一種簡(jiǎn)便拆卸式隔離開關(guān)吊裝工具

葉健忠

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東江門 529000

一種簡(jiǎn)便拆卸式隔離開關(guān)吊裝工具

葉健忠

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局，廣東江門 529000

在進(jìn)行折疊式隔離開關(guān)大修、更換作業(yè)時(shí)，因變電站內(nèi)場(chǎng)地空間和供電可靠性的限制，難以使用吊車進(jìn)行吊裝。在這種情況下，目前只能依賴搭建腳手架平臺(tái)，分拆隔離開關(guān)進(jìn)行檢修這種低效耗勞動(dòng)量的檢修方法。針對(duì)這種情況，本文在考慮現(xiàn)場(chǎng)空間因素、隔離開關(guān)重量因素的基礎(chǔ)上，研制出一種輕型便攜、可拆式的隔離開關(guān)吊裝工具，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、應(yīng)用，大大提高了作業(yè)效率，降低勞動(dòng)量和安全風(fēng)險(xiǎn)。

吊裝工具；拆卸式；隔離開關(guān)

變電站戶外折疊式隔離開關(guān)的大修、更換是一項(xiàng)工作量大的工作，其中設(shè)備吊裝難度大是制約工作高效開展的重要因素。目前，在使用吊車吊裝的過程中存在有以下缺點(diǎn)：因場(chǎng)地空間不足、現(xiàn)場(chǎng)草地承壓能力不足等，導(dǎo)致吊車無法使用；因吊臂與帶電區(qū)域安全距離不足、而需要額外增加相鄰間隔的停電，降低供電可靠性[1]。當(dāng)在無法使用吊車的情況下，工作人員需通過搭建腳手架平臺(tái)，對(duì)隔離開關(guān)進(jìn)行分拆，多人分層傳遞至地面進(jìn)行檢修，檢修完畢后，再傳遞至構(gòu)支柱，進(jìn)行組裝。這種方式，大大增加工作人員的數(shù)量和勞動(dòng)強(qiáng)度，增加作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，降低工作效率，增加停電時(shí)間[2]。針對(duì)上述情況，本文研制一種簡(jiǎn)便占空間少，可拆卸便于運(yùn)輸?shù)碾妱?dòng)吊裝工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)隔離開關(guān)的吊裝，降低勞動(dòng)強(qiáng)度、風(fēng)險(xiǎn)，提高效率。

1 吊裝工具設(shè)計(jì)思路

1.1 吊裝工具設(shè)計(jì)要求

吊裝工具的設(shè)計(jì)應(yīng)重點(diǎn)考慮承載重量、固定方式、動(dòng)力來源、控制方式以及結(jié)構(gòu)尺寸等因素[3]。

1）承載重量應(yīng)滿足110kV、220kV戶外的隔離開關(guān)的重量范圍約為100kg-200kg的要求。

2）固定方式應(yīng)滿足支撐最大承載重量的要求，并且連接穩(wěn)固，可采用地面固定方式、支柱固定方式和地面支柱相結(jié)合固定方式。

3）動(dòng)力來源應(yīng)滿足獲取方便，可靠要求，可采用電動(dòng)方式、人力方式或兩者兼?zhèn)洹?/p>

4）控制方式應(yīng)滿足能使吊裝設(shè)備在水平和垂直方向的移動(dòng)，并具有微調(diào)、制動(dòng)功能。

5）結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足承載重量的強(qiáng)度要求，并且滿足便于搬運(yùn)、便于安裝的要求?？刹捎瞄T型結(jié)構(gòu)或“T”型結(jié)構(gòu)等。110kV、220kV折疊式隔離開關(guān)在分閘狀態(tài)下的總高度分別為4.3m、5.5m，而吊裝工具的高度要比隔離開關(guān)高0.7m。

1.2 吊裝工具方案選擇

1）固定方式。

吊裝工具所受到的力一方面來源于自身重量和隔離開關(guān)在垂直方向的分力，另一方面來源于受力不平衡使吊裝工具傾倒的力。對(duì)于垂直方向的力以地面支撐的方式固定較為理想，為防止工具傾倒，需添加面積較大的底板，但底板增加體積和重量。可結(jié)合變電站戶外安裝在支柱上的特點(diǎn)，通過連桿抱箍與支柱連接，防止工具傾倒。因此選擇地面支撐、抱箍連接支柱的固定方式。

