摘要：到目前为止，高压带电作业已广泛开展，得到电力企业和社会的高度重视。目前开展带电作业项目主要为带电断线、接线、更换跌落保险和破螺母等。带电作业主要方法是绝缘斗臂车中间电位作业方法，操作人员用扳手等手动工具，劳动强度大，作业风险高，自动化水平低。
关键词：配电线路；自动化；定型加工；配电网
引言
为了提高了配电线路自动化加工水平，研究了配电线路自动化定型加工的关键技术。设计了导线牵引器结构，采用双轴驱动履带牵引机构，解决了牵引过程中的过载、打滑问题；设计了冲压装置及模具，实现了导线的自动剥皮；采用双立刀垂直压剪方式，实现了导线的自动切断，保证了导线的断面质量；设计了一套自动上端子装置，将已剥皮导线精准地送入到端子内压接。通过现场试验测试，该套设备性能稳定可靠，安全性好，效率高，实现了配电线路的自动化流水线定型加工。
1新型配电线路自动化模式
1.1现有配电线路自动化模式的不足
1)一般地,除配电线路出口断路器外,配电线路其它位置安装的都是没有切断短路电流能力的负荷开关,因此非故障配电线路段被切断是不可避免的;2)仅在配电线路出口配置电流速断保护,必然盲目动作并切断整条配电线路,没有选择性;3)依赖通信通道的配电线路自动化模式,系统构成复杂,可靠性低。
1.2新型配电线路自动化模式
针对上述问题,笔者提出转型配电线路自动化模式,以达到这样的目标:就地保护,就地控制,就地跳闸。新型配电线路自动化需要:1)配电线路干线(支线不在讨论之列)所有分段开关都须采用断路器;2)继电保护必须具有选择性,且无需通道;3)备用电源自动投入。满足上述要求的配电线路自动化系统首先必须在所有需要分段的位置使用断路器,而不能使用负荷开关,它们必须具有切断短路电流的能力。幸运的是目前断路器和负荷开关相比,价格差别并不大。从经济角度看,电力用户是可以接受的。而把负荷开关更换为断路器所带来的优势却是很明显的——便于系统灵活操作,不需要让整条配电线路都停电。具有选择性的继电保护是实现上述系统的前提和保证,也是该系统构成所要解决的关键问题。传统的三段式电流保护和距离保护,由于配电线路短,常常难以取得配合性能;方向过电流保护越靠近电源端动作时间越长,当配电线路区段增多时,动作时间也是用户所不能接受的;而在高压电网表现优秀的差动保护在配电线路上却碰到困难,因为配电线路还有许多分支线,这些分支线的分支电流是不确定的、变化的,它还需要通道;方向比较式纵联保护也存在类似的问题。无通道保护以方向电流保护为基础结合加速保护构成,它们不需要通信通道,动作速度较快,具有良好的选择性,从而成为配电线路自动化系统比较理想的选择。
2关键结构设计
2.1导线牵引器的设计
导线牵引器牵引导线到导线剥皮器上，进行剥皮、切断等工作。所设计的导线牵引器结构主要包括履带牵引机构、丝杆调节机构、导线支架、机座等，导线牵引器由履带牵引机构的履带与导线的摩擦力输出牵引力，牵引动力由三相异步电机提供，通过联轴器、减速机、转轴、链轮、链条等传递到履带上。丝杠调节机构采用双向丝杠，通过伺服电机驱动控制履带牵引机构的张开与闭合，从而达到调节夹紧力大小的目的，以满足对不同线径的导线进行牵引。履带牵引机构采用双轴驱动，使输送力和重力分别作用在电缆的两个方向上，有利于保护电缆的绝缘层，输送力通过复合履带传递，履带采用高强度耐磨橡胶，电缆受力均匀，经久耐用。牵引器最大输送力为６．５ｋＮ，推进速度０～２０ｍ／ｍｉｎ可调，并且能牵引导线前进和后退，解决了牵引过程中的过载、打滑问题。
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2.2导线剥皮器的设计
