（河北省送变电公司 河北石家庄 050000）
摘要：导线切割机，是为了适应特高压电网建设需求，在张力放线过程中能够实现导线快速连接，并且保证施工质量可靠。其具有切割速度快，切割质量好，外观整齐的特点，容易穿入压接管压接，切割时间由人工切割的5-6分钟缩减为15秒左右，采用步进电机控制切割深度，控制精度高，适应各种规格钢芯铝绞线。
关键词：导线切割机；特高压；施工；钢芯铝绞线
引言
随着我国国民经济的持续、高速增长，电力需求日益旺盛，特高压电网建设将成为我国能源资源优化配置的必然要求和重要保障。特高压输电具有容量大、距离长、损耗低等特点，大截面架空导线的应用是保证我国特高压电网建设的重要环节。特高压电网建设目前常采用的是钢芯铝绞线，在张力放线过程中，需要使用接续管将两根钢芯铝绞线连接，连接时需将钢芯铝绞线的多层铝股切除，然后将外露钢芯插入接续管的钢管内液压连接为一体。当前的施工工艺主要是人工采用剪刀、钢锯、钳子等一般工具来切除外层铝股，操作过程仅靠工人经验来掌握切割深度。采用人工切割导线时，存在的主要问题操作者所用力度难以掌控，很容易出现因力度过小无法切除铝股，或者用力过大伤及导线钢芯，容易出现导线散股现象，并且参差不齐，使导线很难穿入压接管，因此出现残次品的概率较高，施工效率较低。特别是随着国内特高压电网建设的步伐日益加快，鉴于上述情况，河北省送变电公司研制了导线切割机。
1导线切割机基本构造
如图1、图2，其结构包括机架（14），固定在机架上的导线固定机构、绕导线固定机构中心轴线旋转的旋转切割机构以及电气控制装置，旋转切割机构包括绕导线固定机构中心轴线旋转的切割电机（1），固定在切割电机驱动轴上的切割片（13），驱动切割电机（1）旋转的旋转机构以及带动切割电机（1）向导线中心移动的步进电机调整机构，旋转机构设置在机架（14）上，切割电机（1）以及步进电机调整机构设置在旋转机构上。
导线固定机构包括固定在机架上的轴承座（4），以及固定在轴承座（4）内设有中心孔的导线轴套（5），其中导线轴套（4）的中心孔两端为带有锥度的锥孔，中间为圆孔，两端锥孔的方向相同，一端锥孔的大径与圆孔直径相同，另一端锥孔的小径与圆孔直径相同。
旋转机构包括旋转电机（3）、轴套（7）、轴承座（4）、旋转轴套一（15）、旋转轴套二（16）、旋转基座（11），其中，轴套（7）通过轴承座（4）固定在机架（14）上，通过旋转电机（3）驱动，轴套（7）一端固定旋转轴套二（16），旋转轴套二（16）上固定旋转基座（11）一端，旋转基座（11）另一端固定旋转轴套一（15），旋转轴套一（15）通过轴承固定在导线轴套（5）上，旋转基座（11）中心轴线与轴套（7）中心轴线平行，旋转基座（11）上安装切割电机（1）以及步进电机调整机构。
旋转电机（3）固定在机架（14）上，旋转电机（3）的电机轴上固定同步轮，通过同步带（9）与固定在轴套（7）上的同步轮（8）连接。
、步进电机调整机构包括步进电机（2），固定在步进电机（2）输出轴上的丝杆螺母调整机构（12），其中丝杆固定在步进电机输出轴上，螺母通过活动连杆与切割电机连接，切割电机（1）铰接在旋转机构上，铰接轴线与切割电机旋转轴线平行。
步进电机调整机构还包括行程开关支架（10）以及固定在行程开关支架（10）上的行程开关（6），所述行程开关支架（10）与丝杆平行，行程开关（6）位于螺母运行轨迹上。
