開關小車延伸操作裝置研制

黎云富，李均，肖雨航

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開關小車延伸操作裝置研制

黎云富，李均，肖雨航

（國網四川省電力公司資陽供電公司，四川 資陽 641309）

對于變電運維值班員而言，10 kV開關柜的停送電是最為頻繁的操作，高壓開關柜的檢修過程也需要檢修人員將小車拉入拉出。然而，近年來高壓開關柜事故頻發，小車搖入搖出操作是引發安全事故的重要原因之一。2018-05，國網四川省電力公司制定了《高壓開關柜運檢安全管理要求》，文件指出無論是段停還是單間隔停送電，小車的母線端常常帶有高壓電，當設備在一定的環境和老化條件下，其絕緣性能會降低產生電弧，進而造成高壓開關柜爆炸。為了更好地確保人生安全，研制高壓開關柜延伸裝置顯得重要且具有現實意義。

變電站；高壓開關柜；延伸裝置；手搖式開關小車

1 背景與意義

高壓手車式開關柜因其操作方便、易于設備檢修而被廣泛應用于10 kV電壓等級的變電站中。然而，小車在使用過程中仍會出現一些難以控制的因素，引發開關柜故障，嚴重時使開關柜爆炸，因而，讓操作人員非正向面對高壓開關柜可以很大程度減少傷害。國網某供電公司運維檢修部變電運維班所轄的15座變電站中，手搖式開關小車的搖柄在某些110 kV變電站等已出現不同程度咬合不嚴的情況。歷史上，所轄設備甚至在正確拉入拉出小車的過程中也出現過開關柜爆炸。如何更大程度減少因不可控因素造成的設備故障傷及操作人員、檢修人員，具有現實意義。

2 現狀調查

現狀調查可以進一步確認小車延伸裝置研制的現實意義，通過查閱倒閘操作票對2017-01—2018-06班組所轄15變電站手搖式開關小車的使用頻次進行了統計，結果如下：①手搖式開關小車在18個月內使用頻次達1 604次，其中使用頻次最多的是因線路檢修而引起的操作，達到了872次，此種類型的停電往往在母線側帶有電壓。②18月內所轄變電站中手車不能正常操作的次數達25次，原因多為卡塞和五防故障，開關柜存在爆炸的潛在危險。

此外，小組成員還對變電運維班和一次班發放26份調查問卷，調查相關操作人員對此裝置的心理預期。其中16份同意意見，不同意意見達10份。大多數人認為，在手搖式小車使用頻率高、危險因素大的情況下，延伸裝置可以在較大程度上減少對操作人員的傷害。

3 方案設計

3.1 方案設計圖

方案采用鋼軸和錐齒輪換向器作為傳動，其具體結構如圖1所示。

圖1 方案設計圖

方案中的部件及其功能如下：①內四角工裝。與電力柜配合，從而驅動電力柜內部元件運動。②磁力吸盤。在吸盤上加裝磁鐵，可使得工裝與電力柜緊密配合，防止工作過程中工裝意外脫落的現象。③錐齒輪換向器。將鋼軸轉動力矩進行換向。④鋼軸。利用鋼軸作為傳動軸，其剛性高，使得工裝具有更高的工作穩定性。⑤握桿。用戶手持使用，作為固定點，達到傳遞力矩的目的。⑥轉速計數器。記錄轉軸轉動的次數，可以實現正反計數，方便用戶觀察轉動的行程。⑦手柄。用戶手持轉動，作為動力源，驅動整個工裝工作。

3.2 工作原理

開關小車延伸操作裝置具體工作原理為：①將內四角工裝對正電力柜的相應工裝處，向內安裝，在磁盤吸力的作用下，工裝會緊緊貼合在電力柜上。②用戶左手持握桿，右手持手柄，站在安全且方便操作的位置，轉動手柄，從而驅動工裝開始工作。③使用工裝過程中，通過轉速計數器，觀察轉動圈數，判斷工作行程是否到位。待工作行程完成后，停止轉動手柄。④完成工作后，雙手握磁力吸盤，向外拉伸，取下工裝，并將轉速計數器回零。具體如圖2所示。

圖2 方案實物圖

4 方案實現

4.1 實物參數設置

對15座變電站所有手搖式開關小車進行普查，實踐樣品選擇在所轄變電站中最廣的科心所生產的10 kV高壓開關柜。樣本容量為79臺，其中樣本中每個基礎量為i，期望（平均值）為，標準差為，詳細公式如下：

參數統計與實物參數如表1所示。

表1 參數設置

期望方差實物參數 內四角邊長/mm16.80.02017 鋼軸長度/mm1 248.30.0071 250 搖桿長度/mm52.010.01352 磁吸盤半徑/mm53.020.01553 握桿長度/mm24.980.01225

4.2 實物展示

根據調度指令對110 kV某變電站10 kV備用#934開關柜執行冷備用轉熱備用的過程中，設備的內四角和磁力吸盤抓住操作孔，通過剛性搖桿和搖手的作用，可以正確操作。此時，操作人員已經站立在離待操作開關柜2個開關間隔的位置，非正向面對，如果開關柜非可控爆炸，將極大地減少對操作人員的傷害。

方案實物可以進行正常操作，而且離操作的開關柜達1.25 m，大致兩個開關柜的距離，可以減少正面面對開關柜，起到人身保護的作用。

5 總結與展望

通過方案研究和現場調研，研制出高壓開關柜延伸裝置，工作人員在操作或者檢修過程中，將會極大地減少因不可控因素造成的人身危害。

根據對延伸裝置的分析，開關小車延伸裝置的研制還需要在以下方面改進：①設備相關尺寸的普遍適用性，雖然國標有所要求，但是不同廠家生產的設備的尺寸有所差異，因而應考慮設備的不同帶來的差異。②裝置穩定性有待加強，在搖桿達到1.25 m左右時，應增加穩定操作裝置的設備。③設備到位判據不能僅僅依靠對計數器的觀察。

致謝：本文中實驗方案的制定和實驗數據的測量記錄工作是在資陽供電公司資源集團黎彬權、蔣煒等工作人員的大力支持下完成的，在此向他（她）們表示衷心感謝。

［1］焦日升.變電站事故處理與分析［M］.北京：中國電力出版社，2011．

［2］國家電網公司.電力安全工程規程習題集變電部分［M］.北京：中國電力出版社，2016．

2095－6835（2018）23－0116－02

TM591

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.23.116

黎云富（1991—），工學碩士，主要研究變電運維技術。

〔編輯：嚴麗琴〕