0引言

目前,配網(wǎng)中低壓線路及發(fā)電車導(dǎo)線的連接主要采用以下方式:用液壓鉗將接續(xù)管壓變形,再將壓力傳導(dǎo)至兩邊導(dǎo)線上,從而將導(dǎo)線壓緊。 采用該方式連接配網(wǎng)中低壓線路需攜帶笨重的液壓設(shè)備和各種工/模具在高空開展作業(yè),施工人員工作強(qiáng)度大,操作時(shí)間長(zhǎng),效率低下,存在人身安全隱患;而低壓發(fā)電車柔性電纜采用多股細(xì)銅線,與壓接端子壓接時(shí)易出現(xiàn)壓接不牢固或壓斷股現(xiàn)象,從而導(dǎo)致接觸不良,引起發(fā)熱燒線等問題,加之發(fā)電車電纜接入、退出頻次高,線耳與導(dǎo)線連接位置受力磨損嚴(yán)重,更易導(dǎo)致絕緣破損,銅線斷股。因此,亟需設(shè)計(jì)一種免壓自鎖的中低壓線路配套連接裝置,用于解決中低壓線路的連接及低壓發(fā)電車柔性電纜連接問題,以提高生產(chǎn)效率和安全性。

1初步排查和再評(píng)估連接工藝

中低壓高空作業(yè)頻繁且不可避免, 目前的工藝基本上為人工從地面攜帶工具包,里面裝有所需的液壓鉗設(shè)備及各種模具、接續(xù)管等,爬上高壓鐵塔處進(jìn)行作業(yè)。此外,低壓發(fā)電車與導(dǎo)線的連接有高頻次、始終處于振動(dòng)工況、需反復(fù)拖拽的特點(diǎn),對(duì)于端子連接部位及防護(hù)部位有極高的要求。針對(duì)此實(shí)際情況,決定先期安排從工藝創(chuàng)新和提高物料選材標(biāo)準(zhǔn)兩方面著手進(jìn)行改善。

2 安排新工藝及輕便型工具

針對(duì)配網(wǎng)中低壓線路的現(xiàn)行連接工藝帶來的操作時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大問題,首先安排進(jìn)行工藝改進(jìn),由之前兩端在高空作業(yè)改為預(yù)估好實(shí)際長(zhǎng)度后先在地面壓接好一端,另一端在高空作業(yè)的方式。另外一個(gè)效率低下、勞動(dòng)強(qiáng)度高的原因是工人需手持笨重的液壓鉗在高空作業(yè),時(shí)間一長(zhǎng)工人普遍感覺疲憊不堪。針對(duì)這一情況,經(jīng)過仔細(xì)調(diào)研發(fā)現(xiàn),液壓鉗制造商為了設(shè)備續(xù)航能力更長(zhǎng)而采用大塊電池,增加了工具重量。因而專門從市面上采購(gòu)了鋰離子電池,其續(xù)航能力是普通電池的80%左右,但重量卻可以減輕50%,使設(shè)備整體重量減輕了40%左右。此工藝改進(jìn)可以直接縮短一半的高空作業(yè)時(shí)間,并減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),工人普通反映此方式對(duì)于勞動(dòng)強(qiáng)度有所改善,但還是治標(biāo)不治本,高空作業(yè)本來勞動(dòng)強(qiáng)度就大,而且沒有很好的著力點(diǎn),盡管使用了較輕的液壓設(shè)備,但仍不能從根本上解決問題。

3采用多重壓接及加厚型護(hù)套

低壓發(fā)電車主要采用柔性電纜與端子進(jìn)行壓接連接,易對(duì)軟細(xì)導(dǎo)線造成壓不緊或壓傷甚至壓斷的問題;同時(shí), 目前絕緣防護(hù)采用纏繞多重絕緣護(hù)套的方式,在頻繁振動(dòng)和拖拽工況下絕緣護(hù)套極易脫落、破裂,引起安全隱患。

