一種不停電作業柔性電纜自動收放裝置的優化設計

廣州供電局有限公司 王志軍 羅健斌 陳 韜 梁國開

一種不停電作業柔性電纜自動收放裝置的優化設計

廣州供電局有限公司 王志軍 羅健斌 陳 韜 梁國開

鑒于10kV電纜線路在城市電網中的重要地位和提高電纜線路供電可靠性的迫切需求，對于供電可靠性的要求較高，有必要通過技術創新和設計優化，開發新的自動化作業裝備，可以有效的減少停電時間，提高作業效率，降低作業強度，有利于旁路電纜不停電作業技術的全面推廣和應用，具有極高的實用價值和經濟效益。

不停電作業；旁路柔性電纜；履帶車底盤；自動收放裝置

1 引言

隨著城市配網的迅速發展，電纜支線線路和架空線路中電纜數量不斷增加，實施設備檢修時，難以通過網架結構轉移負荷，而且電纜線路、環網柜及分支箱檢（搶）修作業復雜，所需的停電時間較長，對于供電可靠性的影響較大。因此，開展不停電旁路作業成為必然需求。

在當前，旁路作業的柔性電纜通常采用機械轉盤，多名作業人員配合手動進行柔性電纜的回收和施放，此方法的機械自動化程度及旁路檢修作業的效率都極低、作業人員的勞動強度較大、作業過程中的安全風險點較多，種種弊端顯然與國民經濟的發展對電力的需求相悖。因此，有必要利用技術創新設計開發一套用于實現旁路檢修所用的柔性電纜自動收放裝置，在極大程度的提高旁路檢修作業效率的同時，有效降低作業人員的勞動強度。本文將描述一種不停電作業旁路柔性電纜自動收放裝置的技術創新及優化設計。

2 設計方案

電纜自動收放裝置主要是實現在進行不停電作業旁路檢修時，對柔性電纜進行自動的回收和施放功能，整體結構設計圖如圖1所示，本裝置選用自重300kg的電動履帶車作為載重底盤，上裝結構為自動繞線機構，通過無線遙控裝置或者自動繞線機面板上的功能按鈕來控制電機及傳動機構帶動電纜轉盤正轉或反轉，以達到電纜自動回收和施放的目的，從而極大的提升旁路檢修裝備的自動化程度和作業效率，有效降低現場作業人員的勞動強度。

圖1 旁路柔性電纜自動收放裝置的整體結構設計圖

電纜自動收放裝置可以進行單相電纜或三相電纜的自動回收和施放，并且單相電纜和三相電纜的繞線方式可以靈活的調節切換，當需要從三相電纜的繞線方式切換至單相電纜收放時，中間的兩個繞線盤按下限位卡扣后，可以沿轉軸水平滑動，將其撥向兩側，中間區域即可進行單相電纜的自動收放，如需要進行三相電纜收放，還是按下限位卡扣，沿轉軸水平移動繞線盤至預定位置，松開限位卡扣即可固定于轉軸之上。

由于履帶載重底盤具有靈活機動、可以適應復雜的作業環境等特點。本裝置還配置可以靈活收放的支腿，確保履帶車底盤的穩定性，且支腿保證有足夠的剛度。電纜自動收放裝置的繞線機構設計為無線控制，能實現自鎖控制，只有啟動電機，轉盤上的電纜才可以施放和回收，履帶車底盤與繞線機構可以根據需求，繞線轉軸垂直或平行于履帶車底盤行進方向放置，調節方式靈活。

3 結構說明

3.1 履帶車底盤

車架由底盤框架、驅動輪、支重輪、導向輪、張緊輪及履帶等組成。由于普通輪式底盤對地面適應能力不及履帶底盤，故該車輛采取履帶式結構，以使其滿足車輛對于動力、穩定性、爬坡、涉水等要求，采用無線遙控控制底盤的運動。

履帶底盤自重：300kg；

履帶底盤行駛最大速度v=0.5m/s，爬坡最大速度0.2m/s，爬坡角度30度；

履帶與地面的摩擦系數0.8；

電源：48V80AH電池組；

直流電機：1000W,DC48V；

防水高度：100mm；

控制方式：無線遙控；

無線遙控，最大控制距離：100m。

3.2 無線遙控裝置

（1）車輛行走：通過無線遙控器上的萬象搖桿控制車輛的行走狀態，可以實現加速、減速、轉彎等所需功能。

（2）線盤旋轉：通過無線遙控器上的按鈕控制，當按下正旋（反旋）按鈕后，線盤運動，當線盤旋轉到位后，停止運動。

（3）布纜：通過無線遙控器上的按鈕控制，當按下放線（收線）按鈕后，線盤旋轉，當再次按動按鈕，按鈕彈起后，線盤停止運動。

圖2 電纜自動收放裝置自動繞線機柜示意圖

圖3 電纜自動收放裝置繞線盤示意圖

3.3 自動繞線機構

電纜自動繞線機構安裝于電動履帶車底盤之上，采用模塊化設計，可以靈活拆卸并根據實際作業需求更換上裝結構。自動繞線機構主要由三部分組成：機架、繞線盤、驅動機構。如圖2所示。機架用于整體結構的固定，整體結構在不進行繞線的情況下，總質量不超過60kg。繞線盤設計如圖3所示，繞線的最小直徑為420mm，最大直徑為700mm，可以保證用于檢修的旁路柔性電纜處于合理的彎曲狀態。驅動機構的控制面板上的按鈕，作業人員通過按鈕可以便捷的控制繞線轉盤的正轉和反轉，從而完成旁路柔性電纜的回收和施放，驅動機構通過履帶車自身的電瓶給額定電壓為DC48的伺服電機供電，無需額外提供電源。

4 結束語

鑒于10kV電纜線路在城市電網中的重要地位和提高電纜線路供電可靠性的迫切需求，結合當前旁路檢修作業柔性電纜回收和施放的自動化程度低、作業強度大等等弊端，并結合作業現場的實際需求，采用技術創新和優化設計開發了自動化的柔性電纜收放裝置，經過對裝置的組裝和試驗驗證，保證旁路柔性電纜自動收放裝置的安全可靠實用，降低作業人員的勞動強度，保證不停電作業的安全性。對于旁路不停電作業的高效開展及提高供電可靠性具有極其重要的意義，對于旁路電纜不停電作業技術的全面推廣和應用，具有極高的實用價值和經濟效益。