陳旭煜，朱宏飛，王 欽

（國網(wǎng)浙江省電力公司義烏市供電有限公司，浙江 義烏 322000）

隨著人們對(duì)用電能需求的增大，連接方式逐步被線夾所代替，由于線夾連接緊固、不易松動(dòng)、載流量大、不易發(fā)熱、不易氧化等特點(diǎn)被廣泛使用。但是這些線夾在現(xiàn)場的使用都存在安裝費(fèi)時(shí)費(fèi)力等現(xiàn)象，且存在一定安全隱患等問題。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

針對(duì)線夾的使用情況，小組對(duì)本所轄區(qū)內(nèi)的低壓客戶進(jìn)行了一次統(tǒng)計(jì)調(diào)查，統(tǒng)計(jì)范圍：佛堂供電所、赤岸供電服務(wù)站所有低壓在裝用戶；統(tǒng)計(jì)時(shí)間：截至2021 年3 月5 日；統(tǒng)計(jì)結(jié)果為：低壓總戶數(shù)60760戶，其中纏繞連接戶數(shù)19160戶，占總戶數(shù)的31.53%，采用線夾連接戶數(shù)41600 戶，占總戶數(shù)的68.47%。

針對(duì)這些線夾QC小組又進(jìn)一步從類型、結(jié)構(gòu)、使用率等幾方面進(jìn)行了分類統(tǒng)計(jì)并分析如下：

原有線夾的類型和規(guī)格型號(hào)繁多，通用性不強(qiáng)。

安裝數(shù)量最多的異型線夾，因?yàn)橐o固3 根螺栓，安裝時(shí)間需要3 min。

穿刺線夾雖然只有1根螺栓，安裝時(shí)長為1.5 min，但安裝后不能拆卸。

安裝過程中導(dǎo)線必須2 根導(dǎo)線同時(shí)放入線夾內(nèi)安裝，而且在穿導(dǎo)線過程中導(dǎo)線容易穿出線夾，帶緊螺栓過程中壓片容易產(chǎn)生位移。線夾開口過大，容易發(fā)生掉落。

原有型號(hào)規(guī)格為16～120 mm2的線夾兩道線槽在施工現(xiàn)場安裝過程中不能同時(shí)安裝16 mm2和120 mm2的導(dǎo)線，16 mm2的導(dǎo)線須要包裹鋁包帶增大線徑才能安裝，如果沒有增大線徑，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)線松動(dòng)。

由于原來的線夾種類繁多，不能單導(dǎo)線獨(dú)立拆裝，安裝時(shí)間長，存在一定的安全隱患，本文研制一種安裝省時(shí)省力，操作簡單方便的線夾具有重要意義。

2 研制方向

為解決原有線夾安裝費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不能單導(dǎo)線獨(dú)

立拆裝，且存在一定安全隱患的問題，小組集思廣益，研制一種操作簡單方便，省時(shí)省力，可實(shí)現(xiàn)單導(dǎo)線獨(dú)立拆裝且安全的快速連接線夾。該線夾結(jié)構(gòu)可以分為3 個(gè)部分：線夾底座、連接構(gòu)件和壓接模塊，其中壓接模塊做成2 個(gè)單獨(dú)的模塊。操作人員將導(dǎo)線放入底座線槽內(nèi)，通過連接機(jī)構(gòu)將壓接模塊組合，通過轉(zhuǎn)動(dòng)壓接模塊的壓力機(jī)構(gòu)將導(dǎo)線牢牢壓接在底座線槽內(nèi)。該線夾操作更加簡便，省時(shí)省力，安全性更高。

3 可行性論證

3.1 設(shè)定目標(biāo)

研制一種快速連接線夾，具有一定的通用性，操作簡單，裝拆快速，能單導(dǎo)線獨(dú)立裝拆，且省時(shí)省力。

3.2 目標(biāo)量化

3.2.1 小組針對(duì)轄區(qū)內(nèi)的現(xiàn)狀

對(duì)在裝的接戶線、進(jìn)戶線的導(dǎo)線規(guī)格，線夾的安裝過程、安裝用時(shí)等進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。目前在裝的低壓接戶導(dǎo)線一般采用16～120 mm2導(dǎo)線。進(jìn)戶線一般采用16～70 mm2導(dǎo)線。

