周亚峰 罗培焱 罗忠礼
国网福建省电力有限公司龙岩供电公司 福建龙岩 364000
引言:架空输电线路是电力系统的重要组成部分,担负着将电能长距离输送的任务。龙岩地区地处山区，架空输电线路大多处于山区地带，通道环境异常复杂。输电线路建设完成后，其允许的最大弧垂和最大风偏便限制在相应的范围内，而生长在线路通道里的树木高度却是随着时间非线性变化的逐渐增长。当树木增长至不满足与该线路的安全距离要求时，便处于放电的临界状态，极易引发输电线路安全事故，造成人员伤亡、经济损失，严重影响了人员与线路的安全，故通道树木管控是输电线路运维工作的重中之重。树障控制措施包括砍伐和修剪，前者虽然能彻底地防止树障事故，但是破坏了生态环境，不符合绿水青山就是金山银山的发展理念，且易引发树木青赔纠纷，存在服务与法律风险，故今后的树障控制趋势是以树木修枝为主。
1项目背景
输电线路通道树木修枝目前主要是修枝人员利用安全带和爬树脚扣，爬到需要修枝的树枝附近进行修剪，人员存在高处坠落和蜜蜂蚂蚁等动物伤害的作业风险，若树木超高树枝倒落方向控制不好存在人员触电和线树放电跳闸的安全风险。其次线路通道内存在一些树干较大的树木或树干较细且高的桉树毛竹等速森林，若线树距离不足需处理时人员无法爬树修枝。再次若树枝与带电线路安全距离不足无法带电处理时，需停电进行处理的情况将造成停电损失和降低供电可靠性。
修枝人员在地面利用高枝锯对树枝进行修剪，能有效降低这些作业安全风险。目前现有高枝锯最长仅有4米、采用锯片且无电动旋转功能，存在由于树脂和树屑影响易卡锯、无法灵活修剪树竹、无绝缘功能且不满足距离放电点8米以外的安全距离等问题，用在输电通道修枝时效率较低且不满足安全距离要求。
2 项目方案与实施
基于上述问题，本文提出研发一种多角度链锯式轻型高枝锯，包括绝缘杆、设置在绝缘杆上部的伸缩杆和设置在伸缩杆顶部的调节装置；伸缩杆的内部分别设有控制器、电池和信号接收模块，调节装置包括设置在伸缩杆顶部的底座、设置在底座内部的螺纹杆、设置在螺纹杆上部的限位齿，限位齿的两侧均设有行程开关，限位齿的顶部连接有摇杆，摇杆的侧壁上设置有定位器摇杆的顶部铰接有外壳，外壳的前端设置有链锯，外壳的内部分别设置有第二电机和减速箱；本发明实用性强，操作起来非常简单，通过摇杆和外壳的摆动使得切割角度可控可变，可广泛适用于树竹的修剪，能安全有效地消除线树缺陷，解决输电通道内大量树障无法清理的问题，有效降低作业人员的安全风险。
图1至图2的一种多角度链锯式轻型高枝锯，包括绝缘杆、设置在绝缘杆上部的伸缩杆和设置在伸缩杆顶部的调节装置；伸缩杆的内部分别设有控制器、电池和信号接收模块，调节装置包括设置在伸缩杆顶部的底座、设置在底座内部的螺纹杆、设置在螺纹杆上部的限位齿，限位齿的两侧均设有行程开关，限位齿的顶部连接有摇杆，摇杆的侧壁上设置有定位器摇杆的顶部铰接有外壳，外壳的前端设置有链锯，外壳的内部分别设置有第二电机和减速箱。
绝缘杆和伸缩杆均为中空的圆柱型结构，绝缘杆的顶部与伸缩杆的底部插接或螺纹连接，伸缩杆内腔的底部分别设置有控制器、信号接收模块和电池，伸缩杆由碳素纤维材料制作而成。
伸缩杆外侧壁的下部套设有圆环型的连接环，连接环的侧壁面上连接有两脚架。
伸缩杆的顶部与底座固定连接，底座为中空的长方型结构，底座的顶部开设有长条型的开口，摇杆从开口处插入并通过销轴与底座铰接，摇杆的底部不可拆卸地连接有限位齿。
限位齿为扇型结构，限位齿的顶部与摇杆的底部形成夹角，限位齿的弧型底边上均匀分布有齿，限位齿底边上的齿与螺纹杆咬合连接。
螺纹杆设置在底座内底面的上部，螺纹杆的两端均连接有第二轴承，两个第二轴承呈对称结构固定在底座的内壁面上，两个第二轴承的上方均固定有行程开关。
螺纹杆的一个端头连接有第一电机，第一电机固定在底座的外壁面上。
外壳的底部通过设置螺栓与摇杆的顶部铰接，外壳的内部固定有两个第一轴承，两个第一轴承之间设置有驱动轴和第二电机，驱动轴的前端与固定在外壳上的链锯连接，驱动轴的末端设置有减速箱，减速箱上连接有第一连杆，第一连杆的末端铰接有第二连杆，第二连杆的底部贯穿外壳的底部面连接有支撑杆，支撑杆的一个端头与第二连杆铰接，支撑杆的另一个端头固定在摇杆的侧壁面上。