2）結(jié)構(gòu)方式。

由于變電站空間較有限，若采用門型結(jié)構(gòu)，不僅體積較大，安裝不靈活，且會(huì)增加與帶電部位放電的危險(xiǎn)[4]；“T”型結(jié)構(gòu)，主體以垂直桿作為支撐，頂端僅需伸出0.8～1m的橫臂作為吊鉤的支撐點(diǎn)，結(jié)合地面支撐，連桿抱箍連接支柱的方式，并可作為吊裝工具的主體結(jié)構(gòu)。在水平面的所占空間直徑小于2m，這種結(jié)構(gòu)節(jié)省材料，重量較輕，占空間小，宜采用“T”結(jié)構(gòu)。

3）動(dòng)力方式。

隔離開關(guān)重量范圍為100kg-200kg，若采用人力方式，可利用手拉葫蘆的省力功能對(duì)隔離開關(guān)進(jìn)行升降。而變電站內(nèi)可十分方便地獲得電能，也可采用電動(dòng)方式作為動(dòng)力來源。從靈活性考慮，宜配置兩種動(dòng)力方式切換功能。

4）控制方式。

隔離開關(guān)的吊裝過程，包括隔離開關(guān)從絕緣瓷瓶至地面的垂直位移和移出絕緣瓷瓶上方的水平位移。垂直方向上的位移可通過電機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩、葫蘆、吊鉤牽引隔離開關(guān)實(shí)現(xiàn)，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)隔離開關(guān)的升降；而水平面上的位移，在垂直支撐臂下部安裝旋轉(zhuǎn)基座，可使吊裝工具以垂直臂為中心旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)隔離開關(guān)在水平面上的移動(dòng)，以人力控制，且在旋轉(zhuǎn)座具有限位功能。

5）材料選擇。

不銹鋼具有較好的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，可以滿足吊裝工具的強(qiáng)度要求，但不銹鋼密度約為7.9g/cm3，密度較大，會(huì)導(dǎo)致工具過于笨重而難以搬運(yùn)，增加勞動(dòng)量，而目前7系鋁合金的抗拉、屈服強(qiáng)度都能達(dá)到不銹鋼的強(qiáng)度[5]，而其密度約為2.8g/cm3，重量?jī)H為不銹鋼1/3左右。選作7系鋁合金作為主材料。

2 吊裝工具制作

2.1 吊裝工具構(gòu)成

根據(jù)吊裝工具設(shè)計(jì)思路，吊裝工具結(jié)構(gòu)原理圖見圖1。隔離開關(guān)吊裝工具由四部分構(gòu)成：支撐機(jī)構(gòu)、固定機(jī)構(gòu)、操動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)。支撐機(jī)構(gòu)：底部以一方形鋁合金板作為支撐，以無縫鋁合金管作為豎臂和橫臂，其中豎臂分下中上三節(jié)，對(duì)應(yīng)110kV等級(jí)長(zhǎng)度分別為：2.1、1.1、2.1m，220kV等級(jí)為2.1、2.1、2.1m，橫臂長(zhǎng)0.8m。分節(jié)間采用插入對(duì)接式連接，用翼行螺絲貫穿鎖定連接，用手?jǐn)Q便可完成主體結(jié)構(gòu)的拼裝。豎臂與橫臂間采用斜臂三角固定，增加結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；固定機(jī)構(gòu)：共設(shè)兩個(gè)抱箍連桿固定吊裝工具，防止傾倒，四個(gè)抱箍，有三個(gè)逼緊支柱與吊裝工具豎臂，其中豎臂上方為軸承套筒結(jié)構(gòu)。

