高精度可调式免损电缆头支架的研制与应用

0 引言

随着工业化进程加速与居民用电需求的持续增长，电缆作为电力传输与分配的核心载体，其运行可靠性直接关系到电力系统的安全稳定。电缆头作为电缆线路的关键附件，承担着密封防护、电气连接及绝缘保障等重要功能，其制作质量直接影响供电安全。据运行数据统计，在高压电缆系统故障中，除外力破坏因素外，电缆附件故障占比高达 85.5% ，其中电缆头相关故障占附件故障总量的 95% ，成为制约电网可靠运行的主要隐患点。

然而，当前电缆头安装施工环节仍面临三大行业难题：一是缺乏专用支撑装备，现场多靠人工肩扛或临时支撑物固定电缆，受环境影响难提供稳定精准支撑，电缆位置、夹持力度及作业姿态难控；二是工艺稳定性差、质量风险高，电缆重量大、截面粗，人工支撑易抖动，导致剥切、压接、密封等关键工序偏离标准，引发密封不严、电场畸变等问题，进而造成绝缘下降、局部放电甚至击穿[1]；三是劳动强度大、施工效率低，复杂场景下人工支撑增加人员体力消耗与安全风险，延长施工周期，且施工难量化管控、数据留痕，阻碍工艺标准化与数字化。

在此背景下，研制兼具高精度调节、免损夹持及智能适配能力的电缆头支架，成为解决当前施工痛点、推动配电网建设提质增效的迫切需求。

1 研究现状

1.1 传统电缆头支撑方式的类型与特点

目前，电缆头施工中的支撑方式主要分为三类：

（一）人工直接支撑

由1—2 名作业人员通过肩扛、手托等方式固定电缆，该方式灵活性强，但受人员体力与操作稳定性限制，支撑位置易偏移，尤其在电缆重量超过5kg 时，难以长时间保持稳定姿态，直接影响施工精度。

（二）临时支撑物辅助

利用施工现场现有梯子、沙袋、金属架等搭建临时支撑，虽能减轻人工负担，但支撑高度与角度难以精准调节，且受物体形状限制，无法适配不同规格电缆，同时存在支撑不稳定导致电缆滑落的安全隐患。

（三）简易固定支架支撑

部分场景采用焊接式金属支架，通过螺栓将电缆固定在支架上，但其高度与夹持尺寸固定，仅能适配单一规格电缆，且夹持部位多为刚性接触，易造成电缆外护套磨损，适用性与安全性较差[2]。

1.2 现有改进研究的进展与局限

针对传统支撑方式的不足，行业内已开展部分改进研究。部分研究通过采用可折叠式支架结构，提升支架的便携性，但其调节精度仍停留在厘米级，难以满足电缆头制作对毫米级高度控制的需求；另有研究尝试采用气动夹持装置替代人工固定，实现夹持力的稳定输出，但装置需外接气源，受施工现场供电、供气条件限制，适用性较弱；此外，少数智能支架引入传感器实现数据采集，但因结构复杂、成本过高，未实现规模化推广[3]。

综上，现有改进方案尚未同时解决“ 高精度调节、免损夹持、普适性强” 三大核心需求，迫需一款兼顾实用性、经济性与智能化的电缆头支架装备。

2 装置结构及工作流程

2.1 装置结构

（一）整体结构概述

高精度可调式免损电缆头支架整体由支撑调节系统、夹持固定系统及底座三部分组成，支架主体采用模块化设计，各部件通过螺栓连接，便于现场组装与后期维护。

（二）核心结构设计

① 高度调节系统

采用导轨与杆体配合的结构，可灵活调节高度以匹配施工常用需求，满足电缆头制作的姿态要求。调节无需复杂工具，通过简易锁定部件即可固定，提升操作便捷性。

② 电机驱动夹持装置

夹持系统安装于横向杆件上方，由电机带动弧形夹持构件动作，实现对电缆的稳定固定。夹持接触面为柔性设计，避免损伤电缆；且能自动调控夹持力度，既确保固定牢固，又防止破坏电缆结构。

③ 多部件稳固支撑结构

支撑部分通过多构件稳固连接，并配合可调结构，能在施工现场快速适配，为电缆头施工提供稳定的支撑基础。

（三）材料选择

支架核心部件选用高强度铝合金，经抗腐蚀处理，兼顾强度与耐候性；夹持部位的柔性材料具备良好的缓冲性与耐磨性；连接件选用镀锌钢材，提升防锈能力。

2.2 装置现场操作流程

支架现场操作简便，单人即可完成全部工序，具体流程如下：

（一）组装与调平：将各部件快速组装，通过底座支脚调节，使支架保持水平，确保施工过程稳定。

（二）高度调节：根据电缆安装高度需求，调整支撑系统的档位，锁定后完成高度固定，为施工提供合适的作业高度。

（三）电缆夹持：将电缆放置于夹持装置上，启动驱动部件，夹持板自动平稳闭合，通过电流反馈实现精准力度控制，完成电缆固定。

（四）施工与收纳：施工过程中，可根据需求随时微调支架状态；施工完成后，松开夹持装置，拆解支架部件进行收纳或转移，操作高效便捷。

3 本装置创新点

（一）高度自适应的电缆夹持调节机制

设计套筒—固定杆自适应调节结构，通过多孔螺栓限位与滑动配合，自动适配电缆头夹持高度。突破传统支架固定高度限制，快速适配多规格电缆，提升支架通用性与操作效率，减少人工调节误差。

（二）智能驱动同步夹持控制技术

采用电机驱动螺纹杆—滑杆联动机构，经连接杆同步控制上下夹持板，结合导向限位自动调节夹持力。突破人工/单点夹持局限，使电缆头均匀受力、稳定固定，提升作业可靠性与安全性。

（三）多点减振与柔性保护集成结构

上下夹持板内壁粘贴高弹性软材料，通过 L 形支板与置物板形成多点支撑减震系统。突破传统夹持直接损伤电缆的瓶颈，在稳定夹持的同时柔性保护电缆，避免其受压变形、磨损，实现高精度夹持与延长电缆寿命的双重效果。

4 应用效果

国网沂源县供电公司在多条电缆线路施工中应用新型高精度可调式免损电缆头支架，有效保障电缆头安装质量与施工安全，减少因电缆头故障引发的供电中断风险，让居民生活及企业生产用电更稳定可靠。同时，该支架推动配电网电缆头施工向标准化、智能化发展，为行业同类施工提供实用装备与技术示范，助力地方电网高质量建设，进一步服务区域经济发展与民生改善。

5 结语

本新型电缆头支架通过结构创新，有效解决了传统施工中的核心痛点，兼具高精度、免损性与便捷性。其模块化设计与智能控制技术，为配电网电缆头施工标准化提供了有力支撑，适用于各类施工场景。未来将进一步优化智能化水平，集成远程监控功能，并探索轻量化材料应用，提升支架的便携性与适应性，助力配电网施工技术升级。

[参考文献]

[1]文峰,符玉珊,杨超,等.电缆头制作及试验专用支架的研制[J].科技 风,2021(10):11-12.DOI:10.19392/j.cnki.1671-7341.202110006.

[2]于慧,狄勇,于子强.装配式活动电缆支架在高压电缆线路的应用分析[J].南方农机.2019,(17).

[3]邓长灏.基于一种新型电缆支架的研制及应用[J].中国科技投 资.2019,(1).93.DOI:10.3969/j.issn.1673-5811.2019.01.079.