變電站技改工程中沉重物品省力安全上下樓運輸及沉重設備入屏安裝解決方案研究

王家軍 李 波 黃立金 梅 洋

（貴州電網有限責任公司興義供電局，貴州黔西南562400）

0 引言

在變電站二次系統改造或日常運行維護工作中，經常需要將沉重的設備、電纜盤、較重的測試儀器等上下樓運輸，而且設備上樓后還需要入屏安裝調試，方可投入使用。在沉重的物品上下樓運輸、設備安裝過程中，不可避免地會遇到兩個難以解決的問題：一是沉重設備、電纜盤、較重的測試儀器等上下樓搬運時需要多人配合（4～5人或更多）才能完成，這種運輸方法不但效率低下，而且存在較大的安全隱患，設備摔壞或人員受傷的情況時有發生；二是在變電站較重的單臺設備（如UPS電源等）更換過程中，設備需要多人（3～4人）抬起對位安裝或拆卸，由于屏位寬度限制，多人配合比較困難，容易顧此失彼，也存在較大的人身傷害和設備摔壞風險。

本文旨在根據現有條件，對變電站重物上下樓運輸及沉重設備入屏安裝困難的問題進行深入的原因分析，并研究解決辦法。

1 問題及原因分析

目前，已投運的變電站二次設備安裝小室（主控室、保護室等）基本都處于封閉狀態，且由于變電站的特殊性，在變電站樓層間不能設置電梯，步梯設計往往也比較狹窄，屏柜大小也是按標準尺寸設計，當遇到沉重的二次設備、小型電纜盤、較重測試儀器等需要爬樓運輸或設備上屏安裝時，仍然只能采用人工搬運、人力抬升、人力拆卸的方法，需要多人（4～5人或更多）配合來完成設備上下樓運輸和入屏對位安裝工作。雖然市面上出現了一些載重推車、升降工作臺等機械設備，但不能很好地適應變電站的工作環境，故未能在變電站工作中得到推廣應用。現有的承重推車只能在無障礙的平地上工作，當遇到障礙時行走比較困難，尤其是遇到臺階時，直接無法前行。若要強行越過障礙，需要多人配合抬高（有些障礙物是不能承受重物碾壓的），且存在較大的安全隱患，容易造成設備受損或人員受傷。現有的升降工作平臺只能將物體升降到指定高度，無設備與屏柜之間的對位和入屏安裝手段，即使是使用了這類升降工作平臺，也需要多人配合將設備對位和入屏安裝，并且升降工作臺的起始高度、升降位置等各方面性能均不適合變電站沉重二次設備上屏安裝（或拆卸）使用。

通過上述問題描述不難發現，變電站沉重物體上下樓運輸吃力、入屏對位安裝困難的根本原因主要是缺乏自動省力的手段使物體能夠自動或半自動地改變位置，實現在樓層之間的位置變換和屏內安裝方位調整。

2 解決方案

通過上述原因分析，可以將問題的解決分成兩步走。

第一步是實現沉重物品在變電站樓層間的運輸。為解決這一問題，可以采用市面上已出現的電動爬樓機產品，需要選擇承重能力較強的電動爬樓機。如最小承重為170 kg的WZ7170型爬樓機，產品外形結構如圖1所示，自重僅為28 kg，滿載續航能力可達1 400～1 600級臺階。圖2為WZ7170型爬樓機的使用效果圖。

圖1 WZ7170型爬樓機外形結構

圖2 WZ7170型爬樓機使用效果

從WZ7170型爬樓機使用場景可以看出，不超過170 kg的沉重物品，一人操作就可以方便地將沉重的物資進行上下樓運輸，克服了因樓梯間狹窄、多人不便操作的困難，同時也解決了運輸過程中多人配合不默契帶來的設備和人身安全問題，使得沉重的電力設備、物資上下樓運輸變得安全、高效、簡單。

第二步是沉重的二次設備（如UPS電源）上屏對位安裝。為解決這一問題，本方案自主對一種升降式手推車進行改進設計。改進前產品如圖3所示，是一種用于在無障礙的平地上運送物體的升降工作平臺。該工作平臺受運輸輪及載物臺面結構的限制，只能在無障礙平地上使用，不能完成沉重的變電站二次設備在屏柜上的對位安裝。

圖3 改進前的升降式手推車

對于產品的改進，主要需解決以下問題：

（1）實現裝載體積較小、重量很大的重物（如UPS電源、測試儀器、小型電纜盤等）在變電站短距離越障運輸，行進過程中只需一人操作，即可輕松將較重物體越過較高的障礙（如門檻、臺階、導線槽盒等），而且不會造成運輸的設備抖動或傾斜，不會碾壓、損壞障礙設施，也不需要多人配合。

