張棟輝 云霄 李娟娟

摘 要：輸配電線路維護(hù)是提升電力系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性的重要途徑，考慮到當(dāng)前輸配電線路攀登轉(zhuǎn)移專用裝置零件連接處較為薄弱，在使用過程中需要更換安全帶，對工作人員造成人身威脅，設(shè)計(jì)新型輸配電線路攀登轉(zhuǎn)移專用裝置。使用3D打印技術(shù)中的多自由度打印，完成連接環(huán)的設(shè)計(jì)部分。而后，使用金屬激光切割技術(shù)對裝置中的金屬部件進(jìn)行制造。將設(shè)計(jì)完成后零件進(jìn)行有序連接，至此，輸配電線路攀登轉(zhuǎn)移專用裝置設(shè)計(jì)完成。構(gòu)建裝置應(yīng)用測試環(huán)節(jié)，對此裝置的使用安全性進(jìn)行分析。經(jīng)測試結(jié)果證實(shí)，此裝置的使用安全性優(yōu)于當(dāng)前裝置。

關(guān)鍵詞：3D打印技術(shù);輸配電線路攀登;金屬激光切割;多自由度打印;裝置安裝;安裝耗時(shí)

中圖分類號(hào)：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

在電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)構(gòu)架中，輸配電線路在其中起到了重要的作用，一旦其出現(xiàn)異常，將對經(jīng)濟(jì)與生活造成嚴(yán)重的影響。為了對其實(shí)施檢測與維護(hù)，越來越多的檢測裝置應(yīng)用到輸配電線路中，為穩(wěn)定的電源供給提供可能[1]。在對原有的輸配電線路檢測設(shè)備進(jìn)行了歸納與總結(jié)后，針對可能影響檢測效果的問題進(jìn)行了分析。

在當(dāng)前使用的檢測設(shè)備中，輸配電線路攀登轉(zhuǎn)移專用裝置的設(shè)計(jì)效果較為落后。其設(shè)備的相關(guān)性能問題，無法為工作人員提供安全保障，工作人員在檢修的過程中隨時(shí)都有從高中墜落的危險(xiǎn)。在安裝的過程中耗時(shí)相對較長，且應(yīng)用時(shí)安全帶更換次數(shù)較多，嚴(yán)重威脅工作人員的人身安全。針對此問題，在本次研究中將對輸配電線路攀登轉(zhuǎn)移專用裝置進(jìn)行優(yōu)化與完善，在當(dāng)前設(shè)備的基礎(chǔ)上，研發(fā)出安全性與經(jīng)濟(jì)性更高的攀登轉(zhuǎn)移專用裝置。

1輸配電線路攀登轉(zhuǎn)移專用裝置設(shè)計(jì)

進(jìn)行大量的文獻(xiàn)研究后可以確定，輸配電線路攀登轉(zhuǎn)移專用裝置大致可分為下述幾個(gè)組成部分：爬梯、導(dǎo)軌、自動(dòng)鎖、連接環(huán)以及安全帶。在原有的攀登移動(dòng)專用系統(tǒng)中，連接環(huán)與安全帶之間距離相對較近，在使用的過程中時(shí)常會(huì)出現(xiàn)卡死或是無法移動(dòng)，威脅工作人員的人身安全[2]。因此，在本次研究中，對兩者之間的距離進(jìn)行優(yōu)化，以此降低工作人員在使用過程對于安全帶的替換以及調(diào)整次數(shù)。與此同時(shí)，對連接環(huán)的尺寸以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。通過實(shí)物分析可知，連接環(huán)的尺寸相對較小，其制造材料相對較高。在本次研究中使用3D打印技術(shù)中的多自由度打印[3]，完成此設(shè)備的制造過程，豐富裝置的細(xì)節(jié)，保證設(shè)計(jì)的合理性。在提升設(shè)計(jì)效果的同時(shí)，降低制造成本。

為滿足輸電線路的攀登要求，同時(shí)考慮到裝置輕量化的宗旨，需要對設(shè)備的整體重量進(jìn)行控制，故將其質(zhì)量區(qū)間閾值計(jì)算過程設(shè)定如下：

