摘要：目前，我国是互联网发展的时期，根据省电力公司的工作要求，需增强接地线使用过程中的有效监管，保证任何一条线路在任何一次停电作业中接地线的全程监管，从而从根本上杜绝输电线路停电检修后遗留接地线情况的发生，继而保证输电线路安全、经济、稳定运行。但是目前检修现场管理仍然以人工管理为主，需要研究一种新型智能接地线，对接地线在停电检修作业时进行全程监控，提升电网停电检修期间的安全运行水平。
关键词：输电线路；接地线；研制与应用
引言
为了保障检修人员的人身安全，在电力线路上工作时必须挂接地线。接地线夹是一种固定接地线的工具，一些传统的接地线夹由于结构设计不合理，不能很好地保障检修人员检修点的可靠接地，接地线夹脱落造成检修人员失去安全保护的情况时有发生。特别对于耐张杆塔，传统接地线夹无法实现线夹与操作杆轴线之间角度可调，线夹挂钩与操作杆成一直线，检修人员站在耐张塔横担上无法将接地线挂到瓷瓶串外侧，存在极大的安全风险，并延长了检修时间。针对各类传统接地线夹存在的缺陷，本文基于UG的虚拟设计技术，以面向功能需求为设计目标，以安全第一为设计原则，提出了一款新型输电线路接地线夹（以下简称“新型接地线夹”）设计，并完成了物理试验样机的工艺设计、材料选择和加工制造。安全性试验和现场应用结果表明，新型接地线夹安全可靠、操作便利，可满足不同塔型、不同工位的使用要求，保证线夹与导线之间可靠地电气连接，降低了塔上作业人员的接地操作劳动强度，提高了作业人员工作效率，有效保证了作业人员不受线路感应电伤害。
1传统输电线路工作方式及存在的隐患
当下多数输电线路的安装与维护工作均由人工方式完成，基于输电线路工作的特殊性，其受外界环境的影响较大，在施工过程中不可避免会发生安全事故，引发高压输电线路施工安全问题的触发因素可分为如下两类：第一类是误登杆塔。高压输电线路具有高度的复杂性，当施工人员处于高压作业环境时，一旦监护工作不到位将极有可能引发误登现象，从而造成人员触电，严重时甚至会引发人员伤亡等工程事故。第二类则是错挂或误拆接地线。在对线路进行接地时应严格遵循技术规范而展开，但受接地线路灵活移动性的影响，在具体的挂接与拆除过程中通常不在指定的工作点杆塔上进行，且有运行单位和施工单位在同一基杆塔交叉挂、拆接地线的现象，而使用的接地线型号、外观一致，极易混淆，一旦人员稍有不慎，误拆接地线，将会造成检修人员触电。
2接地线的研制
2.1接地线部件设计
包括导线挂接端、软铜线、绝缘绳、接地端夹头模块（包括ＧＰＳ模块、金属外壳、夹具、螺栓、电源触点）等多个部件。软铜线的一端连接在重点改造的接地端卡头模块，另一端则连接在导线挂接端。导线挂接端的下端具有自由度控制调节部件，绝缘绳连接在弹簧钩头的柄部位与控制装置之上。对于接地端卡头模块，当接地线未挂接时，电源触点无外力压迫处于弹出状态，ＧＰＳ模块电源便处于断开状态不工作，当接地线挂接在线路杆塔时，通过螺栓将夹具紧紧夹在杆塔上，电源触点因为外力挤压与内部线路连接，ＧＰＳ电源接通便启动工作，向后台定时上传时间、定位经纬度、ＧＰＳ状态等信息。
2.2锥齿轮丝杠驱动系统结构设计
锥齿轮丝杠驱动系统是新型接地线夹的核心部分，其主要作用是驱动剪叉传动夹持机构实现线夹对导线的松开或夹紧动作，同时是实现角度可调的关键结构。该系统主要由驱动轴、锥齿轮、双向螺旋丝杠及2个丝杠导向螺母等零部件构成。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中，驱动轴通过操作杆转换头与操作杆一端连接，检修人员在挂接地线的作业中利用操作杆实现线夹的投递，通过操作杆转动实现线夹对导线的夹紧与松放动作。驱动轴的转动是通过锥齿轮驱动双向螺旋丝杠与丝杠导向螺母的螺旋副旋转，双向螺旋丝杠的旋转则通过螺旋副实现丝杠导向螺母沿着丝杠的轴线位移。当丝杠导向螺母同时向内轴向靠拢时，则通过丝杠螺母滑槽与前叉臂上的滑动销配合形成的移动副带动剪叉机构实现闭合动作，剪叉机构的闭合则通过与之相联的连杆沿着导向滑槽推动导向夹头实现线夹对导线的夹紧动作，反之则实现线夹对导线的松放。
