操晨潤，楊振賢，陸淵超，錢若晨，徐 智

（國網(wǎng)浙江海鹽縣供電公司，浙江 海鹽 314300）

在10 kV配電線路檢修或施工作業(yè)中，經(jīng)常采用絕緣斗臂車工器具來協(xié)助完成不停電作業(yè)的任務。為方便工器具取放，一般都會在斗臂車斗內(nèi)加裝工器具包。但是，由于帶電作業(yè)斗內(nèi)空間有限、絕緣防護裝備較多，傳統(tǒng)工器具包的使用便利性較差，如圖1所示，特別是戴絕緣手套時，取放小型工器具容易掉落，增加了帶電作業(yè)工作難度，容易造成高溫等特殊搶修場景下作業(yè)人員的心理壓力。對于夜間的搶修任務而言，照明條件有限，工器具取放時更為困難。此外，帶電作業(yè)工器具的絕緣要求高[1]，混放在一起容易造成絕緣工器具受潮或表面損傷、臟污，影響作業(yè)安全。

圖1 傳統(tǒng)帶電作業(yè)工器具包

以浙江省某縣級供電公司為例，2021年累計開展配網(wǎng)帶電作業(yè)867次，其中夜間作業(yè)79次，夜間作業(yè)占比9.1%；不完全統(tǒng)計10余種帶電作業(yè)工器具取放超過9200次，工器具平均取放時長占帶電作業(yè)總時長的30%左右?！澳軒Р煌！北尘跋聨щ娮鳂I(yè)的工作量逐漸增加，為了進一步提高工作效率和安全性，QC小組開展絕緣斗臂車內(nèi)帶電作業(yè)工器具取放盒的研制課題。

1 工器具取放現(xiàn)狀

常見的帶電作業(yè)工器具包括電動剪刀、電動扳手、棘輪扳手（有絕緣手柄）、活輪扳手、套筒（14#/17#/19#）、剝皮器、老虎鉗、螺絲刀、螺帽（各類型號）、螺絲（各類型號）、墊片、美工刀等。QC小組選擇帶電作業(yè)班組的10名作業(yè)人員分別模擬現(xiàn)場作業(yè)，對常用取放裝置內(nèi)取放工器具進行計時，如圖2所示。

圖2 不同作業(yè)人員取放工器具耗時

10名作業(yè)人員均為班組技術骨干，已通過技師技能等級考核，在作業(yè)經(jīng)驗及技能水平上的差異可以忽略不計。由上圖2可知，對于電動剪刀、電動扳手等大型工器具，取放耗時普遍較短；但對于小型工器具，例如特定型號的14#套筒，取放一次平均耗時高達80.9 s，耗時嚴重。

表1給出了帶電作業(yè)工器具使用情況跟蹤調研。小組于2021年7月開始更換一批全新的帶電作業(yè)工器具，跟蹤調研7?11月期間近500次帶電作業(yè)工器具使用情況，詳細記錄使用情況，統(tǒng)計取放過程中不慎掉落次數(shù)和老舊破損情況。由表可知，工器具混放于桶內(nèi)，可能造成劃痕、彎折及不同程度磨損，影響使用壽命。此外，作業(yè)時佩戴絕緣手套不便于取放小型工器具，發(fā)生工器具掉落直接影響了作業(yè)安全。

表1 帶電作業(yè)工器具使用情況跟蹤調研表

目前使用絕緣斗臂車帶電作業(yè)時取放工器具的痛點可歸納為：

（1）工器具混放難以快速找到，且容易造成磨損，有安全隱患；

（2）佩戴絕緣手套不方便拿取小型工器具，有掉落風險。

2 借鑒與創(chuàng)新

文獻[2]設計制造合頁連接的五間隔不銹鋼材質箱體的應急工器具箱，實現(xiàn)了分區(qū)分類、統(tǒng)一收納。但是，該箱體質量為22.5 kg、總體尺寸為1.5 m ×0.8 m，無法在絕緣斗臂車內(nèi)使用，且不銹鋼材質不具備絕緣性能。文獻[3]設計制造了適用于絕緣斗臂車的工具掛板裝置，為小型工器具定制了小孔座。但是，該掛板內(nèi)側無防護，作業(yè)時容易碰到甚至刮傷絕緣防護。

小組通過借鑒應急工器具箱的分區(qū)分類、統(tǒng)一收納的設計方法和夜間輔助作業(yè)功能，以及工具掛板裝置的絕緣斗臂車作業(yè)的便捷化作為改造的靈感，設計制造出結構布局合理、材料選擇合適、輔助功能實用的取放盒。

結構設計上，考慮到工具掛板裝置在實際使用過程中，可能存在被作業(yè)人員誤碰到而使小物件掉落的情況，因此借鑒應急工器具箱的箱體設計?？紤]到帶電作業(yè)工器具形狀各異，佩戴絕緣手套取放小物件，間隔可能存在不太方便，因此優(yōu)先考慮借鑒間隔和孔座設計2種方案。

材料選擇上，考慮到應急工器具箱的不銹鋼材質絕緣性能不佳，且可能存在一些毛刺損壞絕緣工器具，工具掛板裝置所使用的環(huán)氧酚醛玻璃板材料價格較高，因此尋找其他平價材料代替。

