摘要：提出了设计一种能在35kV电抗器不停电的情况下，在网门外对网门内杂草进行清理的除草装置。该装置应用人机工效等原理，解决目前需要对35kV电抗器进行停电除草的效率低，耗时长等问题。文中在阐述问题的基础上，通过分析现有的除草方法所存在的问题，探讨介绍了该装置的设计思路，并通过说明其实现的技术方法与技术流程，体现该装置的优势。
关键词：电抗器；网门内除草；人机工效
1、引言
作为变电站值班员的主营业务之一，设备巡视和检查是其中一项运行人员的重要日常工作。在日常对站内设备进行巡视检查后发现，变电站内的室外并联电抗器、串联电抗器及电容器等网门内的水泥场地中，均容易生长杂草，且杂草的生长速度很快，若不及时清理，当杂草生长到一定高度，将严重影响设备运行。
而在电抗器处于非停运状态时，若想对网门内杂草进行清理，则现有的处理方法如下。根据相关规程规定，若想对电抗器网门内杂草进行清理，必须先将电抗器转为检修状态，然后由运维班组办理工作票，在确保安全措施齐全之后，方可打开网门进行杂草清理工作。若需要对场地内多组电抗器进行杂草清理工作，则需要对每组电抗器进行停电，待一组电抗器的清理工作完毕后，将该组电抗器送电后，再以同样的方法对下一组电抗器进行停电清理杂草工作。即，每次只能对一组电抗器进行停电清理杂草工作。
2、问题分析
根据现有的处理方法，以500kV变电站内35kV并联电抗器为例，若对一组35kV并联电抗器由热备用转检修，一般的操作步骤涉及13项，其中还需要进行接地线操作。取日常操作的平均耗时，若忽略操作前的“三审”工作所耗费的时间，仅仅是将并联电抗器转检修，所需时间约为41分钟。而将电抗器转热备用，所需时间约为29分钟。因此，正常对一组并联电抗器进行杂草清理工作（忽略工作票办理、操作票“三审”工作所需时间），所需耗时大概为70分钟。除此之外，若在炎热的夏季，户外接地线及除草工作也将消耗运行人员大量的体力，在户外工作时间的越长，则越有可能导致中暑等身体不适的情况出现。因此，现有的处理方法效率低、耗时长、且有可能对运行人员身体造成影响。
3、方案构思
为更好地解决此问题，本人经过拟研制一种针对35kV并联电抗器的除草装置，通过该装置，可以实现在并联电抗器不停电的情况下，由运行人员在网门外，对网门内的杂草进行清理工作。
3.1 总体思路
要实现不停电除草工作，则首先要求除草装置的本身绝缘，且有足够的安全距离，以保证使用人员的人身安全。其次，除草装置应便携、方便搬运，不会增加使用人员的负担。最后，除草装置应能符合人机工效学的原理，提高工作效率。
3.2关键问题分析
铁网阻隔：
以500kV变电站为例，35kV并联电抗器组一般建在水泥地面上，从俯视图看，且正八边形。电抗器组外围有铁网包围，网高度约为2m，直接与地面相连。铁网的底部距离水泥地面大概20-30cm，因此若想实现在网门外可进行除草，则该装置的主体躯干应贴近地面，呈杆状。
杂草范围：
而场地内杂草有可能在网门覆盖的地方生长，因此该装置可以进行伸缩调节，以尽可能达到铁网内的每一处可能生长杂草的地方。
除草方式：
装置顶端在能达到目标地方后，应能够使操控人员通过网门外的操控机构控制除草器的另一端，实现可控制或可调节的功能，而对目标杂草进行切割并清理。
3.3设计
图1 初步构思图
该装置由绝缘触头、动力装置、绝缘管、操控端组成（如图1所示）。
绝缘触头：绝缘触头位于绝缘管的另一端，动力装置安装在绝缘管内，动力装置与绝缘触头连接，动力装置用于带动绝缘触头清除杂草。
动力装置：动力装置包括电机、转轴、拉绳和弹簧。拉绳位于绝缘管内，拉绳两端分别于操控端和绝缘触头相连，使操控端能通过拉绳带动触头实现剪刀功能。而点击位于绝缘管内，用以驱动转轴转动。
操控端：操控端位于绝缘管的另一端，操控端与动力装置连接，操控端用于控制动力装置开启或者关闭。
绝缘管：绝缘管分为5节，第一、第二、第三、第四、第五绝缘管相互套接，通过该种套接，可以实现装置的伸缩功能。
4、装置设计
4.1人机工效学
