基于智能控制的電動式線路檢修接地裝置研究

賀義平

（新疆送變電有限公司，新疆烏魯木齊 830000）

電力線路檢修是確保電網安全運行的關鍵環節，傳統的線路檢修接地方法通常需要人工操作，存在操作繁瑣、效率低下、作業風險高等問題。當前的線路檢修接地裝置主要采用螺紋連接方式，操作不便且易松動，無法滿足快速、高效的線路檢修需求。因此，設計基于智能控制的電動式線路檢修接地裝置來提高操作效率、降低風險是當前亟待解決的問題。

1 基于智能控制的電動式線路檢修接地裝置技術研究

1.1 絕緣操作棒的設計與材料選擇

絕緣操作棒的設計需要考慮絕緣性能、機械強度和操作便捷性。選擇合適的絕緣材料對確保裝置的絕緣性至關重要，常用的絕緣材料包括玻璃纖維增強塑料（FRP）、復合絕緣材料等，都具有良好的絕緣性能和機械強度。根據操作的需要，可通過優化設計來提高絕緣操作棒的剛度和穩定性。此外，還可以結合人體工程學原理，設計符合操作者手部握持習慣和力學要求的手柄，以提高操作的舒適性和準確性[1]。

1.2 自動式卡扣機構的原理與優勢

傳統的螺紋連接方式存在松動的問題，限制了線路檢修操作的效率和可靠性。為此，引入自動式卡扣機構作為線路連接方式具有重要意義。自動式卡扣機構利用彈簧或鎖緊裝置，可實現快速而可靠的連接和斷開操作。其原理是通過設定一定的卡扣間隙和形狀，使得連接件在插入時自動鎖定，并通過外力施加解鎖力來實現斷開。該機構具有操作簡便、快速可靠的優勢，可大幅提高線路檢修接地裝置的操作效率。

1.3 平口旋轉夾接結構的設計與功能

平口旋轉夾接結構的設計目的是實現接地線的掛接和摘除工作。該結構采用平口設計，通過絕緣桿的旋轉帶動絲杠的上下移動，實現接地線的夾緊和釋放。該設計具有以下功能和優勢：①操作靈活性強，可根據需要調整接地線的位置和角度；②具備良好的穩定性和可靠性，確保接地線在高壓環境下牢固固定；③該結構相對簡單，易于制造和維護，降低了裝置的成本和使用門檻。

1.4 電動模塊遠程遙控與運行在高壓環境下的挑戰

電動模塊是該裝置實現遠程操控的關鍵組件，其通過遠程遙控控制螺旋夾接結構的旋轉上升或下降，輔助接地線的掛接和摘除工作。然而，電動模塊在高壓環境下的運行面臨著一些挑戰。需要保證電動模塊的絕緣性能，防止電弧和漏電發生，確保操作人員的安全。另外，電動模塊需要具備適應高壓環境的耐壓能力，以保證正常運行，并采取相應的絕緣保護措施。同時，還須考慮電動模塊的穩定性和可靠性，確保在各種工作條件下都能正常工作[2]。

2 基于智能控制的電動式線路檢修接地裝置創新內容

2.1 設計電動模塊實現遠程操控功能

該裝置創新之處在于設計了具備遠程操控功能的電動模塊，以提高線路檢修接地裝置的操作便捷性和效率。該電動模塊采用智能控制技術，可通過遙控設備對裝置進行遠程操作。遠程操控功能降低了操作人員的工作強度和風險。傳統的線路檢修接地裝置需要操作人員上下攀爬或移動裝置進行操作，容易導致意外事故的發生。而通過電動模塊的遠程操控，操作人員可在安全位置進行操作，避免了高空或高壓環境下的直接接觸，極大降低了操作的風險。

電動模塊的遠程操控功能提高了操作的便捷性和靈活性。操作人員可根據需要隨時調整裝置的位置和角度，遠程控制電動模塊的旋轉、升降等動作，實現快速而精準的接地線掛接和摘除操作。這種遠程操控的創新設計極大提高了線路檢修的操作效率和準確性。另外，電動模塊還可通過傳感器和反饋機制實現狀態監測和故障診斷。這樣，操作人員可通過遠程操控設備獲得裝置運行狀態的實時信息，及時發現潛在問題并采取相應措施，提高了裝置的可靠性和安全性。

2.2 采用卡扣式連接取代螺紋連接的優勢

該裝置創新地采用卡扣式連接機構取代傳統的螺紋連接方式，為線路檢修接地裝置帶來了許多優勢。

（1）卡扣式連接具有快速而可靠的特點。傳統的螺紋連接需要人工旋轉并耗時較長，且易松動。而卡扣式連接采用彈簧或鎖緊裝置，插入即可自動鎖定，簡化了操作流程，極大提高了連接速度和穩定性。

（2）卡扣式連接具有較高的適應性和靈活性。連接件間的卡扣結構可根據需求進行設計，可適應不同線路的連接要求。無論是直線型連接還是角度連接，卡扣式連接都能夠滿足要求，提供更廣泛的適用性。

（3）卡扣式連接機構的維護成本相對較低。傳統螺紋連接通常需要定期檢查和緊固，而卡扣式連接不易松動且穩定可靠，減少了維護工作的頻率和工作量，降低了裝置的運行成本。

2.3 整體結構優化的研究與改進

對基于智能控制的電動式線路檢修接地裝置的整體結構進行了優化和改進，以提高操作的靈活性和適應性。

（1）對裝置的結構進行優化和改進，實現了更緊湊、輕便的設計。通過減少不必要的組件和降低重量，使得整體裝置更加便于攜帶和操作。這種優化可提高操作人員的靈活性和工作效率，尤其在狹小空間或高處操作時具有明顯的優勢。