輔助功能上，主要參考應急工器具箱內(nèi)加裝附件的設計思路。

3 設計與實施

在結構設計上，要布局合理，小物件不易掉落，能滿足常用工器具取放，存放工器具種類不少于20件；在材料選擇上，承重能力好，承載工器具總重量超過15 kg不易變形；在輔助功能上，成本價格不超過600元，能提供常用的場景作業(yè)的輔助。

3.1 結構設計

為滿足絕緣斗臂車內(nèi)帶電作業(yè)工器具取放需求，考慮現(xiàn)場作業(yè)所需工器具中，小型工器具所占空間較小，以存放大型工器具的間隔為主，設計特定型號孔座便于放置墊片、套筒等，根據(jù)工器具尺寸定制底部抽屜，減小進深便于拿取工器具。結構設計方案如圖3所示。

圖3 結構設計方案

圖3 所示的設計方案尺寸為420 mm × 230 mm ×350 mm，包含1組絕緣掛架，6組取放區(qū)（細分為12小區(qū)）采用絕緣間隔區(qū)分，避免取放過程中相互影響。其中，①為絕緣掛架，采用倒U型設計，便于在絕緣斗臂車內(nèi)掛置及拆裝；②為縱向大工具區(qū)，用于存放電動剪刀等尺寸較長的工器具；③為常用中等工具區(qū)，設計3個孔座，用于存放螺絲刀及扳手等工器具；④為備用功能區(qū)，用于存放臨時備品；⑤為特定型號孔座，與常用套筒的尺寸相匹配，用于存放套筒及墊片等小工器具，作業(yè)過程中穩(wěn)定存放不易晃動；⑥為L型大工具區(qū)，用于存放電動扳手等工器具；⑦為單次取放材料區(qū)，用于存放線夾等單次消耗材料。

采用該結構設計方案的取放盒可存放常規(guī)項目90%所需工器具。將常用的4個套筒插放在對應規(guī)格的內(nèi)孔柱中，套筒不易隨著裝置晃動而晃動，同時也便于套筒的取放；將較重的工器具按照使用習慣合理布置于兩邊，使得裝置更加穩(wěn)定；將主要工具放在上方，備用工具存放在下方，減少彎腰取放。大工具如電動扳手的間隔包括頭套和支撐桿，裝放時，電動扳手的頭部套入頭套，其尾座放在支撐桿上，放置穩(wěn)定且取用方便。

3.2 材料選擇

從價格、性能、加工難度等方面綜合考慮，選擇聚丙烯作為制造材料。以GB/T 5737?1995《食品塑料周轉箱》、GB/T 28798?2012《塑料收納箱》為檢測依據(jù)，從外觀、操作性能、抗沖擊性能、高低溫性能、鹽霧性能及耐壓性能等方面進行檢測，結果顯示聚丙烯材料符合相關標準；聚丙烯材料可采用熱熔接及3D打印等方式加工成型，加工難度較低。

3.3 輔助照明

夜間搶修作業(yè)占比約9.1%，雖然有照明無人機等手段輔助照明，但由于角度問題，絕緣斗臂車內(nèi)視線仍然不佳，給工器具帶來一定難度?？紤]在區(qū)域⑦頂部安裝LED光源，采用可充電電池供電。該功能安裝方便，安裝所需空間較小，加裝成本低。

4 應用效果

圖4 為所設計制造完成的工器具取放盒實物圖，圖5所示為該工器具取放盒在絕緣斗臂車內(nèi)帶電作業(yè)時的應用。該取放盒所占空間不到絕緣斗臂車內(nèi)空間的1.5%，固定裝置質量為1.9 kg，可承重超15 kg，能存放常規(guī)作業(yè)項目所需的90%以上工器具，易于操作，并且安全可靠性較高。

圖5 取放盒在絕緣斗臂車內(nèi)應用圖

使用該工器具取放盒在實訓場地模擬夜間搶修作業(yè)10 kV更換開關實操時，照明條件大幅提高。統(tǒng)計了使用傳統(tǒng)取放裝置和本文所設計的取放盒在完成同一項工作時，取放工器具時所花費的時間，結果如表2所示。使用傳統(tǒng)取放裝置時耗時較長，甚至有未完成情況；使用本文所設計取放盒進行的6次實操均取得成功，工器具取放成功率為100%，平均用時為4.5 min左右，作業(yè)效率有較大提高。

表2 使用新型取放裝置進行配網(wǎng)更換開關操作時間統(tǒng)計

選取帶電作業(yè)班組的5名員工，使用本文所設計的取放盒進行作業(yè)10次。根據(jù)統(tǒng)計調查，從圖6可以看出，該取放盒投入使用前后，經(jīng)統(tǒng)計，取放時長占比由以前的30%降低至10%，效果顯著。

圖6 QC實施前后工器具及材料取放時長對比

本文所設計的適用于絕緣斗臂車內(nèi)帶電作業(yè)的工器具取放盒應用后，提高了帶電作業(yè)效率，降低了作業(yè)風險系數(shù)。截至2022年3月，本文所設計的取放盒已在多個地市供電公司推廣，為提升“獲得電力”服務水平、持續(xù)優(yōu)化用電營商環(huán)境創(chuàng)造相應的社會效益。