因此目標(biāo)量化值為：線夾底座線槽適用于導(dǎo)線線徑為16～120 mm2。

3.2.2 原來的線夾施工人員

在安裝過程中，兩根導(dǎo)線必須同時(shí)安裝，在穿導(dǎo)線過程中導(dǎo)線容易穿出線夾（如圖1所示），帶緊螺栓過程中壓片容易位移，線夾拆除一根導(dǎo)線后，線夾掛在導(dǎo)線上，由于線夾開口過大，容易發(fā)生掉落（如圖2所示）。

圖1 導(dǎo)線穿出線夾圖

圖2 線夾大開口圖

因此目標(biāo)量化值為：壓接模塊實(shí)現(xiàn)單導(dǎo)線獨(dú)立自由拆裝且線夾不會(huì)發(fā)生掉落。

3.2.3 針對(duì)原先使用的幾種線夾

小組邀請了3 位施工人員進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)際安裝，分別記錄各種線夾在每一個(gè)安裝步驟所需要的時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。小組根據(jù)三位施工人員安裝同一類型線夾所需要的總時(shí)間計(jì)算出平均總用時(shí)，異型線夾（2 螺栓）平均總用時(shí)為135 s，異型線夾（3 螺栓）平均總用時(shí)為180 s，穿刺線夾的平均總用時(shí)為91 s。

因此目標(biāo)量化值為：快速連接線夾的安裝時(shí)間

≤60 s。

4 提出方案并確定最佳方案

為實(shí)現(xiàn)總體目標(biāo)，小組根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)值分解內(nèi)容和線夾的工作原理，初步繪制出快速連接線夾的模型圖（如圖3所示）。線夾主要由底座、連接構(gòu)件、壓接模塊三部分組成。小組針對(duì)快速連接線夾的三個(gè)部分集思廣益提出討論方案，并結(jié)合實(shí)際情況提出以下可行性方案。

圖3 獨(dú)立壓接模塊設(shè)計(jì)圖

4.1 提出線夾底座方案并確定最佳方案

底座的主要作用是放置導(dǎo)線和成為導(dǎo)線間的導(dǎo)電體，經(jīng)小組討論分析，主要從底座材料和底座線槽兩個(gè)方面進(jìn)行方案的提出。

4.1.1 提出底座材料方案并確定最佳方案

小組從材料的電阻率、密度、氧化分析、經(jīng)濟(jì)成本等方面入手，提出了三種金屬材料方案：銅、鋁、銅鋁過渡材料。通過以上四個(gè)方面的對(duì)比分析，綜合成本、重量，結(jié)合實(shí)際現(xiàn)場安裝的導(dǎo)線多為鋁芯線等因素，小組最終將采用鋁金屬材料方案確定為最佳方案。

4.1.2 提出底座線槽方案并確定最佳方案

通過統(tǒng)計(jì)表1 可知，線槽寬度為滿足120 mm2導(dǎo)線正常放入并不會(huì)跑線，這樣才能滿足底座線槽適用16～120 mm2導(dǎo)線放置，所以線槽寬度應(yīng)為＞13.5 mm，根據(jù)這個(gè)尺寸要求，小組對(duì)線槽形狀提出了以下2種設(shè)計(jì)方案：半圓形線槽設(shè)計(jì)方案；U形線槽設(shè)計(jì)方案。

表1 16～120 mm2導(dǎo)線直徑統(tǒng)計(jì)表

綜合兩種設(shè)計(jì)方案，都能放入120 mm2的導(dǎo)線，但考慮到是否會(huì)發(fā)生跑線的可能性和整體操作性，經(jīng)小組討論分析，最終將采用U 形線槽設(shè)計(jì)方案確定為最佳方案。