鑒于此情況,首先將裸露導(dǎo)線與端子壓接一次后,再對(duì)導(dǎo)線絕緣膠皮進(jìn)行壓接,使裸導(dǎo)線與絕緣膠皮、端子連成一個(gè)整體,以減少?gòu)澱蹖?duì)于連接處的影響;另外,采取加寬加厚型絕緣膠帶包裹導(dǎo)電部位,以獲得更持久的絕緣防護(hù)性能。但經(jīng)過實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn) ,采用這兩種改善方式對(duì)于安全隱患有一定的防范作用 ,但不能解決根本問題 , 即硬性壓接天然易受振動(dòng)影響 ,此外在拖拽、纏繞導(dǎo)線時(shí)不能避免對(duì)端子與導(dǎo)線連接處形成彎折 ,使導(dǎo)線受傷。最為重要的一點(diǎn)是 , 即使是加厚型絕緣膠帶 ,也經(jīng)受不住與地面直接摩擦 ,磨爛、脫落現(xiàn)象依然存在。
4   提出一種免壓自鎖連接方案
4.1    研究方法
在工藝革新及更換物料都無法徹底解決上述問題的情況下 ,研究一種免壓接、自鎖緊的接線裝置勢(shì)在必行。該裝置不用液壓鉗壓接 ,只需將剝?nèi)ソ^緣膠皮的導(dǎo)線用手左右來回旋轉(zhuǎn)推入接線器 , 即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鎖緊。免壓自鎖結(jié)構(gòu)研發(fā)靈感來源于膨脹螺栓 ,原理為利用中間配件將外圈配件撐大 ,在安裝孔內(nèi)形成倒扣 ,達(dá)到防止拉出的效果。
4.2    研究?jī)?nèi)容

基于免壓自鎖結(jié)構(gòu) , 設(shè)計(jì)一種配網(wǎng)發(fā)電車電纜單通連接型裝置 ,適用于發(fā)電車和導(dǎo)線間連接。采用高耐磨性能冷縮材質(zhì)(CEMP)覆蓋住免壓自鎖裝置 ,并在冷縮管內(nèi)放置預(yù)制彈簧 ,有效增加導(dǎo)線的折彎半徑 ,使產(chǎn)品在卷起來時(shí)應(yīng)力不集中于導(dǎo)線與端子的連接部位 ,延長(zhǎng)使用壽命 , 同時(shí)該裝置具有緩沖振動(dòng)的功能 ,發(fā)電車的高頻振動(dòng)不會(huì)對(duì)其連接效果造成損害。此裝置解決了壓接產(chǎn)品受振動(dòng)易松動(dòng)、絕緣膠帶易被磨爛甚至脫落、導(dǎo)線易被折彎受傷甚至斷裂問題 ,減少了安全隱患 ,延長(zhǎng)了產(chǎn)品使用壽命。
4.3    研究結(jié)果
4.3. 1   免壓自鎖連接結(jié)構(gòu)
免壓自鎖結(jié)構(gòu)(圖1)原理:多股導(dǎo)線進(jìn)入產(chǎn)品內(nèi)時(shí) ,被一個(gè)設(shè)置于產(chǎn)品中心的尖錐狀配件呈傘狀分開,同時(shí)用手力左右來回旋轉(zhuǎn)導(dǎo)線及產(chǎn)品,讓多股導(dǎo)線均勻分散開。由于進(jìn)入通道設(shè)置成臺(tái)階狀,導(dǎo)線通過時(shí)被迫產(chǎn)生彎曲變形。錐軸后面安裝有彈簧,在導(dǎo)線剛進(jìn)入時(shí)會(huì)被壓縮,使錐軸和線孔座的間隙加大以方便導(dǎo)線進(jìn)入。在導(dǎo)線全部進(jìn)入產(chǎn)品內(nèi)后,錐軸在彈力作用下緊貼住導(dǎo)線,縮小其與進(jìn)線孔口部的間隙,并讓分散開的導(dǎo)線緊密貼合于管座內(nèi)壁。此時(shí),導(dǎo)線已經(jīng)彎曲變形并包裹住了中間的錐軸,在有外力往外拉動(dòng)時(shí),導(dǎo)線和錐軸一起被卡在進(jìn)線座口部,防止其脫出[1]。為了應(yīng)對(duì)外部振動(dòng)帶來的導(dǎo)線與接頭間隙加大的趨勢(shì),在錐軸尾部設(shè)有緊固螺絲[2],其安裝于管座的尾部孔內(nèi),其向前的推力可直接施加于錐軸尾部,讓錐軸更加持續(xù)緊貼于導(dǎo)線,縮小與線孔座的間隙,達(dá)到鎖緊目的。

4.3.2   配網(wǎng)中低壓中間連接型裝置
在免壓自鎖結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上 ,研發(fā)設(shè)計(jì)配網(wǎng)中低壓中間連接型裝置 , 由接線筒(包括線孔座 、錐軸 、彈簧、緊固螺絲等配件)、公螺紋管、母螺紋管、冷縮管等組成 ,如圖2所示。

