李亦健，李智財，何以祥，陳裕鴻，梁炳，鄧國鋒，譚世軍，江澤榮

（廣東電網有限責任公司肇慶廣寧供電局，廣東 肇慶 526300）

隨著我國經濟社會的不斷發(fā)展，人們對電力使用的要求逐漸提高，對電量的需求也日益增加。電能作為人們日常生活不可缺少的能源之一，已經與社會經濟發(fā)展緊密相關。發(fā)電站和配電網作為電能產生與輸送的關鍵環(huán)節(jié)，也在不斷復雜化，以滿足社會對電能的需求[1]。

為了保證日常正常用電需求，必須要對配電設備進行定期的檢修與維護，保障配電網和配電設備的正常功能。而絕緣操作棒是配電網和配電設備檢修與維護的主要工具，必須要滿足不同環(huán)境下配電網的檢修與維護要求。然而，目前傳統(tǒng)絕緣操作棒應用條件有限，在特殊場合使用效果較差，結構不合理，功能單一，存在很大的局限，已經無法滿足各種環(huán)境下的電力設備維護需求[2-3]。一方面，傳統(tǒng)絕緣操作棒在偏遠地區(qū)夜間或者照明不佳的環(huán)境中使用非常不便；另一方面，傳統(tǒng)絕緣操作棒還無法調節(jié)絕緣距離，難以完全保證工作人員的生命安全以及電網正常工作。為滿足實際工作需求，本文在傳統(tǒng)絕緣操作棒的基礎上進行創(chuàng)新設計，增加發(fā)光二極管（Light-Emitting Diode，LED）照明燈等元件，豐富絕緣操作棒的功能，開發(fā)一棒多用工具以滿足復雜環(huán)境下的檢維修需求，最終創(chuàng)新設計出一種改進型多功能實用絕緣操作棒。

2 多功能絕緣操作棒的特征及功能分析

2.1 多功能絕緣操作棒的特征

多功能絕緣操作棒是在傳統(tǒng)絕緣操作棒結構基礎改進而來，主要包含棒體、連接件、接頭以及各種輔助構件。當前，市場上的絕緣操作棒基本都是接口式和伸縮式兩種形式。其中，接口式絕緣操作棒應用最為廣泛，其連接處采用螺旋接口，能夠通過多個分節(jié)進行組裝，滿足最長10 m 的使用要求，這種絕緣操作棒攜帶相對方便；伸縮式絕緣操作棒與接口式絕緣操作棒區(qū)別較大，這種類型絕緣操作棒通常做到三級伸縮，但是最長也只是做到6 m，其體積相對較小，便于攜帶，并且能夠根據(jù)操作要求調整絕緣操作棒的長度，比接口式絕緣操作棒的固定長度要靈活[4-5]?？紤]到這兩種絕緣操作棒的特點，本文在創(chuàng)新設計中，基于伸縮式絕緣操作棒結構進行創(chuàng)新改進，在增加新功能的前提下，還能保證絕緣操作棒靈巧，使用更加方便安全[6]。

2.2 多功能絕緣操作棒的功能分析

多功能絕緣操作棒應用日益廣泛，優(yōu)勢顯著，本次改進創(chuàng)新設計的絕緣操作棒有4 個突出功能。

1）新型絕緣操作棒配備了LED 照明燈和微型攝像頭套裝，并且是可以拆卸的，結構靈活。整套元件位于絕緣操作棒的第一節(jié)上，采用手動按壓式操作，能夠實現(xiàn)LED 照明燈開關，并且微型攝像頭套裝的無線鏡頭設備在光照情況下，可以實現(xiàn)良好的監(jiān)視效果。該功能在高精度要求和采光不足的情況下具有良好的應用優(yōu)勢[7-8]。

