一种应用TRIZ理论的新型组合便携式通用绝缘子托瓶装置研制

一种应用TRIZ理论的新型组合便携式通用绝缘子托瓶装置研制

解佳敏

云南电网有限责任公司曲靖供电局 云南 曲靖 655000

摘要：本论文介绍了一种应用TRIZ（理论发展、资源、创新和解决问题）理论的新型组合便携式通用绝缘子托瓶装置的研制。该装置旨在解决传统绝缘子托瓶在使用过程中存在的问题，如重量大、体积庞大、装卸不便等。通过应用TRIZ理论，本研究提出了一种创新的设计方案。

关键词：绝缘子；托瓶瓢；带电作业检修；强度校核；TRIZ理论

引言

近年来，随着电力系统的快速发展和电力设备的广泛应用，绝缘子作为电力传输和配电系统中的重要组成部分，其功能和可靠性需求也日益提高。传统的绝缘子托瓶在使用过程中存在一些问题，如重量大、体积庞大、装卸不便等，限制了其在实际应用中的灵活性和便捷性。

为了解决这些问题，本论文将应用TRIZ（理论发展、资源、创新和解决问题）理论，以提出一种新型组合便携式通用绝缘子托瓶装置。TRIZ作为一种创新工具和问题解决方法，以其系统性和科学性被广泛应用于不同领域的技术创新和产品设计中。

本研究的目标是基于TRIZ理论，通过创新设计和优化方案，开发一种具有轻量化、体积小、易于装卸和携带的新型组合便携式通用绝缘子托瓶装置。这将有效改善传统绝缘子托瓶的局限性，并提高其在电力系统中的实际应用性能。

一、新型组合便携式通用绝缘子托瓶装置的研制背景

在电力传输中，绝缘子串在输电线路正常工作和增强稳定性等具有很重要的作用，而在输电线路检修中，需要对应通过不同规格的绝缘子托瓶架进行检修和更换。常用220kV耐张绝缘子串的托瓶架长度超3米，常规配置的皮卡车、越野车货箱较小无法装载，运输托架需要但租赁轻型卡车类大型车辆运输，十分不便且增加了运输成本。这种传统的托瓶架运输不便、人工搬运不便，且电压等级间不能通用，增加了运输成本和人工作业的难度。绝缘子更换现场多为道路崎岖、树木茂密的地方，使用轻型卡车运输托瓶架无法到达检修现场附近，需要人工长距离搬运，搬运时托瓶架过长，常卡在树林中，或在悬崖边两人搬运风险极高。

二、应用TRIZ理论的新型组合便携式通用绝缘子托瓶装置研制

1.应用内容

为解决搬运绝缘子串过程中存在的问题，本技术提供了一种便携式通用绝缘子托瓶装置，将传统的托瓶架改造为装配式，能在减小托瓶架长度的同时满足通用性，实现用一套工具满足不同电压等级的耐张绝缘子串更换需求。新型组合便携式通用绝缘子托瓶架采用绝缘材料构成，由多节托瓶架组装而成，新型便携式托瓶架单节长度不超过1.2米，使用时进行组合安装，做到即安即用，插销式安装做到安装便捷，使用牢固，不使用时可拆卸放置在配置的托瓶架专用工具箱中，做到便携、运输方便，满足车辆运输和人工搬运的便携性。该装置采用插销式组合连接，长度可调，将不同等级电压的托瓶架合并为1套工具，实现1套工具在多个电压等级的运用，实现通用性。

2.技术方案

如图所示，本文所讨论的一种新型组合便携式通用绝缘子托瓶装置。具体地，所述丝杆2固定安装在主体支架6上，所述主体支架6上端部分设计U型卡槽，将滑动插销3固定于U型卡槽内；

进一步，所述滑动插销套接于插销套10内部，用于调节装置的长度；

进一步，所述插销套10的上端安装上端滑动固定板1，下端安装下端固定板4，用于放置滑动插销3；

进一步，所述插销套10内部上下两端安装钢珠滚轮安装板17，用于固定钢珠滚轮5，使滑动插销滑动顺畅；

进一步，所述装置两端各设置两块横担6，横担6下端由通过丝杆架8连接，内置法兰片9，对管道运行起伸缩作用；

进一步，所述双头丝杆18的一端用固定有梅花螺母7，旋转梅花螺母7，双头丝杆18横向距离收紧变短，两丝杆架之间距离缩短，带动动主体支架6上端向内运动，装置横向距离缩短；

进一步，所述连杆16与吊环11活动连接，大套杆14套接于大套筒15内，用于伸缩变化，大套杆14与大套筒15两端用连杆支架13活动连接，端套12套于活动插销，带动装置调整横向距离宽度。