定位器为开口朝外的“V”字型结构，定位器的末端与摇杆的侧壁面固定连接，定位器相向设置的两个壁面上均匀分布有若干个防滑齿。
使用本高枝锯时，首先，根据实际操作需要将伸缩杆5调整至合适的长度，进一步将绝缘杆1的底部落在平整的地面上，调整两脚架21的两条腿之间的距离，使两脚架21和绝缘杆1共同形成三点稳定支撑，进一步将定位器7的开口对准待切割的树竹，使得树竹卡合在定位器7的内部，然后通过遥控器发射信号，信号接收模块4接收信号，在控制器的作用下使电池2为第一电机6和第二电机12提供电力，第一电机6的输出端控制螺纹杆24在两个第二轴承25之间的转动，在第一电机6的作用下使得螺纹杆24在底座19的内部首先进行顺时针旋转，螺纹杆24的转动带动限位齿22进行摆动，当限位齿22摆动并触碰到一侧的行程开关23时，螺纹杆24改为逆时针旋转，限位齿22回摆，在限位齿22的摆动作用下带动摇杆20在底座19顶部面的开口处进行摆动，当摇杆20调整至合适的角度之后，通过遥控器进一步调节外壳14的角度，在第二电机12的作用下带动驱动轴11进行转动，驱动轴11的末端通过减速箱13控制第一连杆15的摆动，第一连杆15的摆动带动第二连杆16在支撑杆17的上部进行摆动，外壳14的底部开设有用于第二连杆16进行摆动的长条型开口，在第一连杆15和第二连杆16的共同作用下实现外壳14在摇杆20的顶部进行摆动，外壳14角度的调整使得固定在外壳14前端的链锯9与待切割的树竹之间的角度发生变化，进一步通过第二电机12控制链锯9的转动和切割，链锯9与定位器7配合实现树竹的修枝工作顺利进行，定位器7上防滑齿8的设置可以增大定位器7与树竹的摩擦力，避免树竹滚动或滑脱。
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图 1
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图 2
图1和图2标记表示为：
1、绝缘杆；2、电池；3、连接环；4、信号接收模块；5、伸缩杆；6、第一电机；7、定位器；8、防滑齿；9、链锯；10、第一轴承；11、驱动轴；12、第二电机；13、减速箱；14、外壳；15、第一连杆；16、第二连杆；17、支撑杆；18、销轴；19、底座；20、摇杆；21、两脚架；22、限位齿；23、行程开关；24、螺纹杆；25、第二轴承。
3 项目应用效果分析
多角度链锯式轻型高枝锯与现有高枝锯相比，具有以下优势：
（1）多角度链锯式轻型高枝锯在使用时，能够通过无线遥控启停，通过摇杆和外壳的摆动来调整链锯的角度使切割角度可调可控，配合定位器将待修剪的树竹进行固定，能安全有效地消除线树缺陷，解决输电通道内大量树障无法清理的问题；修枝人员在地面利用高枝锯对树枝进行修剪，能有效提高修枝效率、降低作业人员的安全风险。
(2)利用多角度链锯式轻型高枝锯提供的防滑齿设置在定位器上相向的两个壁面上，在夹紧树竹时防滑齿提高了摩擦力，有效防止树竹滚动滑脱，通过摇杆的摆动来实现链锯横向角度的变化，再通过外壳的摆动来实现链锯纵向角度的变化，进而使得链锯的切割角度灵活可变。
(3)多角度链锯式轻型高枝锯提供的螺纹杆在第一电机的驱动下进行转动，和摇杆一体连接的限位齿随螺纹杆的转动进行摆动，而底座内部的两个行程开关则限制了限位齿的摆动范围和螺纹杆的转动方向。
(4)多角度链锯式轻型高枝锯提供的两脚架配合套在调节杆上的连接环进行使用，在操作时将绝缘杆落在地面，绝缘杆和两脚架共同形成三点支撑，为伸缩杆提供了稳定的支撑，且伸缩杆和绝缘杆均为中空结构，操作起来更加省力。
(5)多角度链锯式轻型高枝锯提供的控制器、信号接收模块和电池均设置在伸缩杆空腔的内底部，有效减轻了伸缩杆上部作业的重量，操作起来更加方便。
4 结语
综上所述，多角度链锯式轻型高枝锯应用于输电线路通道树木缺陷处理，能避免高处坠落、动物伤害、人身触电、法律服务等风险，携带方便、操作灵活便捷，可以修剪不同高度的树枝，能安全有效地消除线树缺陷，减少由于线树危急消缺申请线路停电和线树放电造成停电跳闸的次数，保证了输电线路的安全稳定运行；同时该工具可以适用于本电力系统配电专业线路通道线树缺陷的消除，同样也适用于城市园林绿化树木的修剪，具有较大的推广价值。