多功能电动防误操作高压接地线的制作方法

1.本实用新型涉及发电企业运行维护的技术领域，具体地说是一种多功能电动防误操作高压接地线。


背景技术：

2.高压接地线是一种防止用电设备、线路突然来电，或用来消除用电设备感应电压、放尽剩余电荷的临时接地装置。
3.装设接地线的目的是为了防止电源断路器误合闸而造成设备突然来电，避免造成工作人员人身触电。接地线可使电源断路器三相接地短路保护，由断路器切断电源，能够释放工作地点各种原因产生的电荷，例如临近带电体产生的静电感应等可通过接地线入地，可以将工作地点母线三相短路接地，使检修回路上无触电危险，实现等地电位作业保护。
4.《电力安全工作规程》规定：装设接地线必须先接接地端，后接导体端，且必须接触良好，拆接地线的顺序与此相反。
5.现有的10kv以下室内高压接地线大多采用螺旋压紧式，需手动旋转接地棒丝杆带动平口线夹夹紧，因丝扣较长，操作人员手部易产生疲劳，操作起来费时费力。两人在配电柜内操作照明不足时，还需一人负责照明。
6.现有接地线无相关闭锁方面的技术措施，在装、拆接地线操作时容易发生违规操作，会出现先接导体端、后接接地端，以及先拆接地端、后拆导体端，都会使工作地点失去保护，极易造成触电伤害。
7.另外，目前因环境限制和设计因素的影响，在现场装设接地线时，存在装拆不方便的情况：在开关柜内安装接地线后，因接地线占用空间大，关闭柜门时会误碰接地线造成其脱落，所以无法关闭柜门而存在隐患；在接地线安装完后，从视觉方面无法有效地检查接地线接触是否良好，如果导体端和接地端松动而导致线夹脱落，则设备和人身即失去接地保护。
8.为防止接地线脱落，部分场合采取用机械锁将接地线线夹锁死，通过外观检查机械锁是否已锁好，但这是以管理五防为主，对判断接地线接触是否良好并无相关技术数据支撑，在接地线线夹脱落后无法在第一时间发现，无接地线接触不良的警告信号警示。
9.已有技术中，目前具有电气控制回路的接地线（例如专利号2019212712503，一种变电站电动接地线操作装置），其结构大多数是在接地棒内部空心部位连接控制引线，这种接线方式违背了用绝缘接地棒来提高操作人员安全系数、加大人员与设备安全距离的设计初衷，降低了接地棒绝缘强度，无法通过常规的接地棒绝缘耐压试验，而且在发生事故情况下会将高电压直接引致操作人员手部，对操作人员的人身安全造成极大威胁。


技术实现要素：

10.基于上述已有技术存在的缺点，本实用新型设计了一种可电动操作、具有防误操作闭锁等功能的多功能电动防误操作高压接地线。
11.本实用新型的技术方案如下：
12.一种多功能电动防误操作高压接地线，包括接地棒，所述接地棒包括操作杆和平口线夹，平口线夹的活动夹块上连接有丝杆，特点是，在操作杆和平口线夹之间连接设有电气控制机构，电气控制机构包括减速电机和控制模块，减速电机的电机轴与丝杆连接，由减速电机带动丝杆转动而控制活动夹块的移动，减速电机由控制模块控制运行；操作杆底部设有气动按钮，操作杆内设有空腔，气动按钮上连接有导气管，导气管穿过操作杆内的空腔后与控制模块连接；在平口线夹上设有薄膜压力传感器和反转限位行程开关，其中，薄膜压力传感器设在活动夹块正向位移的端面，反转限位行程开关设在活动夹块反向位移的端面，薄膜压力传感器和反转限位行程开关通过无线或有线线路与控制模块连接；
13.由上述接地棒分别组成接地端接地棒和导体端接地棒，导体端接地棒通过导线与接地端接地棒连接，接地端接地棒和导体端接地棒两者的控制模块上分别设有相对应控制的开关接点，其中：
14.在所述接地端接地棒上的控制模块中，包括有控制主板和电源，设有功能开关qs、微动开关k、三相压力开关常闭接点（ya、yb、yc），微动开关k与操作杆底部气动按钮上的导气管连接，功能开关qs、微动开关k、三相压力开关常闭接点（ya、yb、yc）依次串联后与控制主板连接，还设有正转限位压力开关常开接点yd与控制主板相连接；