2.3接地线智能化设计方案
为了防止引发重大事故，需要采取技术手段加以防范，通过接地线管理监控系统，配合技术手段来减少事故发生的可能性，达到保护设施的目的。从具体的方案结构来看，采用高精度双模定位技术、４Ｇ网络通信技术与数据库技术等，将目标需求划分为不同的功能系统，实现接地线的管理与监控。功能系统用于实现接地线的有效管理，包括接地线状态（挂载、卸载、剩余电量等）、接地线位置（经纬度定位并地图展示）、脱落报警、线路状态联动等，实现远距离的监控，以及实现系统基础的软硬件平台构建、数据存储、权限控制、网络和数据安全服务。基础平台层直接进行数据中心和数据库、ＧＰＳ设备模块和ＰＣ端模块等硬件设备的调用和控制，实现了对检修现场接地线使用情况的查询和跟踪，可查询接地线的位置信息和处于挂载中还是已拆卸的工作状态信息，能查询到接地线所在的线路、杆塔、挂载／拆卸时间、施工人员、现场上传的照片等信息。
2.4剪叉传动夹持系统的设计
丝杠导向螺母通过移动副带动剪叉机构实现张开或闭合动作，剪叉机构的张合带动导向夹头与线夹挂钩完成对导线的松开或夹紧动作。（1）剪叉机构设计为了减少操作者上紧线夹时的转动圈数，通过剪叉机构的增程设计可以达到线夹增程的目的。当前叉臂小于后叉臂时，剪叉机构会产生增程效应。为了获得较佳的增程效果，改善剪叉机构的受力状态以及避免产生机构干涉现象，在本设计中，剪叉机构的前后叉臂并不是成一直线，前后叉臂之间的角度为165°，后臂向外倾开。（2）夹持机构设计夹持机构主要由导向夹头和线夹挂钩等零部件构成。夹持区域的边缘采用曲面过渡设计，目的是改善夹持系统对不同导线夹持角度的自适应性，避免出现导线“两点虚夹”的现象。在与导线接触区域设计宽度为3mm的夹持接触带，夹紧时可利用夹头与导线的弹性变形获得良好的接触状态。
结语
智能接地线的应用效果显著，可以在工作中及时了解接地线的挂接位置，确定在工作中接地线是否处于良好状态，出现异常情况时能第一时间报警通知，很好地解决了管理工作中问题。在未来，这种类似的设计还能了解地线端点的静电与漏电流数据，也能消除电弧，并对接地线的运行情况进行良好监测，让人员和设备始终处于安全模式之下。
参考文献
[1]马进，高晓婧，吴涛．输电线路卫星定位智能型接地线的研究[J].华北电力技术，2012（9）：4－6．
[2]彭毅，安宁，刘胜春，等．新型防振装置在750ｋＶ输电线路地线防振中的应用研究[J].电力建设，2011，32（11）：89－92．
[3]言大伟，杨海涛，汪勇军，等．安装高压输电线路接地线的辅助装置的研制及应用[J].浙江电力，2017，36（2）：10－12．
[4]洪行军，方玉群，赵俊杰．输电线路新型接地线夹的研制和应用[J].浙江电力，2015（6）：64－67．
[5]康淑丰，杨阳，张明旭，等．铜材料在输电线路防雷接地中的应用[J].河北工业科技，2015，32（5）：428－432．
论文作者:吕金,张梁
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/18
标签：接地线论文; 线路论文; 导线论文; 杆塔论文; 机构论文; 作业论文; 人员论文; 《电力设备》2019年第8期论文;