标注：1－上端滑动固定板：2-丝杆；3－滑动插销；4－下端滑动固定板；5－钢珠滚轮；6－主体支架；7－梅花螺母；8-丝杆架；9-法兰片；10－插销套；11吊环；12-端套；13－连杆支架；14－大套杆；15大套筒；16－连杆；17－钢珠滚轮安装板；18-双头丝杆

3.实施方案

该装置使用前将装置的长度和宽度通过伸缩调节至与绝缘子适配大小，滑动插销3将装置的长度调整至合适长度，旋转调节梅花螺母7，双头丝杆18横向距离滑动缩短，主体支架6向内伸缩，由此调整装置横向距离宽度，将绝缘子串放置于装置上，再调整装置的大小，直至与绝缘子串大小匹配，通过绳索连接于吊环11运输至检修线路。使用完成后，作业人员可拆卸放置于配置的托瓶架专用工具箱中，便于携带使用。

（1）解决效果可见：现使用的220kV常规托瓶架长3.1米，研制的新型组合便携式托瓶架单节长度不超过1.2米，配置托瓶架专用工具箱，携带、运输方便，满足车辆运输和人工搬运的便携性。

（2）解决方法简单：现使用的110kV、220kV托瓶架为独立的两套工具，研制的新型组合便携式托瓶架采用拔插式组合连接，长度可调，组装灵活，能实现一套工具在两个电压等级的运用，实现通用性；

（3）解决使用结果：新型便携式托瓶架强度满足要求，与现有大刀卡、丝杆配套使用能轻松完成110kV220kV耐张绝缘子串单片或整串绝缘子更换：同时使用绝缘材料，保证使用过程中工作人员安全。

三、结果与讨论

1.新型组合便携式通用绝缘子托瓶装置的优点和特点

（1）创新性

TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）是一种系统化的创新方法论，能够帮助解决技术难题并提供创新的解决方案。因此，应用TRIZ理论进行研制的装置具有创新性和独特性，能够解决现有装置存在的问题。

（2）组合性

所述装置采用多种不同的组合方式，使其具有灵活性和多功能性。这意味着装置可以适应不同类型的绝缘子，以及满足不同工程或应用环境的要求。

（3）便携式

该装置具有便携式设计，使得它易于携带和移动。这种特点可以提高使用者的便利性和操作灵活性，特别是在需要频繁移动装置的场合。

（4）通用性

装置被设计为通用型，可以适用于多种不同类型的绝缘子，无论其尺寸、形状或其他特征如何。这种通用性可以降低维护和存储的复杂性，同时提高装置的适用范围和灵活性。

2.实际应用效果分析

（1）解决效果可见

现使用的220kV常规托瓶架长3.1米，研制的新型组合便携式托瓶架单节长度不超过1.2米，配置托瓶架专用工具箱，携带、运输方便，满足车辆运输和人工搬运的便携性。

（2）解决方法简单

现使用的110kV、220kV托瓶架为独立的两套工具，研制的新型组合便携式托瓶架采用拔插式组合连接，长度可调，组装灵活，能实现一套工具在两个电压等级的运用，实现通用性。

（3）解决使用结果

新型便携式托瓶架强度满足要求，与现有大刀卡、丝杆配套使用能轻松完成110kV220kV耐张绝缘子串单片或整串绝缘子更换：同时使用绝缘材料，保证使用过程中工作人员安全。

结束语

通过本研究，我们发现TRIZ理论为我们提供了一种强大的工具，帮助我们克服技术难题并提供创新的设计。我们的装置具有灵活性，能够适应不同类型和尺寸的绝缘子，同时具备便携性，方便现场操作和快速部署。此外，我们还注重了装置的安全性和高效性，确保绝缘子在运输和使用过程中的稳定性和保护。

我们相信，这种新型的组合便携式通用绝缘子托瓶装置在电力输配系统和其他相关领域具有广泛的应用前景。它不仅可以提高工作效率，减少操作时间和成本，还可以提升工作人员的安全性和装置的耐用性。

尽管本研究在设计和开发过程中取得了一定的成果，但仍存在改进的空间。未来的研究可以进一步优化装置的设计，考虑更多的功能和应用需求，以满足不断发展的行业需求。此外，还可以进行更详细的实验和测试，验证装置的性能和可靠性。

总的来说，本论文的研究为新型组合便携式通用绝缘子托瓶装置的研发提供了有益的参考和指导。我们希望这项研究能够为相关领域的专业人士和研究者提供启示，并为未来的技术创新和应用提供有价值的借鉴。

参考文献

[1]孙晓庆,张成军,秦小荣,等.一种便携式托瓶架悬挂装置:CN201911214039.2[P].CN110994448A[2023-07-04].

[2]温惠婷张建峰.更换架空线路耐张绝缘子托瓶架固定装置的研制[J].农村电气化, 2022(12):66-69.