导线剥皮器主要实现导线的校直及剥皮功能。导线剥皮器包括导线校直单元、冲压机构和冲压模具。根据金属的弹塑性理论，采用二重式结构，对加工的导线进行校直，使导线顺利通过剥皮机构、切断机构及压接装置。冲压机构是通过电动机驱动飞轮，并通过离合器，由传动齿轮带动曲柄连杆机构使滑块上下运动，带动冲压模具对导线冲压剥皮。冲压模具（包括上冲压模具和下冲压模具）采用分体式结构设计，由四片纵切刀具与两片横切刀具组成。模具的装夹结构设计合理，拆卸方便，便于调整及更换模具，可定期加注润滑油润滑，防止模具卡住。导线剥皮可实现端部剥皮、中间剥皮，采用冲压式剥皮方式，速度快，效率高，通过调节刀具能适应不同商家的导线剥皮需求，并且不伤导线。
2.3导线切断器的设计
导线切断器完成导线辅助牵引、导线的切断、辅助剥皮、导线测长等功能，主要由进线滚轮、出线滚轮、刀架及刀具、编码器等组成。进线滚轮和出线滚轮都采用伺服电机驱动，在气动系统的作用下夹紧导线，对导线进行精确输送。刀具固定在刀架内，在伺服电机驱动下相对运动，上、下刀具合拢，按照所设定长度自动完成导线的切断。编码器对导线的长度进行计数。导线剥皮器冲压剥皮后，绝缘皮不会自行脱落，需要在导线切断器的配合下去除冲压后的绝缘皮。头部辅助剥皮时，冲压后的导线前进，当冲压部位的后端纵切口到达刀具位置时，上、下切断刀具开始进给，合拢到预设位置，导线反方向运动，头部绝缘皮即被剥离。引接线中部辅助剥皮及尾部辅助剥皮可按相同方法去除绝缘皮。通过切断机构与冲压机构相配合，在无人工参与的情况下去除了绝缘皮，省时省力，提高了引接线制作的效率。
2.4端子压接器的设计
端子压接技术是配电线路自动化定型加工设备的关键技术，主要完成端子的输送、自动上料，并对端子进行自动压接，也是配电线路自动化设备最重要的一环。端子压接器主要由压接装置、自动上料装置、液压系统等组成，其结构示意图如图７所示。压接装置主要包括压接固定座、液压缸以及上、下压模等，上、下压模安装方便，易于更换，采用液压系统提供动力，压力大，最大压力可达１０×１０４Ｎ，压接牢固，并且控制性能良好。自动上料装置是将端子自动套接到已剥皮导线上，主要包括端子卡盘、气动推杆、进给机构、导线管等，端子安装在卡盘上，气动推杆推动端子离开卡槽，在进给机构的运动下移动到压模位置进行预压，气动推杆缩回并退回到初始位置，导线管闭合，已剥导线在导线管的导引下进入端子内孔，上、下压模继续施加压力至合拢，将导线压实。液压系统为压接机构提供压力。液压油经吸油滤油器进入油泵增压后，经单向阀、换向阀、节流阀进入压接油缸，然后流回油箱。系统压力采用溢流调压回路，由溢流阀调整系统压力，配有压力表实时显示系统压力。为达到系统所需的压力，油泵采用柱塞泵，压力可达７５ＭＰａ。端子压接全程无需人工参与，压接速度快，压接质量好，实现了端子的自动压接作业。
结语
本文主要研究了配电线路自动化定型加工设备中导线牵引、自动剥皮、端子自动压接及导线切断的关键技术与方法，设计了系统总体结构，并通过试验测试了整套定型加工装备，实现了配电线路引接线的自动化流水线加工。
参考文献
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[3]赵玉良，戚晖，李健，等．高压带电作业机器人系统的研制［Ｊ］．制造业自动化，２０１２，３４（３）：１１４－１１７．
论文作者:苏相秒
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/10
标签：导线论文; 线路论文; 端子论文; 机构论文; 履带论文; 作业论文; 牵引器论文; 《当代电力文化》2019年第09期论文;