2）新型絕緣操作棒還設計了小型裝遙控液壓剪套裝，并且設計在絕緣操作棒的第一節(jié)，同時在棒體的第三節(jié)設置安裝遙控按鈕，通過用手撥動遙控按鈕的方式實現(xiàn)絕緣操作棒前段液壓剪的開合，這種功能保證在野外林木較多的環(huán)境中快速清理障礙物，為工作清理出可行的通道，效果極佳。

3）絕緣操作棒創(chuàng)新設計的物體抓取套裝能夠很好地抓取物體，并且抓取的鉤頭加裝在第一節(jié)，同時在第三節(jié)加裝遙控按鈕；鉤頭可通過電動控制實現(xiàn)物體抓取與限位，特別是在清障過程中，可確保準確鉤取樹障和竹障，保證清理后物體與電網設備保持足夠的安全距離。

4）為了實現(xiàn)對野外動物的驅趕，在絕緣操作棒的第二節(jié)設計了超聲波驅狗器，該功能主要用于在清理障礙物的過程中，遇到具有攻擊性傾向的動物時，能夠及時驅趕，以保證清障過程的安全。

3 多功能實用絕緣操作棒的結構設計

3.1 技術原理

1）改進型絕緣操作棒能夠在采光不良的環(huán)境中使用，主要是新增的LED 照明燈和微型攝像頭套裝能夠為環(huán)境提供光亮，并且通過微型攝像頭套裝顯示細節(jié)之處，使得操作更加精準，提高了工作人員的操作水平。并且該套裝可以拆卸，能夠根據(jù)具體使用環(huán)境進行調節(jié)[9]。

2）在絕緣操作棒的棒體上增設小型裝遙控液壓剪套裝，通過手控操作能夠實現(xiàn)絕緣操作棒頭部的物體抓取套裝的活動，對于遠處或者高處的小型障礙物具有很好的清理效果，從而保證了工作人員與帶電網的安全距離。

3）改進型多功能絕緣操作棒還能夠驅趕野外動物等，其主要原理是在絕緣操作棒中設計超聲波驅狗器。狗等動物能夠聽到人類聽不到的高頻聲波，通過調節(jié)超聲波驅狗器的聲波頻率，發(fā)出刺激性聲音以沖擊狗及其他動物的聽覺和神經系統(tǒng)，使其感到害怕，以此達到驅趕狗等動物的目的。

3.2 項目實施技術方案

通過對肇慶地區(qū)正常天氣下的配電設備和網絡維護情況進行分析，并且統(tǒng)計倒閘操作的完成時間，發(fā)現(xiàn)當光照強度充足時，對準操作孔的平均時間大約為15 s 左右；但是當光照強度不足時，特別是夜間工作時，對準操作孔的平均時間則高達56 s。因此，在采光不足的環(huán)境下，不僅會影響工作人員的對準操作，還會導致不必要的安全問題，影響工作效率和自身安全，盡管在工作中有其他工作人員協(xié)調幫助照明，但是由于光照角度和協(xié)調度難以保持一致，因此整體效果不佳。

為了解決該問題，本文改進設計絕緣操作棒功能，開發(fā)多功能絕緣操作棒，其具體技術方案如下。

1）增加可裝拆設備的LED 照明燈和微型攝像頭套裝、可裝拆設備的小型裝遙控液壓剪套裝、可裝拆設備的物體抓取套裝、可裝拆設備的超聲波驅狗器。

2）LED 照明燈和微型攝像頭套裝設計安裝在絕緣操作棒的第一節(jié)，并且配備手動按壓器和無線鏡頭設備；小型裝遙控液壓剪套裝設計在絕緣操作棒的第一節(jié)，將手動遙控按鈕安裝在第三節(jié)，并且通過連接構件進行動力傳輸；物體抓取套裝中的抓頭同樣安裝在絕緣操作棒的第一節(jié)，遙控按鈕安裝在第三節(jié)，與液壓剪類似；超聲波驅狗器安裝在絕緣操作棒的第二節(jié)。