人机工效是将人、对象、环境之间的相互关系、协调性和人性化联系起来。其主要应用多在工作设计范畴，通过观察和研究，合理地把人、工作场所、硬件（工具、设备及工作场所）的设计与人的体力、体型和功能联系起来，使得作业更能够与人相适应，而不是要求人适应这些因素。通过这样的方式使员工减少失误和对健康的损害，提高安全性和工作效率。
通过人机工效学，可以对以下方面进行改善：
（1）使操作者感到不舒适的作业场所；
（2）让使用者感到不方便的手工工具；
（3）不容易辨认及使用的开关及阀门；
（4）使人容易感到疲劳的作业。
4.2 L型绝缘管
就关键问题分析中所提到的铁网阻隔问题，因铁网几乎完全包围了整个电抗器区域，若想在网门外进行除草作业，则只能使用铁网下部未封闭的高20-30cm的空间。由于未封闭空间几乎贴近地面，若除草装置使用直杆型设计，则使用者在使用时需要弯腰作业，处于几乎趴在地面的姿态进行，长期以该种方式作业的话，会消耗使用者为调整装置而付出的大量不必要体力，甚至还会影响使用者的腰部或手部。而通过引用人机工效学中的理念，为更符合使用者的使用，将绝缘管设计成L型，而L型上端的高度，将根据使用者的普遍高度，设计成1.0-1.3m之间，而更贴合使用者手部的高度。通过该种设计，使用者将可以在不弯腰或只需轻微弯腰的情况下进行作业，省力便捷地控制装置，而不需要将手部贴近地面以清除杂草。
4.2 底部滑轮
就关键问题分析中所提到的杂草范围问题，因杂草有可能在场地的任一处生长，而铁网的包围又限制了装置可使用的区域，所以使用除草装置进行除草作业时，就不可避免地需要反复调整和移动装置，以更好地到达需要除草的位置。另外，装置具有一定的绝缘功能，因而其材料必定使装置本身带有一定重量，这样表示使用者使用时不可能长期举起装置进行除草作业，而必须使装置的躯干部分必然会紧贴地面。长期如此，既不方便作业，而与地面的摩擦更会加快装置的损坏，缩短寿命。因此，同样引用人机工效学的理念，在绝缘管的底部设计小型滑轮，既能使其能够方便移动，又可以作为装置的支撑点，减少装置主体与地面的摩擦，符合便捷实用的功能。
5、结论
综上所述一种35kV电抗器除草装置能产生如下有益效果：除草装置包括绝缘触头、动力装置、L 型绝缘管、操控端和滑轮，在使用该除草装置清除电抗器下的杂草时，可以先将安装有滑轮的 L 型绝缘管放置在待除草的地面上，并将带有绝缘触头的一端放置在具有杂草的地面上。再控制位于 L 型绝缘管端部的操控端，进而可以驱动动力装置，在动力装置的带动下，位于 L 型绝缘管另一个端部的绝缘触头可以开始清除杂草。因此使用者可通过控制操控端省力便捷的控制靠近地面的绝缘触头清除杂草，而不需要将手部贴近地面以清除杂草。
参考文献：
[1]百度文库.人机工效基本知识[EB/OL].http：//wenku.bai du.com/ link?url=_nVFN_5X3q7VO_cd00wArES13HYrx2ve4hxbefhucGSt57XlSpEjnfJpGV7PmpV-D5LJsXhp53UWuDG_x-asepv3yRNqMVlOpltBMjIDHGu，2010 -11-15
[2]百度百科.人机工效[EB/OL].http：//baike.baidu.com /link?url= 39tHVWw7Tj-rzj7TfBlYu5a01pGwl6Q5x1tVU38qlr0adt9pOnoxJP_wXOW0HyUi4i1czjlJ3xnq6a1yQ6gK3q，2014-12-13
作者简介：
卜启铭，1992，男，汉，广东广州，东莞供电局，助理工程师，工学学士，变电运行
基金项目
项目名称：35kV电抗器除草装置研制 项目编号：031900KK52190040
论文作者:卜启铭
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/19
标签：装置论文; 杂草论文; 电抗器论文; 工效论文; 作业论文; 人机论文; 工作论文; 《基层建设》2019年第12期论文;