操動(dòng)機(jī)構(gòu)；豎臂下端抱箍上方設(shè)有旋轉(zhuǎn)基座，橫臂以豎臂為軸心轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)隔離開關(guān)在水平面方向移動(dòng)。而豎臂上端軸承套筒設(shè)計(jì)不妨礙豎臂轉(zhuǎn)動(dòng)。在0.8m高的位置設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)操作把手。升降機(jī)構(gòu)：橫臂的尾端設(shè)有“U”形環(huán)，用以懸掛滑輪。共設(shè)有兩種升降機(jī)構(gòu)，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境靈活選用，其一，懸掛1噸手拉葫蘆，人力拉動(dòng)隔離開關(guān)升降；其二為懸掛滑輪吊鉤，用鋼絲繩沿著橫臂、豎臂連至豎臂下方的電機(jī)，電動(dòng)控制升降。

圖1 吊裝工具結(jié)構(gòu)

2.2 吊裝工具材料

吊裝工具主要材料見表1。以7系鋁合金作為主體材料，既保證有足夠的強(qiáng)度，又具備輕型便攜性的特點(diǎn)。所有緊固部分采用翼型螺絲，旋鈕螺絲等，整個(gè)吊裝工具的安裝不需借助手工具，純手工便可完成組裝，簡(jiǎn)單高效。

表1 吊裝工具材料表

3 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

先將帶底座的豎臂下分節(jié)，用連桿抱箍與水泥支柱固定，并依次由下至上安裝豎臂、橫臂，并用翼型螺絲固定。首先進(jìn)行手動(dòng)方式吊裝的測(cè)試，在橫臂尾端懸掛手拉葫蘆，一名工作人員控制操作把手，一名工作人員控制拉鏈，一名工作人員攀上人字梯進(jìn)行系繩掛鉤，并放置兩根繩子，由地面工作人員牽引，防止隔離開關(guān)在升降的過程中搖晃。松開螺絲后，起吊5cm，檢查無異常后，起吊30cm，后，操作把手，轉(zhuǎn)動(dòng)隔離開關(guān)離開瓷瓶上方后，穩(wěn)定下降至地面。之后進(jìn)行電動(dòng)吊裝的測(cè)試，拆下手拉葫蘆，懸掛滑輪吊鉤，鋼絲繩沿橫臂、豎臂連至豎臂下方的電機(jī)。檢查電機(jī)牽引無異常后，用吊鉤鉤住隔離開關(guān)牽引繩，作起吊5cm的測(cè)試，再吊至瓷瓶上方，待穩(wěn)定后，一名工作人員攀上人字梯進(jìn)行螺絲緊固。最后再進(jìn)行安全裕度測(cè)試，按2倍安全裕度測(cè)試，起吊400kg重物，起吊裝置無異常。

4 結(jié)論

因供電可靠性的要求與場(chǎng)地空間的限制，在進(jìn)行隔離開關(guān)大修、更換作業(yè)時(shí)，已難以滿足使用吊車吊裝的條件。目前最常使用的方法是搭建多層腳手架平臺(tái)，分拆隔離開關(guān)，人手吊繩傳遞至地面進(jìn)行檢修，檢修完畢后，再傳遞至構(gòu)支柱，進(jìn)行組裝。這種作業(yè)需要大量的工作人員，勞動(dòng)量大，存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)比搭建腳手架的方法，應(yīng)用簡(jiǎn)便拆卸式每相隔離開關(guān)進(jìn)行檢修，可減少工作人員3人，減少作業(yè)時(shí)間1小時(shí)。簡(jiǎn)便拆卸式隔離開關(guān)吊裝工具的研制與應(yīng)用，大大提高了工作效率，減少勞動(dòng)量，減低了安全風(fēng)險(xiǎn)，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1]陳剛.高壓隔離開關(guān)的維護(hù)及故障處理[J].黑龍江科技信息，2008（22）.

[2]孟輝，李杰.GW16、GW17型隔離開關(guān)缺陷處理[J].東北電力技術(shù)，2006（3）.

[3]張勇，李亞東.新型便攜式柱上開關(guān)吊裝工具[J].農(nóng)村電氣化，2004（4）.

[4]黃道華，李奕宏，蘇東青.高壓隔離開關(guān)的不停電吊裝裝置[J].電工技術(shù)，2010（4）.

[5]羅小燕，王志騫，王鵬軍.工字形鋁合金偏心壓桿平面內(nèi)穩(wěn)定承載力研究[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2004(11).

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1674-6708（2015）148-0151-02