15.在所述导体端接地棒上的控制模块中，包括有控制主板和电源，设有功能开关qs1、微动开关k1、压力开关常开接点（yd1\yd2\yd3），微动开关k1与操作杆底部气动按钮上的导气管连接，功能开关qs1、微动开关k1、压力开关常开接点（yd1\yd2\yd3）依次串联后与控制主板连接，还设有正转限位压力开关常开接点（ya1\yb1\yc1）与控制主板相连接；其中，压力开关常开接点（yd1\yd2\yd3）与接地端接地棒控制模块中的正转限位压力开关常开接点yd相对应，正转限位压力开关常开接点（ya1\yb1\yc1）与接地端接地棒控制模块中的三相压力开关常闭接点（ya、yb、yc）相对应。
16.进一步的，在接地端接地棒的控制模块中还设有报警回路，报警回路包括依次串联的报警开关sa、压力开关常闭接点yd4、报警装置，压力开关常闭接点yd4与正转限位压力开关常开接点yd相对应，在报警回路中还设有与三相压力开关常闭接点（ya、yb、yc）一一对应的三相压力开关常闭接点（ya2、yb2、yc2），三相压力开关常闭接点（ya2、yb2、yc2）与压力开关常闭接点yd4并联连接。
17.进一步的，在所述接地棒上还设有万向球头，万向球头连接在操作杆和电气控制机构之间。
18.进一步的，在所述接地棒上还设有照明灯。
19.本实用新型与已有技术相比，改进之处主要有以下几点：
20.一是接地棒的电动操作采用了气动开关原理来实现对电气回路的控制。气动按钮安装在接地棒尾部，pvc导气管穿过操作杆内部空腔后与控制模块中的微动开关连接，实现对减速电机的控制。pvc导气管内部充满的是空气，属于绝缘材质。这种控制方式可以很好地解决接地棒的绝缘问题；
21.二是设计了防误操作闭锁功能，在接地棒平口线夹上安装薄膜压力传感器传递压力信号，通过在控制模块中设定安装规则，做到防误操作必要的“装接地线时先接接地端，后接导体端，拆接地线顺序相反”，保证导体端三相均在打开状态才能操作接地端，接地端
在装设状态才能操作导体端，让操作步骤完全正确地执行。而且当接地线线夹接触不良或脱落时，还能发出声光报警，提醒操作人员检查接地线状态；
22.三是，还可以在接地棒上装设万向球头，可使操作杆折叠，实现接地线多角度安装，防止误碰造成接地线脱落。
23.与已有技术相比，本实用新型具有电机驱动节省操作时间、降低劳动强度、提高工作效率、防误操作功能保障了设备和人身安全等诸多优点，创新性高，实用性强。
24.下面结合附图及实施例对本实用新型做详细地解释说明。
附图说明
25.图1——本实用新型的结构示意图。
26.图2——本实用新型的接地棒的结构示意图。
27.图3——本实用新型接地端接地棒的控制模块原理图。
28.图4——本实用新型导体端接地棒的控制模块原理图。
29.图5——本实用新型接地端接地棒的控制模块中的报警回路原理图。
30.附图图面说明：
31.1操作杆，2丝杆，3平口线夹，301活动夹块，4导线，5气动按钮，6导气管，7万向球头，8电气控制机构，9减速电机，10照明灯，11反转限位行程开关，12薄膜压力传感器，
32.接地端接地棒的控制模块中：控制主板，电源，功能开关qs，微动开关k，三相压力开关常闭接点（ya、yb、yc），正转限位压力开关常开接点yd，
33.导体端接地棒的控制模块中，控制主板，电源，功能开关qs1，微动开关k1，压力开关常开接点（yd1\yd2\yd3），正转限位压力开关常开接点（ya1\yb1\yc1），
34.接地端接地棒的控制模块中的报警回路：报警开关sa、压力开关常闭接点yd4、三相压力开关常闭接点（ya2、yb2、yc2）、声光蜂鸣器，指示灯，gps模块。
具体实施方式
