一种高效的清障绳索绑扎卡扣的研制获奖科研报告

一种高效的清障绳索绑扎卡扣的研制获奖科研报告摘

要：电力生产中，线路树障的清除是安全生产最基本的一项工作，而利用绳索来拉住树障进行切割，从而达到树木倾倒不会压倒导线的目的，这个是整个清障工作中必不可少的一部分。要想拉住树障控制其倒下的方向，就必须先将绳索绑扎好在树障的上部，如果清障时绳索的绑扎困难，不牢固，效率低，不安全，就会影响到整个清障工作，更会影响安全生产。

关键词：电力;树木清障;清障绳索绑扎卡扣

1清理树障概述

1.1清理树障在配网运维的作用

众所周知，电能需要导体才能流动，而生长在配电线路下的树木如果生长过高，则会成为天然的导体，给线路及行人带来严重的安全隐患。为确保电网的正常运行，降低线路故障跳闸率，运维人员需定期对树障进行清理。因此，及时清理树障，保证线路安全通畅运行是运维工作中必不可少的一个重要环节。

1.2清理树障的主要流程

日常清障可分为以下两个步骤。（1）布置工作现场安全措施。在施工地段路面上，根据作业需要，对作业范围进行围蔽，在路边作业时，需在来车方向50m处放置安全警示标志牌。（2）障碍、隐患清理。为防止树木（树枝）倒落在导线上，应设法用绳索将其拉向与导线相反的方向。绳索应有足够的长度，以免拉绳的人员被倒落的树木砸伤。树枝接触带电导线时，严禁用手直接去取。当树木接触10kV线路时，应设法防止行人在接地点8m以内;当树木接触0.4kV线路时，应设法防止行人在接地点4m以内。检查修剪后树木与带电导线的安全距离，确认障碍、隐患已清理。

1.3清理树障过程风险

目前，大部分地方的线路树木清障都靠绳索拉住树木从而控制树木的倒向，过程就是利用绝缘棒将绑套在树上的绳结推到树干上部去，然后用力拉紧绳结。但这种传统的做法作业期间绳索容易掉落，绳结容易缠绕树枝难以推上去，费时费力，效率低;除此之外绳结还容易打滑，不牢固，脱绳，存在安全隐患。分析现阶段清障存在如下问题。（1）登高绑扎树木的过程存在较大的安全风险。在树障清理过程中，需要运维人员登高将麻绳的一端绑扎在待砍伐树木上，再将另一端在地面上拉紧，才能避免被砍伐的树木倒向带电线路或周围人员。（2）登高绑扎树木耗时长。每清理一棵高杆树木平均耗时约20min，其中，攀爬及下落一次需要耗时约12min，砍伐约2min，清理现场约6min。可见，攀爬及下落耗时约占60%，大大地降低了工作效率。（3）人工绑扎效果不稳定。由于每次绑扎树木时，需要用人手重新绑扎，存在工艺的差别，出错率较高，当绑扎的绳结不牢固时，不得不重新登高绑扎，严重影响了工作效率

2高效清障绳索绑扎卡扣的研制

2.1研究背景

目前，大部分地方的线路树木清障都靠绳索拉住树木从而控制树木的倒向，过程就是利用绝缘棒将绑套在树上的绳结推到树干上部去，然后用力拉紧绳结。但这种传统的做法作业期间绳索容易掉落，绳结容易缠绕树枝难以推上去，费时费力，效率低;除此之外绳结还容易打滑，不牢固，脱绳，存在安全隐患。因此，研制新型轻便、高效、安全的绳索固定工具，用以提高安全性、高效性清障树木绳索绑扎工作成为一项亟需解决的问题。

2.2高效清障绳索绑扎卡扣的设计

该高效清障绳索绑扎卡扣的整体简图如下图所示：

本项目通过对清树障时绳索绑扎的方法、背景进行深入分析，针对传统绑扎方法使用上的缺陷和不足，专门研制符合清障现场工作使用的新型清障绳索绑扎卡扣。

新型轻便高效的清障绳索绑扎卡扣由树木卡扣部分、和连接绳索的绳索扣部分组成。结构特点是通过两边的三节活动臂相连接，可以卡住不同粗细的树木，由弹簧作用力其中，当没有卡住树木时，由于各个关节部位带有外转的限位器，使它原始状态为闭合状态;当使用时，向樹干推进，卡口自然张开，三节活动臂自动调节大小包住树干。等卡口越过树干时，卡口自动弹回扣合，夹紧树干;再利用绳索扣部分连接的绳索拉动卡扣，从而达到固定绳索在树木上部，有效控制树木倒向的作用。它有一定的机械程度，预设计内齿，固定牢固，效率高，安全系数高。

2.3高效清障绳索绑扎卡扣的功能说明

该卡口的功能说明：

（1）卡口部分：与活动臂部分连接，灵活可动，装设两个向外推动的弹簧，使其受力向外翻，但旋转部分专设限位器;当向树木推进时，卡口往里收，带动活动臂部分包裹树干;越过树干时自动弹回，相互扣紧。

（2）卡口端部：原始状态时相互受推力;绳索拉动时相互扣合。

（3）树木卡扣活动臂部分（卡身部分）：采用三节活动臂相连接，关节处设置向外转限位器;两臂间设置拉力弹簧，使其受力往里旋转，其作用在于调节大小，卡住树木;由于前端卡口端部原始状态相互受推力支撑，所以尽管两臂受拉力，但原始状态如图所示，不会向里旋转;尾部两节活动臂相连，连接部分带有绳索扣部分，可以扣住绳节与卡住绝缘棒。

（4）绳索扣部分：与树木卡扣活动臂部分相连，分为绳结扣和绝缘棒扣两部分。绳结扣：圆管结构，可开合，内部大于管部，可以卡住带绳节的绳子，优点是无需绑扎，牢固，灵活，方便。绝缘棒扣部分：内部留成绝缘棒端部形状的镂空，用于插入绝缘棒，将绳索扣与绳索送到树木需要绑扎的地方，用力向树木推去，卡住树木。优点在于高效灵活，安全可靠。

3.总结

该方案类似于长臂钳车的钳子，钳子连接绳索，利用绝缘棒将其送到树干上去，利用绝缘棒的推力和三节灵活臂自动调整大小，从而扣紧树木，开口处设计相互紧扣结构，活动臂内面还设计内齿，使其受力拉扯而不会脱落，该设计简单轻便，固定性强，效率高。有效解决了传统绳索绑扎的低效率，不安全等问题。同时这种卡扣轻便省力，适用范围广、操作方式简便，大大缩短了工