一種高效的清障繩索綁扎卡扣的研制獲獎科研報告

一種高效的清障繩索綁扎卡扣的研制獲獎科研報告摘

要：電力生產(chǎn)中，線路樹障的清除是安全生產(chǎn)最基本的一項工作，而利用繩索來拉住樹障進行切割，從而達到樹木傾倒不會壓倒導線的目的，這個是整個清障工作中必不可少的一部分。要想拉住樹障控制其倒下的方向，就必須先將繩索綁扎好在樹障的上部，如果清障時繩索的綁扎困難，不牢固，效率低，不安全，就會影響到整個清障工作，更會影響安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：電力;樹木清障;清障繩索綁扎卡扣

1清理樹障概述

1.1清理樹障在配網(wǎng)運維的作用

眾所周知，電能需要導體才能流動，而生長在配電線路下的樹木如果生長過高，則會成為天然的導體，給線路及行人帶來嚴重的安全隱患。為確保電網(wǎng)的正常運行，降低線路故障跳閘率，運維人員需定期對樹障進行清理。因此，及時清理樹障，保證線路安全通暢運行是運維工作中必不可少的一個重要環(huán)節(jié)。

1.2清理樹障的主要流程

日常清障可分為以下兩個步驟。（1）布置工作現(xiàn)場安全措施。在施工地段路面上，根據(jù)作業(yè)需要，對作業(yè)范圍進行圍蔽，在路邊作業(yè)時，需在來車方向50m處放置安全警示標志牌。（2）障礙、隱患清理。為防止樹木（樹枝）倒落在導線上，應(yīng)設(shè)法用繩索將其拉向與導線相反的方向。繩索應(yīng)有足夠的長度，以免拉繩的人員被倒落的樹木砸傷。樹枝接觸帶電導線時，嚴禁用手直接去取。當樹木接觸10kV線路時，應(yīng)設(shè)法防止行人在接地點8m以內(nèi);當樹木接觸0.4kV線路時，應(yīng)設(shè)法防止行人在接地點4m以內(nèi)。檢查修剪后樹木與帶電導線的安全距離，確認障礙、隱患已清理。

1.3清理樹障過程風險

目前，大部分地方的線路樹木清障都靠繩索拉住樹木從而控制樹木的倒向，過程就是利用絕緣棒將綁套在樹上的繩結(jié)推到樹干上部去，然后用力拉緊繩結(jié)。但這種傳統(tǒng)的做法作業(yè)期間繩索容易掉落，繩結(jié)容易纏繞樹枝難以推上去，費時費力，效率低;除此之外繩結(jié)還容易打滑，不牢固，脫繩，存在安全隱患。分析現(xiàn)階段清障存在如下問題。（1）登高綁扎樹木的過程存在較大的安全風險。在樹障清理過程中，需要運維人員登高將麻繩的一端綁扎在待砍伐樹木上，再將另一端在地面上拉緊，才能避免被砍伐的樹木倒向帶電線路或周圍人員。（2）登高綁扎樹木耗時長。每清理一棵高桿樹木平均耗時約20min，其中，攀爬及下落一次需要耗時約12min，砍伐約2min，清理現(xiàn)場約6min。可見，攀爬及下落耗時約占60%，大大地降低了工作效率。（3）人工綁扎效果不穩(wěn)定。由于每次綁扎樹木時，需要用人手重新綁扎，存在工藝的差別，出錯率較高，當綁扎的繩結(jié)不牢固時，不得不重新登高綁扎，嚴重影響了工作效率

2高效清障繩索綁扎卡扣的研制

2.1研究背景

目前，大部分地方的線路樹木清障都靠繩索拉住樹木從而控制樹木的倒向，過程就是利用絕緣棒將綁套在樹上的繩結(jié)推到樹干上部去，然后用力拉緊繩結(jié)。但這種傳統(tǒng)的做法作業(yè)期間繩索容易掉落，繩結(jié)容易纏繞樹枝難以推上去，費時費力，效率低;除此之外繩結(jié)還容易打滑，不牢固，脫繩，存在安全隱患。因此，研制新型輕便、高效、安全的繩索固定工具，用以提高安全性、高效性清障樹木繩索綁扎工作成為一項亟需解決的問題。