35.一种多功能电动防误操作高压接地线，包括接地端的接地棒和导体端的接地棒，接地端和导体端的接地棒结构基本相同，参见图2所示，接地棒包括有操作杆1和平口线夹3，平口线夹3上设有活动夹块301可以上下移动，活动夹块301上连接有螺纹丝杆2，在操作杆1和平口线夹3之间连接设有电气控制机构8，电气控制机构8包括有减速电机9和控制模块，减速电机9的电机轴与丝杆2连接，由减速电机9带动丝杆2转动从而控制活动夹块301的移动，减速电机9由控制模块控制运行；在操作杆1的底部设有气动按钮5，操作杆1的内部设有空腔，气动按钮5上连接有pvc导气管6，pvc导气管6穿过操作杆1内的空腔后与控制模块连接；在平口线夹3上还设有薄膜压力传感器12和反转限位行程开关11，其中，薄膜压力传感器12设在活动夹块301正向位移（使平口线夹3闭合的状态）的端面，反转限位行程开关11设在活动夹块301反向位移（使平口线夹3张开的状态）的端面，薄膜压力传感器12和反转限位行程开关11通过无线或有线线路与控制模块连接。
36.接地端接地棒为一个，因高压母线为三相，所以导体端接地棒为三个（三相），参见图1所示，即a相接地棒、b相接地棒、c相接地棒，三个导体端接地棒通过导线4与接地端接地棒连接。
37.接地端接地棒和导体端接地棒两者的电气控制机构8中的控制模块是不同的，由于接地端接地棒和导体端接地棒是相互配合同时使用，因此两者的控制模块上分别设有相对应控制的开关接点，其中：
38.参见图3所示，在所述接地端接地棒上的控制模块中，包括有控制主板和电源，设有功能开关qs（包含正转（安装）、停止、反转（拆除）三个位置）、微动开关k、三相压力开关常闭接点（ya、yb、yc），微动开关k与操作杆1底部气动按钮5上的pvc导气管6连接，功能开关qs、微动开关k、三相压力开关常闭接点（ya、yb、yc）依次串联后与控制主板连接，还设有正转限位压力开关常开接点yd和反转限位行程开关sq（即图2结构示意图中的反转限位行程开关11）与控制主板相连接；
39.参见图4所示，在所述导体端接地棒上的控制模块中，包括有控制主板和电源，设有功能开关qs1（包含正转（安装）、停止、反转（拆除）三个位置）、微动开关k1、压力开关常开接点（yd1\yd2\yd3），微动开关k1与操作杆1底部气动按钮5上的pvc导气管6连接，功能开关qs1、微动开关k1、压力开关常开接点（yd1\yd2\yd3）依次串联后与控制主板连接，还设有正转限位压力开关常开接点（ya1\yb1\yc1）与和反转限位行程开关sq1（即图2结构示意图中的反转限位行程开关11）控制主板相连接；其中，压力开关常开接点（yd1\yd2\yd3）与接地端接地棒控制模块中的正转限位压力开关常开接点yd相对应，正转限位压力开关常开接点（ya1\yb1\yc1）与接地端接地棒控制模块中的三相压力开关常闭接点（ya、yb、yc）相对应。
40.上述接地端接地棒和导体端接地棒的控制模块可直接采用已有的aqmd2410ns型号集成数控模板，例如aqmd2410ns-b2、aqmd2410ns-b3等，该型号模板可专用于直流电机电气控制，模板上设有多个可控开关接点，对控制主板进行分别编程后，即可分别安装于接地端接地棒及导体端接地棒中投入使用。
41.在接地端接地棒的控制模块中还可以设置报警回路，参见图5所示，报警回路包括依次串联的报警开关sa、压力开关常闭接点yd4、以及相应的报警装置（包括声光蜂鸣器、指示灯、gps模块等），压力开关常闭接点yd4与正转限位压力开关常开接点yd相对应，在报警回路中还设有与三相压力开关常闭接点（ya、yb、yc）一一对应的三相压力开关常闭接点（ya2、yb2、yc2），三相压力开关常闭接点（ya2、yb2、yc2）与压力开关常闭接点yd4并联连接，报警回路与控制模块中的电源连接由其供电。
42.进一步地，为了解决安装占用空间大的问题，在本装置的接地棒上还可以设置万向球头7，万向球头7安装连接在操作杆1和电气控制机构8之间（电气控制机构可以制作一个壳体，将减速电机和控制模块组装在内，属常用技术，不再赘述）。万向球头能够实现多方向旋转，在操作时，可以将接地棒弯折倾斜一定角度，既不影响前端平口线夹的夹持功能，也不必受后端操作杆长度设计的约束，实现接地线在狭小空间安装，或者安装部位接触面受限时进行多角度安装，占用空间小，防止开关柜门时误碰接地线而造成接地线接触不良和脱落，另外可以将接地棒折叠携带，方便实用。