如图3，电气控制装置包括PLC、步进电机驱动器、USB接口、设有操作按钮的操作面板，其中PLC输出的步进电机控制信号输入步进电机驱动器控制步进电机动作，USB接口连接PLC的编程口，操作面板连接PLC的输入端。电气控制装置还包括红外控制接收器，所述红外控制接收器与控制面板并联，连接PLC的输入端。
为保证切割安全，导线切割机还包括切割护板（17），所述切割护板（17）固定在切割电机（1）上，部分套住切割片（13）。
2工作原理
将待切割导线置于导线尼龙护管中，导线尼龙护管穿入导线轴套中，启动电源，PLC控制电路按预定程度启动，带动步进电机和切割电机动作，切割至预定深度以后步进电机停机，同时旋转电机启动，带动旋转机构绕导线中心旋转一圈完成导线铝股的切割。旋转电机停机，同时步进电机反转，带动切割电机返回原位。断开电源后将导线连同尼龙护管一起拔出。
其中导线尼龙护管可根据导线直径大小加工制作，切割电机切割片采用直径为φ110的铝材专用切割片，其切割深度满足当前最大导线（截面1250mm2）的切割需求。
旋转电机采用功率为140W的减速电机，具有输出转矩大、无噪音特点；采用同步轮、同步带配合使用，将旋转电机输出力矩传送给旋转基座11，传输效率可达98%，传动平稳、具有缓冲、减震能力、制动性能好。
导线切割机中所使用的步进电机，控制精度高（与TB6600驱动器配合使用，在二细分模式下精度可达0.02mm）、步距值不受各种干扰因素的影响（电压、电流、温度等）、控制性能好（启动、停止、正转、反转都是在少数脉冲内完成，任何运动方式都不会丢失一步）。
如图3所示，所述电气控制装置包括PLC、步进电机驱动器、USB接口、设有操作按钮的操作面板，其中PLC输出的步进电机控制信号输入步进电机驱动器控制步进电机动作，USB接口连接PLC的编程口，操作面板连接PLC的输入端。所述电气控制装置还包括红外控制接收器，所述红外控制接收器与控制面板并联，连接PLC的输入端。
控制电路中所使用的PLC通过编程调节步进电机的行程、方向、和旋转电机的转动时间等，所有程序可预先保存在内置存储器中，通过USB接口可直接连接电脑编程，无需转换串口。当有新增规格导线时，可通过该USB接口直接将程序导入控制器即可，操作面板上设置3×3阵列式按钮连接PLC的输入口；红外接收器与操作面板并联，可代替按钮使用。步进电机驱动接收PLC输出的脉冲信号和方向信号，实现对步进电机行程和正反转的控制。
3实施效果
该导线切割机通过切割电机围绕导线旋转实现导线中铝股的切割，避免了人工切割铝股易散，切割力度、深度难掌控，容易损伤钢芯等情况。较以往切割方式，具有切割速度快，切割质量好，外观整齐的特点，容易穿入压接管压接等优点。在锡盟～山东1000千伏特高压交流输变电工程线路工程（17标）投入应用后，切割JL/G1A-630/45导线时，切割时间由人工切割的5-6分钟缩减为15秒左右，为整个放线施工工作节省了时间。
4安全注意事项
导线切割机在使用时切割电机转动速度快，特别要注意穿入及拔出导线时必须保证电源未接通，切割电机处于停机状态。切割作业时，切割电机外层的防护罩顶盖要盖好，防止铝屑伤人。
5结论
“导线切割机”的研制实施，有效的解决了长期以来在张力架线施工导线连接时，钢芯铝绞线外层铝股剥离技术上的难题，为特高压电网建设大截面导线的投入使用提供了有利保证。
论文作者:郭杰,宋学强,张玮
论文发表刊物:《电力设备》2015年第9期供稿
论文发表时间:2016/4/19
标签：导线论文; 电机论文; 轴套论文; 步进电机论文; 机构论文; 切割机论文; 基座论文; 《电力设备》2015年第9期供稿论文;