2.2高效清障繩索綁扎卡扣的設(shè)計

該高效清障繩索綁扎卡扣的整體簡圖如下圖所示：

本項目通過對清樹障時繩索綁扎的方法、背景進行深入分析，針對傳統(tǒng)綁扎方法使用上的缺陷和不足，專門研制符合清障現(xiàn)場工作使用的新型清障繩索綁扎卡扣。

新型輕便高效的清障繩索綁扎卡扣由樹木卡扣部分、和連接繩索的繩索扣部分組成。結(jié)構(gòu)特點是通過兩邊的三節(jié)活動臂相連接，可以卡住不同粗細的樹木，由彈簧作用力其中，當沒有卡住樹木時，由于各個關(guān)節(jié)部位帶有外轉(zhuǎn)的限位器，使它原始狀態(tài)為閉合狀態(tài);當使用時，向樹干推進，卡口自然張開，三節(jié)活動臂自動調(diào)節(jié)大小包住樹干。等卡口越過樹干時，卡口自動彈回扣合，夾緊樹干;再利用繩索扣部分連接的繩索拉動卡扣，從而達到固定繩索在樹木上部，有效控制樹木倒向的作用。它有一定的機械程度，預(yù)設(shè)計內(nèi)齒，固定牢固，效率高，安全系數(shù)高。

2.3高效清障繩索綁扎卡扣的功能說明

該卡口的功能說明：

（1）卡口部分：與活動臂部分連接，靈活可動，裝設(shè)兩個向外推動的彈簧，使其受力向外翻，但旋轉(zhuǎn)部分專設(shè)限位器;當向樹木推進時，卡口往里收，帶動活動臂部分包裹樹干;越過樹干時自動彈回，相互扣緊。

（2）卡口端部：原始狀態(tài)時相互受推力;繩索拉動時相互扣合。

（3）樹木卡扣活動臂部分（卡身部分）：采用三節(jié)活動臂相連接，關(guān)節(jié)處設(shè)置向外轉(zhuǎn)限位器;兩臂間設(shè)置拉力彈簧，使其受力往里旋轉(zhuǎn)，其作用在于調(diào)節(jié)大小，卡住樹木;由于前端卡口端部原始狀態(tài)相互受推力支撐，所以盡管兩臂受拉力，但原始狀態(tài)如圖所示，不會向里旋轉(zhuǎn);尾部兩節(jié)活動臂相連，連接部分帶有繩索扣部分，可以扣住繩節(jié)與卡住絕緣棒。

（4）繩索扣部分：與樹木卡扣活動臂部分相連，分為繩結(jié)扣和絕緣棒扣兩部分。繩結(jié)扣：圓管結(jié)構(gòu)，可開合，內(nèi)部大于管部，可以卡住帶繩節(jié)的繩子，優(yōu)點是無需綁扎，牢固，靈活，方便。絕緣棒扣部分：內(nèi)部留成絕緣棒端部形狀的鏤空，用于插入絕緣棒，將繩索扣與繩索送到樹木需要綁扎的地方，用力向樹木推去，卡住樹木。優(yōu)點在于高效靈活，安全可靠。

3.總結(jié)

該方案類似于長臂鉗車的鉗子，鉗子連接繩索，利用絕緣棒將其送到樹干上去，利用絕緣棒的推力和三節(jié)靈活臂自動調(diào)整大小，從而扣緊樹木，開口處設(shè)計相互緊扣結(jié)構(gòu)，活動臂內(nèi)面還設(shè)計內(nèi)齒，使其受力拉扯而不會脫落，該設(shè)計簡單輕便，固定性強，效率高。有效解決了傳統(tǒng)繩索綁扎的低效率，不安全等問題。同時這種卡扣輕便省力，適用范圍廣、操作方式簡便，大大縮短了工