43.在接地棒上还可以安装有照明灯10，自带照明功能，在照明不足的场所时，一人即可正常操作施工。
44.工作原理简述如下。
45.首先解释一下气动按钮5的使用，气动按钮5设计为二次动作模式，首次按下气动按钮5时压缩空气，带有压力的空气通过pvc导气管6启动微动开关，此时松开气动按钮5，微
动开关仍然保持启动状态，第二次按下气动按钮5并松开后可使微动开关复位。
46.一、安装。先接接地端，后接导体端：
47.参见图2和图3，安装接地端接地棒时，导体端接地棒的平口线夹3（活动夹块301）应处于张开状态，此时三相压力开关常闭接点（ya、yb、yc）为闭合状态。将功能开关qs切至正转（安装）位置，按下气动按钮5使微动开关k闭合，经控制主板，使减速电机9正转，带动平口线夹3实现闭合（减速电机9带动活动夹块301进行正向位移，夹住接地极，当安装在平口线夹3上的薄膜压力传感器12达到工作压力（5-9
㎏
）时，正转限位压力开关常开接点yd闭合（闭合时，同时使相对应的导体端接地棒上的压力开关常开接点（yd1\yd2\yd3）闭合，但报警回路中与之对应的压力开关常闭接点yd4是打开的），通过控制主板控制减速电机9停止运行，再次按下气动按钮5使微动开关k复位（打开），最后将功能开关qs切至停止位置，接地端安装完毕。
48.接地端接地棒安装完毕后才能安装导体端，以a相导体端接地棒为例，参见图2和图4，此时与接地端接地棒上的正转限位压力开关常开接点yd相对应的压力开关常开接点yd1为闭合状态，将a相导体端接地棒上的功能开关qs1切至正转（安装）位置，按下气动按钮5使微动开关k1闭合，经控制主板，使减速电机9正转，带动a相导体端接地棒上的平口线夹3实现闭合（减速电机9带动活动夹块301进行正向位移，夹住a相高压母线），当安装在平口线夹3上的薄膜压力传感器12达到工作压力（5-9
㎏
）时，正转限位压力开关常开接点ya1闭合，通过控制主板控制减速电机9停止运行，再次按下气动按钮5使微动开关k1复位（打开），最后将功能开关qs1切至停止位置，a相导体端接地棒安装完毕。上述正转限位压力开关常开接点ya1闭合时，相对应的接地端接地棒上的a相压力开关常闭接点ya同时打开，对应的，报警回路中的ya2也同时打开。
49.b相、c相导体端接地棒安装操作相同。同理，当正转限位压力开关常开接点yb1、yc1闭合时，相对应的接地端接地棒上的三相压力开关常闭接点yb、yc同时打开，即，当导体端的三个接地棒a相、b相、c相全部安装完毕后，接地端接地棒上与之相对应的三相压力开关常闭接点（ya、yb、yc）为打开状态，对应的，报警回路中的三相压力开关常闭接点（ya2、yb2、yc2）也同时打开。
50.由上可见，安装时，如未按规定顺序操作，想要先接导体端时，由于接地端未安装，接地端接地棒的平口线夹3处于张开位置，正转限位压力开关常开接点yd是打开的，因此在任一相导体端接地棒上与之相对应的压力开关常开接点（yd1\yd2\yd3）也是打开的，所以任一相导体端接地棒的控制模块电气回路是不通的，因此无法进行导体端接地棒的任何安装操作。
51.由上所述，总体实现了《安规》规定，装设接地线必须先接接地端，后接导体端，且必须接触良好的防误操作要求。
52.在上述接地端和导体端全部安装完毕后，还可以利用报警回路来进一步地确保安全。参见图5所示，接通报警开关sa，由上可知正常情况下，此时的三相压力开关常闭接点（ya2、yb2、yc2）以及压力开关常闭接点yd4都是处于打开状态，因此报警回路不通，不报警；当接地端或导体端接地棒上的任一薄膜压力传感器12低于工作压力（小于5
㎏
