一、成果简介：  

带电接火（带电接引流线）是目前电力行业开展最为广泛的带电作业项目，是提升供电可靠性最重要的措施之一。J型线夹是目前带电接引作业中应用广泛接续可靠的接续金具之一。但是，目前在应用J型线夹进行带电接火工作时普遍存在作业过程劳动强度大、安全风险高、作业效率低、绝缘层剥除困难、线夹安装工艺不合格等问题。当前使用绝缘导线剥皮器在剥除导线的绝缘层时，其进刀深度需要根据绝缘层厚度手动进行调整，由于绝缘层厚度存在多种规格并且绝缘导线制造过程中其绝缘层厚度存在一定误差，所以手动将进刀深度调整到准确位置较为不便。如果进刀深度不足，会造成剥皮不完整的情况，需要再次调整；如果进刀过度，则会造成线芯的损伤和剥皮器刀具的损坏，严重时会造成导线断股，带来严重的安全隐患。因此亟需研制自动、灵巧的带电作业智能化工器具。

本项目研发的10kV架空绝缘线路智能剥皮及J型线夹自动安装成套装置由两种工具组成：绝缘导线智能剥切装置和J型线夹自动安装装置。项目发明了全球首台绝缘导线智能剥切装置，在无需换刀和调刀的情况下，实现了对不同导线截面、不同绝缘层厚度的自动适应，“一键式”剥除导线绝缘层，解决了带电作业工作中长期存在的一个疼点；首创了J型线夹自动安装成套装置的J型线夹翻盖式线夹夹持、自适应支线夹持、主导线同步触发捕获、电动跟随式紧固技术，首次实现了不对J型线夹改动下的标准化安装，解决了J型线夹形状不规则、线夹J形元件与螺栓螺母位置相对变化的安装难题。

图1 绝缘导线智能剥切装置

图2 J型线夹自动安装装置

二、技术优势及性能指标：

10kV架空绝缘导线的线芯材料为金属材料，外部绝缘层为绝缘材料，两者对光的反射率有着明显的差别，线芯对光的反射较强，绝缘层对光的反射较弱。根据此特性，本项目采用激光发射和接收装置，通过光纤不间断地向剥皮刀后方位置发射激光并接收其反射信号，当激光反射信号强度未达到阈值时，一边旋转剥皮一边小步尝试进刀，直到激光反射信号强度超过阈值，则停止进刀，此时刀的位置正好可以剥除绝缘层而不会伤到线芯，从而自动适应不同线径和不同厚度绝缘层的导线.

通过探测绝缘层来自动调整刀具，实现不同线径、绝缘层厚度非标情况下绝缘导线的自适应无损剥皮。综合采用剥切刀具和线芯相对位置高动态检测技术和高精度刀具调节控制技术、自适应线缆恒力夹持技术、数控轴向和周向进给控制系统、实时无线监控技术、智能自检与报警技术、轻量化和抗干扰技术实现自动剥皮。其工作流程图和进刀控制部分结构图如图2所示。

图1 绝缘导线智能剥皮器功能

图2 智能剥皮器工作流程图

J型线夹自动安装装置可实现单人、单装置、30min完成三相J型线夹的安装工作。通过采用J型线夹的夹紧机构设计和电动解锁技术、紧固机构的智能控制技术、支线自适应夹紧技术、装置实时无线监控技术、装置智能自检与报警技术、轻量化和抗干扰技术，实现绝缘杆作业法安装J型线夹的自动化开展，提升效率和工艺质量，减少人工干预，降低劳动强度，具有操作简单、线夹安装质量可靠的特点，解决了采用绝缘杆作业法安装J型线夹的难题。

图3 J型线夹自动安装装置功能

J型线夹安装工具由线夹夹持、支线夹持、主导线挂载、螺栓拧紧、解锁脱离机构组成，各部分协同工作，其作业流程如下：

图4 J型线夹安装作业流程

三、所属领域：

综合能源服务方向：综合能效服务技术

四、成熟度：

产业化阶段

五、市场应用情况及经济效益分析：

市场应用情况：本项目成果推动了J型线夹安装与导线剥皮的自动化水平，具有全行业推广的前景。项目成果同时解决了绝缘导线绝缘层自适应剥切和J型线夹的自动安装两大难题，可广泛应用于电网企业的配网线路的用户接入、线路改造、设备检修、负荷转移等架空绝缘线路带电接引作业，有效提升带电接火作业的效率和安全性，有效提高供电可靠性，减小电网企业运检人力、物力投入。此外，本项目可以配套到人工智能带电作业机器人的研发单位，可有效降低其开发难度，丰富带电作业机器人的作业项目，提升市场竞争力。通过企业标准制订、专利实施许可、产业公司转化，成果已在安徽、贵州、西藏、福建、四川、江苏、湖南等省内外电力行业获得推广应用，成功应用于张黎明团队研制的“创享Ⅱ号”带电作业机器人，受到了习近平总书记的视察，并助力西藏山南公司实现带电作业零的突破。

经济效益：本项目研制的10kV架空绝缘线路J型线夹自动安装成套装置通过权威机构的知识产权评估，与安徽明生恒卓科技有限公司开展产业化工作，通过单一来源采购，目前装置已在国网电商二级平台部署上线。2020年截止目前，J型线夹自动安装成套装置已经国网安徽、江西、福建、南网贵州等地销售84台。J型线夹自动安装成套装置售价为10万元/台，2020年新增销售额840万元，根据专利实施许可合同，国网安徽电科院收取销售合同额10%的专利许可费84万元。若购买一台全进口日本NGK永木精械手动剥皮器和J型线夹的手动安装工具市场价19万元，购置84台本项目产品可节省工具购置费756万元。截止至目前产生的经济效益达1596万元，经济效益显著。

社会效益：项目成果引领了配网不停电作业工器具自动化水平的发展，提高了配网带电作业本质安全，促进了带电作业的安全稳妥开展；降低了劳动强度，提升了作业质量和效率，对提高供电可靠性、优化营商环境具有十分重要的意义。J型线夹自动安装成套装置推动了带电作业装备的自动化、智能化发展、对于各地普及、推广更安全的带电作业方法，保证带电作业安全、稳妥和积极发展，保障作业人员人身安全，进而提高供电可靠性具有重要意义。