其中,接線筒的尾部有大于外圓的安裝公母螺紋管的臺(tái)階和鉤狀特征。其安裝方式為先比照產(chǎn)品表面刻度線標(biāo)記剝?nèi)ハ鄳?yīng)長(zhǎng)度的絕緣膠皮,然后將多股導(dǎo)線對(duì)準(zhǔn)產(chǎn)品口部,左右來回相互旋轉(zhuǎn)的同時(shí)往里全部插入,在裸露導(dǎo)線全部推入裝置內(nèi)后,用六角扳手按順時(shí)針方向擰緊緊固螺絲。按相同方式安裝好另外一端后,將接線筒尾部的扣位相互扣住,按順時(shí)針方向擰緊公母螺紋管,最后將冷縮管置于產(chǎn)品中心抽完中間的塑料條即可(安裝前需將冷縮管先套于導(dǎo)線上,公母螺紋管分別套于接線管兩邊)。

4.3.3   配網(wǎng)發(fā)電車電纜單通連接型裝置
在免壓自鎖結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上 ,研發(fā)設(shè)計(jì)了一種配網(wǎng)發(fā)電車電纜單通連接型裝置 ,如圖3所示 , 由接線端子(包括管座 、線孔座 、錐軸 、彈簧等配件)、緊固螺絲、彈簧套、高耐磨性冷縮管組成 。安裝時(shí)將導(dǎo)線比照產(chǎn)品表面的刻度線到管口長(zhǎng)度剝?nèi)ハ鄳?yīng)長(zhǎng)度的絕緣膠皮 ,再將導(dǎo)線全部平直推入到產(chǎn)品內(nèi) ,且絕緣膠皮也伸進(jìn)管口約30 mm ,再用六角扳手按順時(shí)針方向擰緊緊固螺栓 ,最后按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)套入外彈簧套 ,并將其頭部的扣鉤扣入產(chǎn)品背部的扣孔內(nèi) ,再將高耐磨性冷縮管置于產(chǎn)品中心位置 ,抽完頭部的塑料條即完成整個(gè)安裝過程(安裝前需將冷縮管先套于導(dǎo)線上)。

5結(jié)論

1)針對(duì)傳統(tǒng)中低壓壓接端子需要液壓鉗進(jìn)行壓接,易造成導(dǎo)線斷股,致使載流量不足,且接觸面積有限(只可達(dá)到50%~70%)、高空作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大、連接效率低等痛點(diǎn),提出一種采用免壓自鎖技術(shù)的中低壓線路配套接線裝置,它無須壓接,具有即插即鎖功能,不傷導(dǎo)線且導(dǎo)線可內(nèi)外接觸,接觸面積大(可達(dá)到70%~90%)。該裝置具有溫升低、使用壽命長(zhǎng)、連接強(qiáng)度低、作業(yè)效率高等諸多優(yōu)點(diǎn),能夠提升安裝效率與連接可靠性,有效減輕一線作業(yè)人員的高空作業(yè)負(fù)擔(dān)。2)針對(duì)低壓配電發(fā)電車采用柔性電纜與端子壓接,易造成壓不緊或壓傷甚至壓斷導(dǎo)線,且經(jīng)常在高頻振動(dòng)、反復(fù)拖拽和折彎工況下使用,使裸露導(dǎo)線被割傷、絕緣膠帶被磨破的不足,設(shè)計(jì)一種采用免壓自鎖技術(shù)的配網(wǎng)發(fā)電車電纜單通連接型裝置,配有外彈簧及耐磨損的冷縮管,能有效減輕高頻振動(dòng)對(duì)于連接部位的影響,并防止經(jīng)常拖拽、折彎對(duì)裸露導(dǎo)線造成傷害而引起安全隱患。耐磨損的冷縮管外護(hù)套緊緊包裹住外彈簧及接線端子和導(dǎo)線,使它們連為一體,能夠有效防止磨損,減緩振動(dòng),延長(zhǎng)使用壽命,保障電流安全可靠傳輸。3)采用免壓自鎖技術(shù)的產(chǎn)品已在國(guó)家電力、鐵路及軌道交通、石油等各行各業(yè)有大規(guī)模應(yīng)用,其運(yùn)行穩(wěn)定可靠,產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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《機(jī)電信息》2025年第15期第22篇