和套筒本体;旋转部设置于套筒本体的底部，且旋转部转动连接于球形万向节内;套筒本体为圆柱体结构，且套筒本体的顶端开设有供绝缘操作杆放置的开口。旋转部转动连接于球形万向节内，使套筒本体可实现360°旋转。
连接板为带有预设弧度的曲面板。将连接板设计为带有弧度的曲面板以贴合人体的腰部形状。所述第一扣环和所述第二扣环均为“U”形扣环。“U”形扣环为第一扣环和第二扣环的其中一种结构，若其他结构可实现与第一卡扣和第二卡扣进行扣合亦可。
3 应用实施
作业人员在穿戴该工具时，先将腰带缠绕在腰部位置上，将腰带的首尾两端进行扣合，接着将左右两条肩带上的第一卡扣扣在腰带上的第一扣环上，将左右两条肩带上的第二卡扣扣在连接板上的第二扣环上，将肩带背在肩膀上，即可完成该工具的穿戴。当作业人员操作绝缘操作杆时，可将绝缘操作杆的底部套装于套筒内，以实现将绝缘操作杆的负重分配至全身的目的。当作业人员需要移动或长时间托举绝缘操作杆时，可借用支撑板上的套筒对绝缘操作杆进行固定支撑，并通过套筒底部的旋转部与球形万向节的转动连接关系实现绝缘操作杆在电气设备上的反复作业和移动，作业人员通过该工具不再单纯依靠双臂的力量进行操作，将绝缘操作杆的负重分担到全身，能够最大限度地缓解双臂所承受的负荷，从而达到省力、省时的效果。
4 结论
结合工程实际，研制了一种绝缘操作杆穿戴式辅助支撑工具，可最大限度地缓解作业人员双臂所承受的负荷。该辅助支撑工具可与不同种类的绝缘操作杆配合，实现不同类型的作业操作。在现场应用过程中，使用方便，通过支撑底座灵活操作，可减少作业时间，降低作业人员劳动强度，提高工作效率。
参 考 文 献
[1]张志亮.一种新型绝缘操作杆的研制与应用[J].湖州师范学院学报，2017，39（8）：44-49.
[2]郭昊，梅文建，甄朝晖，等.可视化多功能操作杆的研制[J].电气开关，2017，55（2）：14-16.
[3]王树军，徐硕.伸缩式绝缘操作杆的研制应用[J].农村电工，2017，25（1）：31.
[4]王红玉，王永红.绝缘操作杆的使用注意事项[J].农村电工，2016，24（12）：28.
【关键词】绝缘操作杆;穿戴式;支撑
【中图分类号】TM75 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）11-0036-02
绝缘操作杆一般为单杆或多根单杆连接后加长使用，由工作部分、绝缘部分和手握部分构成，是保证作业安全不可或缺的绝缘工器具。绝缘操作杆的工作部分安装在顶端，一般用金属制成，直接或者装设其他器件（如验电器、接地线等）后用来接触带电设备，这使得杆顶端较重。绝缘部分用于绝缘隔离，根据电压等级的不同，对绝缘杆的最短有效绝缘长度要求也不同。
当前，绝缘操作杆在使用过程中，主要面临作业负重大和操作时间长两大问题：{1}作业负重大。除绝缘操作杆本身自重外，末端还有接地线、放电装置等附属器件，且绝缘操作杆长度与电压等级呈正比，重量也随之增加。{2}操作时间长。主要指操作对象多或相隔距离长的场景，包括高电压等级的敞开式设备验电接地，或电容器组逐个多次放电的操作。在上述两种情况下，运行人员仅需凭双臂力量长时间托举沉重的绝缘操作杆，而手握部分的长度不能超过规定距离，单人托举绝缘杆就会特别费力，不利于运行人员移动作业，这就减缓了作业速度。同时，对于重复性且需要长时间托举绝缘操作杆的作业，如果操作不慎，容易造成人身或设备伤害。因此，结合绝缘操作杆在作业中存在的问题，本文介绍一种绝缘操作杆辅助支撑工具，旨在使作业人员不再单纯依靠双臂的力量进行操作，能将绝缘操作杆的负重分担到全身，能够最大限度地缓解双臂所承受的负荷，从而达到省力、省时的效果，提高电气操作的稳定性和可靠性，减少人力、物力的损耗。
1 设计思路
一种绝缘操作杆穿戴式辅助支撑工具，主要分为穿戴部分、底座部分、支撑部分。穿戴部分由腰带和背带组成，底座固定安装于腰带的表面，底座上包括连接板、支撑板和球形万向节，支撑部分为套筒结构。腰带的两端均设置有扣环，肩带的一端与腰带进行连接，另一端与连接板进行连接。同时，两条肩带上一端均设置有与腰带扣环相配合的卡扣，卡扣可扣合于扣环内。连接板的两端均设置有扣环，两条肩带的另一端均设置有与该扣环相配合的卡扣，卡扣扣合于扣环内。
球形万向节固定安装于支撑板上，支撑板固定安装于连接板上，且与连接板相垂直，球形万向节上连接有用于放置绝缘操作杆的套筒，套筒的底端与球形万向节转动连接。连接板为带有预设弧度的曲面板。
套筒包括旋转部分和套筒本体。旋转部设置于套筒本体的底部，且旋转部转动连接于球形万向节内;套筒本体为圆柱体结构，顶端设有供绝缘操作杆放置的开口。
2 制作过程