（2）實現單臺較重的設備（170 kg以下）在屏柜前抬升或下降，以便達到預定的安裝高度，通過一人操作即可將設備入屏安裝，減少設備安裝過程中人的勞動量，提高工作效率，降低人身傷害和設備損毀風險。

（3）實現單臺較重設備（170 kg以下）的拆卸，并在屏柜前下降，以便將設備拆離，通過一人操作即可完成拆卸和拖離工作，減少設備拆離過程中人的勞動量，提高工作效率，降低人身傷害和設備損毀風險。

改進后的“一種多功能載重升降越障運輸車”外形結構如圖4所示。

圖4 “一種多功能載重升降越障運輸車”外形結構

3 工作原理

如圖5所示，“一種多功能載重升降越障運輸車”主要對原升降手推車產品進行了如下改進：

（1）將一般運輸輪改為互成120°角的三個輪組成的星形越障輪，使推車能夠在推（拉）動過程中不受一般障礙（如臺階、門檻、導線槽盒等）限制，能夠輕松越過障礙進行運輸；

（2）將載物臺設計為可相對旋轉的固定載物臺和旋轉臺面，使得臺面調整方位靈活，對位操作簡單；

（3）將旋轉臺面設計為滾軸式臺面，使得沉重物體在臺面上移動操作省力，一人即可將沉重的二次設備對位入屏安裝；

（4）固定載物臺與旋轉臺面之間設計4個緊固鎖銷，用于在運輸過程中將旋轉臺面與固定載物臺鎖定，保持運輸過程中兩個臺面相對固定，有助于防止物體滑落；

（5）在固定載物臺背離扶手的一面設計一個可翻轉擋板，該擋板在本產品行進過程中可調整方位朝上，一方面對運輸的物體起保護作用，防止物體的滑落，另一方面可進一步防止旋轉工作臺在運輸過程中與固定載物臺發生相對轉動，當物體運輸到達指定地點后，擋板可向下翻轉，不再阻礙旋轉臺面的旋轉。

圖5 “一種多功能載重升降越障運輸車”結構示意圖

多功能載重升降越障運輸車工作原理為：

（1）當需要運輸較重物體時，將旋轉臺面與固定載物臺方位調整一致，并將兩者之間的固定鎖扣鎖緊，使旋轉臺面與固定載物臺成為一體，然后將需要搬運的物品置于本車載物臺上，再將可翻轉擋板向上翻起，通過鎖銷卡緊使之保持固定。此時，一人推（拉）動扶手即可將物品運輸到指定位置。若在運輸過程中遇到障礙（如臺階、門檻、導線槽盒等），由于運輸輪設計成互成120°的星形爬樓輪，使得本車在行進過程中不再受臺階等障礙的限制，一人操作就可輕松將物品運達指定位置。

（2）在需要上屏安裝沉重設備時，先將載有設備的多功能升降越障車移動到合適位置，然后通過升降系統將設備升高到合適的高度，拔掉可翻轉擋板與固定載物臺之間的緊固卡銷，將擋板向下翻轉使之不再限制旋轉臺面的旋轉運動。解除旋轉臺面與固定載物臺之間的緊固鎖扣，使旋轉臺面可以自由轉動。再將載有設備的旋轉臺面調整方位，使其滾筒方向與設備安裝屏的徑向垂直，然后將設備推入到屏柜上，再對設備進行緊固安裝即可。

（3）在需要拆除沉重的設備時，先將多功能升降越障車移動到屏柜前合適位置，然后將載物臺上升到合適高度，將可翻轉擋板向下翻轉，調整旋轉臺面方位使其滾筒方向與設備安裝屏的徑向垂直，然后將設備從屏柜上推到旋轉臺面上，再次調整旋轉臺面方位，使之與固定載物臺方位保持一致，鎖緊鎖扣，將可翻轉擋板向上翻起，插上緊固卡銷。降下工作臺，之后即可將拆卸的設備推離屏柜。

4 結語

將現有的載重型爬樓機應用到變電站，可以實現重物（如UPS電源、測試儀器、小型電纜盤等）在變電站的上下樓梯運輸，運輸過程一人操作即可，在提高效率的同時，更重要的是能保證運輸過程中設備和人身安全。

將現有的升降式推車改進成“一種多功能載重升降越障運輸車”，可實現裝載體積較小、重量很大的重物在變電站短距離越障運輸，行進過程中只需一人操作，即可輕松使較重物體越過較高的障礙（如門檻、臺階、導線槽盒等），而且不會造成運輸的設備抖動或傾斜、不會碾壓、損壞障礙設施，也不需要多人配合；同時，通過多功能載重升降運輸車可實現單臺較重的設備（170 kg以內）在屏柜前抬升或下降，以便達到預定的安裝高度，通過一人操作即可將設備入屏安裝或將設備拆卸離屏，減少了設備安裝過程中人的勞動量，提高了工作效率，降低了人身傷害和設備損毀風險。