3）絕緣操作棒的其他結構基于普通伸縮式絕緣操作棒，除上述套裝之外，還包含了橡皮套、絕緣把手、絕緣操作棒、防滑齒、凹面鏡、連接座、工作頭、限位塊、限位柱和減震彈簧等。改進型絕緣操作棒具體的外形和內部結構示意圖見圖1～圖4。

圖1 具有夜間照明功能絕緣操作棒結構示意圖

圖2 絕緣操作棒結構示意圖

圖3 凹面鏡安裝結構示意圖

圖4 連接座結構示意圖

3.3 改進型絕緣操作棒應用研究

1）在保證實現(xiàn)全部設計功能的前提下，該改進型絕緣操作棒的結構非常合理，使得工作人員操作更加便捷。工作人員手持端是絕緣把手，并且配備有絕緣手套，采用鉸鏈連接掛環(huán)，設置防滑齒，保證在各種情況下都不會脫離控制。在絕緣把手的另外一端是伸縮桿，為了保證伸縮桿的固定，在其伸縮部分設計了鎖緊旋鈕，當調整伸縮桿到合適長度后，鎖緊即可保證絕緣操作棒的總長度不變。伸縮桿末端通過連接座來連接絕緣操作棒，其絕緣結構跟普通絕緣操作棒結構類似，但安裝了可拆卸的套裝，既保留了絕緣操作棒的主要性能，又擴展了其輔助功能。另外，絕緣操作棒還設計了導軌和滑塊，通過旋轉卡齒來固定移動座，利用移動座來安裝LED 照明燈和微型攝像頭套裝，保證燈光角度能夠得到有效調整。在絕緣操作棒的頂端還設計了工作頭，用以安裝物體抓取套裝。在操作過程中，可以根據(jù)維護環(huán)境選擇安裝各種套裝，還可以根據(jù)工作的距離來調整伸縮桿，以保證工作人員處于安全距離之內，并且不影響到電網的運行。該絕緣操作棒結構設計中還增加了減震彈簧，大幅度提高了連接座的穩(wěn)定性，使得對準操作更加精確。

2）實際應用效果。根據(jù)改進技術方案，本項目最終成功創(chuàng)新設計出具有照明功能和清障功能的改進型多功能實用絕緣操作棒，采用其在夜間開展倒閘等日常工作，并重點檢查對準刀閘操作孔的效果。經過多次實際應用操作，得到了如下的結果：在夜間平均照度為98.5 lx時，對準刀閘操作孔的平均時間較之前減少了38 s，僅僅為18 s，比白天正常情況下操作僅多3 s，工作效率得到極大提升。由于改進型絕緣操作棒還具有清理障礙物的功能，在野外實驗時，僅通過絕緣操作棒就能達到安全通行目的，減少了其他輔助工具的攜帶；該絕緣操作棒設計采用質量較輕的材質，主體結構可以拆卸，降低了工作人員勞動強度；利用超聲波驅狗器，保證了工作人員在野外工作時不受野外動物影響，工作更加專心；由于增加了抓障功能，工作人員能夠在安全距離位置清理配電網和配電設備附近的障礙物，避免了帶電作業(yè)造成的安全問題。

4 結束語

隨著電力行業(yè)快速發(fā)展，配電設備型號不斷增多，所處環(huán)境也日漸復雜，為滿足配電設備和電力系統(tǒng)安全運行，需要定期檢修維護，由于普通絕緣操作棒已難以滿足不同情況下的使用要求，在實際應用中存在許多限制，因此提高絕緣操作棒工作性能、增加輔助性功能就變得尤為重要。本文創(chuàng)新設計的改進型多功能實用絕緣操作棒不僅能夠適用于惡劣環(huán)境，還能夠在采光不足的情況下使用，保障工作人員安全，提高工作效率，隨著其應用推廣，必將推動整個電力維護工具行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。