穿戴部分由腰带和背带组成。腰帶与底座部分固定连接，围于作业人员的腰部，其上带有两个半圆环。背带（如图1所示）由左右肩带组成，两端均为卡扣结构，肩带的一端与腰带半圆环连接，另一端与底座部相连，可拆卸与腰带和底座部分的连接。腰带（如图2所示）的两个半圆环上各挂一条肩带，实现穿戴功能，作业人员在固定或移动操作杆时起到平衡作用。穿戴部分是实现操作省力的可靠装备，亦是保证辅助支撑工具安全使用的重要组成部分。
底座部分为“├”形不锈钢结构，是辅助支撑工具的主要功能部分。其中，“│”形连接板与腰带前端固定连接，呈圆弧状设计，用于贴合作业人员的腰部，左右两侧均装有“U”形挂钩，用于与背带连接卡扣相连。“─”形支撑板焊接固定在连接板中轴线上，与其垂直固定连接，用于放置支撑部分。一方面，底座固定于腰带上，使得作业人员可以借助身体腰腹部的力量支撑绝缘操作杆;另一方面，为避免底座因长期受力或受力不均匀与腰带发生分离，将底座与背带相连，提供另一个受力点，也借助双肩分担腰腹部的受力，使辅助支撑工具的省力、省时效果达到最佳。
支撑部分整体位于底座支撑板中心位置，由万向节和套筒构成，用于放置和旋转绝缘操作杆。球形万向节的底端固定部分与支撑板嵌套固定（如图3所示），旋转部分与套筒底部连接，从而实现套筒360°方向旋转。套筒为具有一定厚度，内部镂空、上开下闭的圆柱体，其内径与绝缘操作杆外径相当，便于绝缘操作杆放置。套筒（如图4所示）长度不宜过短，否则旋转或移动绝缘操作杆时会十分费力，若过长将不利于取出和放置操作杆，稍有不甚，会造成人员和设备伤害。因此，套筒长度的选择应符合杠杆原理，同时考虑绝缘操作杆的长度，便于作业过程中的各类操作。
综上所述，设计并制作一种绝缘操作杆穿戴式辅助支撑工具（如图5所示），采用背带及腰带式结构，可借用该工具作为绝缘杆下部的辅助支撑点，以实现将操作负重分配至全身的目的。当需要移动或长时间托举绝缘杆时，借用辅助支撑点实现绝缘工器具在电气设备上的反复作业和移动，不再是单纯依靠双臂的力量进行操作，能够最大限度地缓解双臂所承受的负荷，达到省力、省时的效果。
腰带的第一端和第二端均设置有第一扣环，两条肩带的第一端均设置有与第一扣环相配合的第一卡扣，扣合于第一扣环内。第一卡扣与第一扣环是可拆卸连接结构，当作业人员完成工作后可对肩带进行拆卸。连接板的第一端和第二端均设置有第二扣环，两条肩带的第二端均设置有与第二扣环相配合的第二卡扣，扣合于第二扣环内。第二卡扣与第二扣环是可拆卸连接结构，当作业人员完成工作后可对肩带进行拆卸。
套筒包括旋转部和套筒本体;旋转部设置于套筒本体的底部，且旋转部转动连接于球形万向节内;套筒本体为圆柱体结构，且套筒本体的顶端开设有供绝缘操作杆放置的开口。旋转部转动连接于球形万向节内，使套筒本体可实现360°旋转。
连接板为带有预设弧度的曲面板。将连接板设计为带有弧度的曲面板以贴合人体的腰部形状。所述第一扣环和所述第二扣环均为“U”形扣环。“U”形扣环为第一扣环和第二扣环的其中一种结构，若其他结构可实现与第一卡扣和第二卡扣进行扣合亦可。
3 应用实施
作业人员在穿戴该工具时，先将腰带缠绕在腰部位置上，将腰带的首尾两端进行扣合，接着将左右两条肩带上的第一卡扣扣在腰带上的第一扣环上，将左右两条肩带上的第二卡扣扣在连接板上的第二扣环上，将肩带背在肩膀上，即可完成该工具的穿戴。当作业人员操作绝缘操作杆时，可将绝缘操作杆的底部套装于套筒内，以实现将绝缘操作杆的负重分配至全身的目的。当作业人员需要移动或长时间托举绝缘操作杆时，可借用支撑板上的套筒对绝缘操作杆进行固定支撑，并通过套筒底部的旋转部与球形万向节的转动连接关系实现绝缘操作杆在电气设备上的反复作业和移动，作业人员通过该工具不再单纯依靠双臂的力量进行操作，将绝缘操作杆的负重分担到全身，能够最大限度地缓解双臂所承受的负荷，从而达到省力、省时的效果。
4 结论
结合工程实际，研制了一种绝缘操作杆穿戴式辅助支撑工具，可最大限度地缓解作业人员双臂所承受的负荷。该辅助支撑工具可与不同种类的绝缘操作杆配合，实现不同类型的作业操作。在现场应用过程中，使用方便，通过支撑底座灵活操作，可减少作业时间，降低作业人员劳动强度，提高工作效率。
参 考 文 献
[1]张志亮.一种新型绝缘操作杆的研制与应用[J].湖州师范学院学报，2017，39（8）：44-49.
[2]郭昊，梅文建，甄朝晖，等.可视化多功能操作杆的研制[J].电气开关，2017，55（2）：14-16.
[3]王树军，徐硕.伸缩式绝缘操作杆的研制应用[J].农村电工，2017，25（1）：31.
[4]王红玉，王永红.绝缘操作杆的使用注意事项[J].农村电工，2016，24（12）：28.