其中，A表示連接裝置的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)重量;B表示裝置自身的重量;C表示工作人員自身重量;S表示輸電線路可承載的最大重量。根據(jù)上述公式，對人體重量進(jìn)行分析后，確定設(shè)備的最大設(shè)計(jì)重量。在設(shè)備硬件的設(shè)計(jì)過程中，可使用金屬激光切割技術(shù)對裝置中的金屬部件進(jìn)行制造，并將其有效連接。在裝置安裝的過程中，需要考慮對裝置的編號(hào)以及位置進(jìn)行細(xì)致分析，由于此設(shè)備多采用分段式安裝，一旦出現(xiàn)安裝錯(cuò)誤將造成不可彌補(bǔ)的危害。為此，在本次設(shè)計(jì)中，對各個(gè)零部件進(jìn)行金屬特殊連接口設(shè)計(jì)，如出現(xiàn)連接錯(cuò)誤，則攀登裝置無法使用，以此保證連接的正確性，提升工作人員的人身安全。對上述內(nèi)容進(jìn)行整合，至此，輸配電線路攀登轉(zhuǎn)移專用裝置設(shè)計(jì)完成。

2裝置測試分析

在本次研究中，設(shè)計(jì)出一種輸配電線路攀登轉(zhuǎn)移專用裝置，為驗(yàn)證此裝置具有相應(yīng)的應(yīng)用價(jià)值，且符合此裝置的設(shè)計(jì)目標(biāo)，構(gòu)建裝置測試分析環(huán)節(jié)，對其應(yīng)用效果進(jìn)行判定分析。

2.1測試準(zhǔn)備及測試項(xiàng)目設(shè)定

在本次測試中，對裝置的連接情況進(jìn)行分析，如連接可靠且拆卸方便。在對此裝置使用過程中工作人員的安全帶更替次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以此確定此設(shè)備在一定程度上可提升工作人員的安全性，并降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。在裝配前，對裝置的零部件進(jìn)行清潔，且清潔的過程中不能導(dǎo)致零件破碎或形變。在清潔完成后，按照說明書對裝置進(jìn)行組裝。組裝完成后，對設(shè)備的各個(gè)連接點(diǎn)進(jìn)行檢測與分析，確定裝置連接的穩(wěn)定性。

在零件組裝檢測完成后，對裝置的安全性進(jìn)行分析。本次測試中，為避免真實(shí)試驗(yàn)對輸電線路正常運(yùn)行與工作人員安全的影響，采用模擬仿真的形式，對設(shè)備的操作安全性進(jìn)行評估。在仿真軟件中構(gòu)建1.00km、3.00 km、5.00km、8.00km以及10.00km的輸電線路，并在其中每隔500米構(gòu)建1個(gè)高壓線桿。同時(shí)，在此軟件中輸入文中裝置與原有裝置相關(guān)參數(shù)構(gòu)建裝置模型，對攀登轉(zhuǎn)移線路全程后的設(shè)備安全帶替換次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將其作為設(shè)備安全性能輸出。

2.2測試結(jié)果分析

對上表中數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析可以看出，在相同的輸電線路長度條件下，本文裝置安全帶替換次數(shù)較少，且呈線性分布。與原有裝置相比，本文裝置在相同的輸電線長度下可縮減安全帶替換次數(shù)，降低安全帶對工作人員人身安全造成的風(fēng)險(xiǎn)。對上述內(nèi)容進(jìn)行整合后可以判定，本文裝置的使用效果較好。與此同時(shí)，本文裝置在一定程度上可提升工作人員的安全性。

3結(jié)束語

為了提升配電線路檢修的安全性，本次研究提出了一種應(yīng)用3D打印技術(shù)與金屬激光切割技術(shù)的輸配電線路攀登轉(zhuǎn)移專用裝置。設(shè)定應(yīng)用測試環(huán)節(jié)對其裝置的使用效果進(jìn)行了分析，確定了此裝置在應(yīng)用過程中的安全性。由于技術(shù)上的限制，此裝置在部分領(lǐng)域還存在一些問題，在日后的研究中還需對其進(jìn)行優(yōu)化，以免對工作人員在檢修中的安全性造成影響。

參考文獻(xiàn)

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