（2）優化后的整體結構考慮了人體工程學原理，使得裝置更符合人體操作習慣和力學要求[3]。更在手柄的設計上采用曲線形狀和防滑材料，以提供舒適的握持感和穩定性。操作按鈕和控制器的布局也經過精心設計，使得操作者能快速而準確地控制裝置的各項功能。

（3）整體結構優化還包括對電動模塊、連接機構和絕緣操作棒等關鍵部件的布局和配合進行改進。通過合理安排和優化這些部件間的相互作用，使得裝置的操作更加流暢和可靠。同時，考慮到長時間使用的舒適性和耐久性，結構優化還包括材料選擇和防護措施的改進，以提高裝置的使用壽命和可靠性。

3 基于智能控制的電動式線路檢修接地裝置技術難點與解決方案

3.1 在高壓環境中保證電動模塊正常運行的技術難點及應對策略

在高壓環境下，保證電動模塊正常運行是電動式線路檢修接地裝置面臨的關鍵技術難題。

（1）高壓環境會給電動模塊的電氣和電子元件帶來較大的安全風險。高壓會引發電弧、擊穿等問題，對電動模塊的電路和控制系統造成損害。因此，需要采取相應的防護措施，如使用高絕緣性能的材料、設計合理的絕緣結構和屏蔽措施，以確保電動模塊在高壓環境下的安全運行。

（2）高壓環境對電動模塊的機械結構和材料性能提出了更高的要求。高壓會導致局部放電和電場集中，增加了機械強度和耐壓性能的需求。因此，在設計和制造電動模塊時，需要選擇具有足夠機械強度和耐壓特性的材料，并進行相應的結構優化，以提高電動模塊的耐壓能力和可靠性。

（3）高壓環境中的電磁干擾會對電動模塊的信號傳輸和控制系統產生負面影響。電磁干擾會導致信號失真、誤操作甚至損壞電子元件。為解決這一問題，可采取屏蔽措施、使用抗干擾技術及合理布局電路板和信號線路，確保電動模塊在高壓環境中信號傳輸和控制系統的可靠運行[4]。

對于以上技術難點，可采取以下措施：①可進行充分的安全分析和風險評估，制訂相應的安全設計標準和操作規程；②在設計和制造電動模塊時，嚴格遵循相關安全標準，并進行全面的測試和驗證，確保其在高壓環境下的安全可靠性；③采用高絕緣性能的材料，并設計合理的絕緣結構和屏蔽措施，確保電動模塊在高壓環境下具備足夠的安全性能和耐壓能力；④采用抗干擾技術和合理的電路布局，確保電動模塊的信號傳輸和控制系統在高壓環境中免受電磁干擾的影響；⑤定期進行全面的維護和檢測，及時排除潛在的故障和問題；⑥對于電動模塊中的關鍵元件，如電氣和電子元件，可采用冗余設計和在線監測技術，提高故障檢測和容錯能力。

3.2 卡扣式連接的設計和可靠性驗證方法

（1）卡扣式連接的設計中，要設計合適的卡扣結構，使得連接件可牢固地鎖定并提供足夠的連接強度。包括選擇合適的卡扣形狀、尺寸和材料，并確?？鄣目煽啃院湍途眯?。

（2）確保連接件在進行卡扣時能夠正確對準和定位，涉及設計精確的引導槽或引導銷，以確保連接件的正確配對和穩定連接。

（3）考慮使用者的操作便捷性，設計簡單易用的卡扣機構。包括設計符合人體工程學原理的手柄、按鈕或開關，以提供舒適的握持感和方便的操作方式。

為驗證卡扣式連接的可靠性和安全性，可采用以下方法。①可進行靜載和動載測試，通過施加不同的力或負荷來評估連接件的強度和穩定性。包括拉伸測試、扭轉測試和振動測試等，并在安全范圍內模擬實際使用條件，檢查連接件是否能夠承受預期的載荷。②通過模擬長時間使用和重復連接/斷開操作來評估卡扣式連接的耐久性。包括進行連接/斷開循環測試，檢查連接件在多次使用后是否仍然保持穩定和可靠。③將連接件暴露在不同的溫度和濕度條件下，以評估其在極端環境條件下的性能。該方法可幫助確定連接件的耐用性和防腐蝕性能。④將設計好的卡扣式連接應用于實際工作場景，并進行實地驗證。在實際使用中，觀察連接件的性能和穩定性，收集反饋意見，并根據需求進行改進和優化[5]。

4 基于智能控制的電動式線路檢修接地裝置研究與開發的成果

4.1 節約人工

通過引入基于智能控制的電動式線路檢修接地裝置，可大幅節約人工。以往每次接地線的拆裝工作需要兩人共同完成，并耗時1h。而采用該裝置，只需兩人配合操作，僅需0.5h 即可完成，節約了較多的人工成本。

4.2 降低作業風險

該裝置中的電動模塊經過設計，實現了遠程遙控操作。使用者無需親自進行接地線的掛接和摘除工作，而是通過遙控設備進行控制。這種設計有效提高了作業的安全性，降低了作業風險。通過減少了人員直接接觸高壓設備的機會，可減少意外事故的發生概率，保障操作人員的安全。

5 結束語

基于智能控制的電動式線路檢修接地裝置，通過智能控制技術實現遠程操控和自動化操作，提高了線路檢修的效率和安全性。設計了絕緣操作棒、卡扣機構、螺旋夾接結構和電動模塊等關鍵部件，并解決了高壓環境下電動模塊運行的挑戰。該裝置不僅節約了人工成本，還降低了作業風險。未來，將進一步完善裝置性能，推動其在實際應用中發揮更大的價值。