摘要：通过对湖南地区500千伏及以上输电线路日常巡视及检修工作，发现更换绝缘子片时，闭式绝缘子卡具丝杠承受了大部分的荷载，一旦操作不当会使液压丝杠卡死导致丝杠无法收紧，无法完成更换工作。故本文改良创新了一种大吨位传动丝杠，并围绕其设计过程进行论述。
关键词：检修；传动丝杠；改良创新；设计过程
引言
传动丝杠是输电线路日常检修的重要设备，但常见的液压丝杠存在技术困难的问题，操作不当会影响工作效率。笔者设计一种大吨位传动丝杠，既满足操作简单应用可靠、安全方便的工作要求，又能提高工作效率和工作可靠性。
1 研究背景
1.1 实施背景及目标
国网湖南输电检修分公司负责运行维护湖南地区500千伏及以上输电线路日常巡视及检修工作。在输电线路的常规检修工作中，针对更换自爆玻璃绝缘子和破损的单片瓷质绝缘子等问题，日常检修中经常利用相应配套的闭式绝缘子卡具进行更换，来提高绝缘子更换效率，简化作业流程、提高检修工作的安全性。
目前，常见使用闭式绝缘子卡具更换绝缘子片的方法是：首先在被更换的绝缘子处安装好闭式绝缘子卡具，然后通过收紧闭式绝缘子卡具丝杠使绝缘子串松弛,将该部分绝缘子串所受的荷载转移到闭式绝缘子卡具上，在这个过程中闭式绝缘子卡具丝杠承受了大部分的荷载。因此，对于丝杠材料的选择、机械原理的应用显得尤为重要，现在使用最多的丝杠是机械丝杠和液压丝杠。
由于我公司所进行检修的输电线路电压等级高、绝缘子串承受的荷载大，为了保证更换绝缘子的安全性和可靠性，采用液压丝杠的闭式绝缘子卡具比较常见。但液压丝杠在将丝杠行程收紧时，对两边丝杠同步收紧要求较高，一旦操作不当会使液压丝杠卡死导致丝杠无法收紧，进而无法完成单片绝缘子的更换工作。
于是我们根据日常的检修工作，设计并研发了一种新型大吨位传动丝杠，使它既满足操作简单应用可靠、安全方便的工作要求，又能提高工作效率和工作可靠性。
1.2 设备设计
该设备主要由三个部分组成：即传动链条部分、滑车组部分和控制传动装置部分。传动链条部分采用高强度链条安装在一端闭式卡上，使其与闭式卡连接牢固、安全可靠，链条部分具有合适长度，通过链条的收紧、放松，实现绝缘子串的松弛。
图1 新型大吨位传动丝杠
滑车组部分安装在另一端闭式卡上，运用动、定滑车的合理搭配，通过不断核算与校验用于减少牵引力、改变拉力的方向，达到最佳的组合效果。
传动链条部分与滑车的组合通过控制传动装置调节链条的长度，实现绝缘子串荷载的转移，完成对绝缘子的更换。
2 研究目标
2.1研究预期成效
当采用大吨位链条丝杠更换绝缘子串时，可方便操作控制传动装置，通过控制传动装置调节链条丝杠长度，巧妙地将绝缘子串收紧。让绝缘子串所承受的机械拉力转移到闭式绝缘子卡具上，使所需要更换的绝缘子串部分不受力，轻而易举的将绝缘子中间所连接的弹簧销拔出，取出损坏绝缘子片更换新绝缘子。
此大吨位链条丝杠对于超（特）高压输电线路具有普遍适用性，可以将丝杠灵活运用使检修人员从笨重的液压丝杠调节工作中摆脱出来，节省人力并且提高了工作效率，该成果可以广泛应用于500千伏及以上电压等级的输电线路停电检修更换绝缘子的工作中、也可适用于相应电压等级的带电更换大吨位绝缘子作业。
2.2设计原理
该设备采用了链条传动技术、滑车组合原理和控制传动装置技术。
链条传动技术：建立在链条具有良好的操作性、可靠性、稳定性等方面优点，在实际工作中结构简单实用性强。
滑车组合原理：利用动滑轮省力、定滑轮改变方向，采用相互组合的方式减少牵引力，提高丝杠所承受拉力的限度，增强链条丝杠应用范围。
控制传动装置技术：运用相应机械部件，使链条和滑车组紧密联系组合成一个整体，完成对链条的收紧、放松动作，有效达到绝缘子串松弛的目的。
2.3创新设计
以往使用闭式绝缘子卡具收紧液压丝杠时，检修人员要保持两边液压丝杠的行进程度一致，丝杠行进程度不同时会导致液压丝杠卡住互相顶死，无法进行丝杠的收缩，或者又是作业人员在操作液压丝杠过程中普遍采用“经验判断法”判断丝杠杠体受力是否正常，难免会出现其受力存在过牵引的情况，导致绝缘子无法脱出，当出现过牵引要使液压丝杠伸长，这会是一件极其麻烦和繁琐的事情。运用大吨位链条丝杠更换绝缘子就可以很好地避免这些情况的发生，本套丝杠主要具备以下几个创新点：
1、该设备具有重量较轻携带方便，操作简单的特点，克服了原有液压丝杠使塔上作业人员因其笨重，在进行更换绝缘子使用不便带来的困难。
2、该设备由于使用滑车组可进行不同方向的牵引，提高了牵引效率，节省了塔上作业人员体力，克服了高处作业的活动范围小、操作空间不足的问题。
3、该设备采用链条丝杠，链条方便收紧和放松，使其随时根据丝杠杠体受力情况调节链条长度，克服原来丝杠受力异常、操作不便的安全风险隐患。
4、该设备成本较低、机械原理简单，维修方便快捷，克服原来丝杠结构复杂、维修难度大等问题。
2.4注意事项
针对检修工作的方便进展，为了使设备既满足操作简单应用可靠、安全方便的工作要求，又能提高工作效率和工作可靠性，应注意以下几点：
1、使用可靠性
应当满足其具体应用场景的稳定可靠性，具备相应的机械强度，能保证有足够的机械荷载承受绝缘子转移的荷载能力，不易出现断裂或损坏。
2、可实用性
应当满足更换大吨位绝缘子作业现场的要求，相对于普通机械丝杠和液压丝杆能有效减少检修作业时间，减轻作业人员劳动强度，提高检修工作效率。
3、合理可行性
应当根据现场实际需求合理设计搭配，使链条丝杠具有充分的理论依据，反复验证核实。
4、日常管理维修方便性
应当满足日常使用不易损坏，易维护要求。需要进行部件维修，各部件易拆卸和更换，使用人员易掌握其安装及拆卸方法，能对常见故障进行修复。
3研究成果介绍
3.1研究进展
3.2研究成果
历经长时间的设计以及制作，并进行实际操作，最终取得丰厚成果：成功通过成果检验，完成一套大吨位传动丝杠设备的制作与正常应用，同时给出了该大吨位传动丝杠设备的技术报告以及使用说明，成功申请一项专利。
4 结论
此大吨位链条丝杠对于超（特）高压输电线路具有普遍适用性，可以将丝杠灵活运用使检修人员从笨重的液压丝杠调节工作中摆脱出来，节省人力并且提高了工作效率，该成果可以广泛应用于500千伏及以上电压等级的输电线路停电检修更换绝缘子的工作中、也可适用于相应电压等级的带电更换大吨位绝缘子作业。可以节省大量人力物力，具有极高的应用价值，可全国广泛推广。
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论文作者:杨利波,
论文发表刊物:《中国电业》2019年17期
论文发表时间:2019/12/17
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