4.2 提出壓接模塊方案并確定最佳方案

壓接模塊的主要作用是通過內(nèi)部壓力機(jī)構(gòu)將導(dǎo)線牢牢壓在底座線槽內(nèi)。為實(shí)現(xiàn)兩根導(dǎo)線能獨(dú)立自由壓接的功能，小組統(tǒng)一思想，將快速連接線夾的壓接模塊設(shè)計(jì)成單獨(dú)兩塊，從而實(shí)現(xiàn)單導(dǎo)線獨(dú)立自由壓接。同時(shí)為節(jié)約壓接時(shí)間，小組針對(duì)壓接方式提出了2種設(shè)計(jì)方案。

小組從壓接速度、操作便捷性方面對(duì)2 種設(shè)計(jì)方案對(duì)比分析，彈簧鋼凸輪壓接方案可以快速將導(dǎo)線壓接到位，大大減少壓接時(shí)間，小組最終確定采用彈簧鋼凸輪壓接設(shè)計(jì)方案為最佳方案。

4.3 提出連接構(gòu)件方案并確定最佳方案

連接構(gòu)件的主要作用是將底座與壓力模塊緊緊連接在一起，根據(jù)目標(biāo)值的要求減少安裝時(shí)間，連接構(gòu)件在安裝時(shí)必須按既省時(shí)省力又牢固的設(shè)計(jì)思路，小組提出了3種設(shè)計(jì)方案。

小組從連接速度、連接牢固度、操作便捷性對(duì)三種設(shè)計(jì)方案對(duì)比分析，卡扣式連接設(shè)計(jì)方案連接速度更快，且牢固，符合省時(shí)省力的目標(biāo)要求，小組最終確定采用卡扣式連接設(shè)計(jì)方案為最佳方案。

5 制訂對(duì)策并實(shí)施

小組針對(duì)已確定的4 個(gè)最佳方案制訂出了對(duì)策表，按照對(duì)策計(jì)劃表，每個(gè)項(xiàng)目都設(shè)專人負(fù)責(zé)，采取措施，按計(jì)劃時(shí)間進(jìn)行對(duì)策實(shí)施工作。

5.1 對(duì)策實(shí)施一：線夾底座采用鋁金屬材料

根據(jù)對(duì)策目標(biāo)的要求，對(duì)照原來線夾材料的技術(shù)參數(shù)，小組經(jīng)過對(duì)比，最終確定采購抗拉強(qiáng)度69～93 N/m2，電阻率0.0283 Ω·m，型號(hào)為5754 的導(dǎo)電鋁做為制作低壓接戶線線夾的底座材料。

5.2 對(duì)策實(shí)施二：快速連接線夾底座線槽制作成U型線槽

結(jié)合異型線夾的外形尺寸和已知對(duì)線槽寬度＞13.5 mm 的要求，小組對(duì)快速連接線夾底座及線槽的尺寸確定如圖4所示。

圖4 線夾底座與卡勾設(shè)計(jì)圖

線夾長80 mm，線夾寬44 mm，線夾高18 mm，線槽寬14 mm。

槽中寬8 mm，線槽深14 mm，槽壁厚4 mm。

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，連接構(gòu)件的卡溝部分與線夾底座連接在一起，所以結(jié)合底座是制作，小組將連接構(gòu)件的L形卡鉤的尺寸也進(jìn)行了確定：

卡鉤高7 mm，卡鉤下寬4 mm，卡鉤槽深5 mm，卡鉤槽寬2.3 mm，卡鉤上寬9 mm。

模型與實(shí)物圖：

通過3D 模型的尺寸核對(duì)，小組確定數(shù)據(jù)無誤后，成功制作出了快速連接線夾底座的實(shí)物，底座尺寸為80 mm×44 mm×25 mm。

5.3 對(duì)策實(shí)施三：彈簧鋼凸輪壓接模塊的制作

壓接模塊的作用：主要是將不同規(guī)格的導(dǎo)線牢牢壓在線槽內(nèi)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線緊固的作用。

壓接模塊的設(shè)計(jì)思路：通過凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，改變圓的半徑距離，將凸輪擠壓到彈簧鋼片上，彈簧鋼片受到向下的壓力后，彈簧鋼片快速壓接在導(dǎo)線上，凸輪的半徑距離越大，彈簧鋼片擠壓力也越大，導(dǎo)線的壓接越緊密。