）时，即说明导体端或接地端的平口线夹3处已松动，接触不良或脱落，则只要任一导体端接地棒的正转限位压力开关常开接点ya1\yb1\yc1失压打开，或者接地端接地棒的正转限位压力开关常
开接点yd失压打开，就会导致相对应的三相压力开关常闭接点（ya、yb、yc）闭合并导致三相压力开关常闭接点（ya2、yb2、yc2）闭合，或者压力开关常闭接点yd4闭合，报警回路接通，发出声光报警，并通过gps模块定位脱落接地线所处配电室位置，提醒操作人员注意检查接地线，快速进行处理，提高工作效率，避免发生安全事故。
53.二、拆除。先拆导体端，后拆接地端：
54.参见图2和图4，拆除导体端（以a相导体端接地棒为例）时，由上可知此时的压力开关常开接点yd1为闭合状态，将功能开关qs1切至反转（拆除）位置，按下气动按钮5使微动开关k1闭合，经控制主板，使减速电机9反转，带动a相导体端接地棒上的平口线夹3打开（减速电机9带动活动夹块301进行反向位移，松开a相高压母线），正转限位压力开关常开接点ya1打开（相对应的，接地端接地棒上的a相压力开关常闭接点ya同时闭合，对应的，报警回路中的ya2也同时闭合），当触动设在活动夹块301反向位移端面的反转限位行程开关11（sq1）时，通过控制主板控制减速电机9停止运行，再次按下气动按钮5使微动开关k1复位（打开），最后将功能开关qs1切至停止位置，导体端拆除完毕。
55.b相、c相导体端接地棒拆除操作相同。同理，当正转限位压力开关常开接点yb1、yc1打开时，相对应的接地端接地棒上的三相压力开关常闭接点yb、yc同时闭合，即，当导体端的三个接地棒a相、b相、c相全部拆除完毕后，接地端接地棒上相对应的三相压力开关常闭接点（ya、yb、yc）为闭合状态，对应的，报警回路中的三相压力开关常闭接点（ya2、yb2、yc2）也同时闭合。
56.导体端接地棒拆除完毕后才能拆除接地端。参见图2和图3，当导体端接地棒全部拆除完毕后，接地端接地棒上的三相压力开关常闭接点（ya、yb、yc）为闭合状态，将功能开关qs切至反转（拆除）位置，按下气动按钮5使微动开关k动作，经控制主板，使减速电机9反转，带动接地端接地棒上的平口线卡3打开（减速电机9带动活动夹块301进行反向位移，松开接地极），正转限位压力开关常开接点yd打开（相对应的，三个（a相、b相、c相）导体端接地棒上的压力开关常开接点（yd1\yd2\yd3）打开，报警回路中的压力开关常闭接点yd4闭合），当触动设在活动夹块301反向位移端面的反转限位行程开关11（sq）时，通过控制主板控制减速电机9停止运行，再次按下气动按钮5使微动开关k复位（打开），最后将功能开关qs切至停止位置，接地端拆除完毕。
57.由上可见，拆除时，如未按规定顺序操作，想要先拆接地端时，由于导体端未拆除，此时任一相导体端接地棒的平口线夹3都处于闭合位置，其正转限位压力开关常开接点（ya1\yb1\yc1）都是闭合的，因此接地端接地棒上与之相对应的三相压力开关常闭接点（ya、yb、yc）处于打开状态，接地端接地棒的控制模块电气回路不通，因此无法进行接地端接地棒的拆除操作，只有必须拆除了所有三相导体端接地棒后，接地端接地棒的三相压力开关常闭接点（ya、yb、yc）同时闭合，才能操作拆除接地端。
58.由上所述，总体实现了《安规》规定，拆除接地线必须先拆除导体端，后拆除接地端的防误操作的相关要求。
59.上述导体端及接地端都拆除完毕后，打开报警开关sa，断开报警回路，报警信号解除。
60.减速电机9带自锁功能，可保证在控制接点动作，电机停电时，其蜗轮给蜗杆一个反向滑力，不能使蜗杆反向转动，电机迅速停止转动，保证精确操作。
61.另外，在本装置上还可以设有近电式报警器（参见cn201520395625.2多功能一体化绝缘测量装置，属已有技术，不再赘述），遇有设备带电时，可以提前预警，保证安装接地线时，不会出现带电操作，保证人身安全。