5.3.1 凸輪的制作

由于導(dǎo)線的線徑有大小，16 mm2與120 mm2導(dǎo)線直徑差8.5 mm，小組根據(jù)導(dǎo)線的尺寸設(shè)計(jì)出了一種雙軸距凸輪。

5.3.2 彈簧鋼片的選擇

為保證彈簧片的壓力，小組采用了厚度為1.0 mm，寬度為60 mm，3 片彈簧鋼組合方式，并將彈簧片設(shè)計(jì)成拱橋型結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)就是中間受到一定的壓力時(shí)，兩邊的壓力就會(huì)成倍的增加，且壓力均勻，可使導(dǎo)線牢牢按壓在底座線槽內(nèi)。

5.4 對(duì)策實(shí)施四：卡扣式連接構(gòu)件的制作

之前連接構(gòu)件的L 形卡鉤已經(jīng)結(jié)合底座一起制作出來，接下去小組結(jié)合壓接模塊制作出連接構(gòu)件的卡扣機(jī)構(gòu)。

根據(jù)底座上連接構(gòu)件L 形卡鉤的尺寸，確定出卡扣在壓接模塊外殼上的位置，通過小組對(duì)各個(gè)模塊的組裝，快速連接線夾成果制作完成。組裝好后的快速連接線夾實(shí)物，如圖5所示。

圖5 快速連接線夾實(shí)物圖

6 效果檢查

通過實(shí)際檢測，該線夾底座線槽完全適用于16～120 mm2的導(dǎo)線，符合目標(biāo)值要求，目標(biāo)值完成。

施工人員將導(dǎo)線放入該線夾的線槽內(nèi)，合上壓接模塊，壓緊導(dǎo)線，實(shí)現(xiàn)單導(dǎo)線獨(dú)立自由安裝。拆除時(shí)另一根導(dǎo)線也不受任何影響。通過單導(dǎo)線安裝性能檢測，該線夾可以實(shí)現(xiàn)單導(dǎo)線的獨(dú)立自由拆裝，符合目標(biāo)值要求，目標(biāo)值完成。

施工人員將快速連接線夾拆除一根導(dǎo)線后，該線夾掛在接戶線上進(jìn)行左右前后搖晃的測試。通過檢測，該線夾在只有一根導(dǎo)線的情況下，線夾仍然牢牢的夾在導(dǎo)線上，無掉落的危險(xiǎn)，目標(biāo)值完成。

小組邀請了3 位施工人員進(jìn)行快速連接線夾的現(xiàn)場實(shí)際安裝，通過記錄每一個(gè)安裝步驟所需要的時(shí)間，統(tǒng)計(jì)出了總用時(shí)和平均用時(shí)，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中我們可以得知：放入導(dǎo)線并連接壓接模塊合計(jì)平均用時(shí)為13.3 s，少于卡扣連接用時(shí)≤15 s的目標(biāo)值要求；

壓緊模塊的合計(jì)平均用時(shí)為16 s，少于壓接時(shí)間≤30 s的目標(biāo)值要求。

檢測結(jié)論：通過以上數(shù)據(jù)證實(shí)，目標(biāo)值完成。

小組將三位施工人員安裝快速連接線夾的總用時(shí)與原來線夾的用時(shí)與目標(biāo)值進(jìn)行對(duì)比。

從以上線夾用時(shí)與目標(biāo)值對(duì)比圖中可以看出，我們的目標(biāo)值是安裝用時(shí)≤60 s，而快速連接線夾安裝用時(shí)只需35 s，比目標(biāo)值還少了25 s，比原來用時(shí)最少的線夾少了56 s?？焖龠B接線夾大大減少了安裝用時(shí)，目標(biāo)值完成。

7 結(jié)束語

本文研制的快速連接線夾，既能滿足壓接16～120 mm2的導(dǎo)線通用性，拆裝線夾時(shí)又能實(shí)現(xiàn)單導(dǎo)線獨(dú)立自由拆裝，且不會(huì)發(fā)生線夾掉落，同時(shí)壓接過程簡單方便，大大縮短了拆裝所需要的時(shí)間，降低了施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，安全性也得到了有效提升。