一種全天候作業(yè)的小型旁路開關(guān)車

于百業(yè) 胡德敏 張金帥 陳允柯

徐州海倫哲專用車輛股份有限公司 江蘇 徐州 221004

1 前言

旁路設(shè)備作為旁路作業(yè)的核心組成部分，是旁路作業(yè)的基礎(chǔ)，在不停電檢修作業(yè)中發(fā)揮著重要的作用[1]。旁路開關(guān)車是一種不停電檢修及更換柱上開關(guān)的專用車輛。目前的旁路開關(guān)車多采用汽車底盤加裝專用廂體，廂體內(nèi)安裝電纜卷盤、負(fù)荷開關(guān)等設(shè)備，在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)迅速搭建臨時(shí)旁路系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不停電檢修的目的[2～3]。

目前國(guó)內(nèi)的旁路開關(guān)車，包括汽車底盤、廂體、負(fù)荷開關(guān)、電纜卷盤等，市場(chǎng)上的產(chǎn)品從功能組成上看大同小異，多數(shù)是為了解決負(fù)荷開關(guān)的運(yùn)輸和因空間不足帶來的檢修困難的問題。但存在以下缺陷：已知技術(shù)必須要依靠人工，將負(fù)荷開關(guān)搬出車廂才能使用，對(duì)于實(shí)際作業(yè)是費(fèi)時(shí)費(fèi)力的；作業(yè)時(shí)負(fù)荷開關(guān)暴露在外，不能在雨雪天等氣候下作業(yè)[4～5]。

據(jù)上述可知，市場(chǎng)亟需一種高度智能化、小型化的全天候作業(yè)的旁路開關(guān)車，以解決目前開關(guān)車存普遍在的技術(shù)難題。而實(shí)現(xiàn)智能化、小型化、全天候作業(yè)的技術(shù)難點(diǎn)在于以下三點(diǎn)：

a.實(shí)現(xiàn)整車的智能化控制，需要配備較多的電氣元件、電氣線路，這與產(chǎn)品的小型化矛盾；

b.全天候作業(yè)的前提是作業(yè)時(shí)廂體與外界完全隔離，但開關(guān)車作業(yè)時(shí)需要將電纜伸出車外，所以必須打開車門進(jìn)行作業(yè)，故而廂體與外界外圈的隔離存在難度；

c.旁路開關(guān)車在滿足作業(yè)需求的前提下，應(yīng)盡可能多的運(yùn)送作業(yè)人員，所以開關(guān)車宜選用雙排座駕駛室底盤，但雙排座駕駛室壓縮了后部廂體的空間，實(shí)現(xiàn)小型化必須克服該難點(diǎn)。

2 旁路開關(guān)車應(yīng)用原理

由圖1可知，以架空線路為例，通過開關(guān)車自帶高壓電纜，一端為引流線夾，一端為快插接頭，將引流線夾與架空線路故障點(diǎn)一端連接，從架空線路取電，快插頭一端連接負(fù)荷開關(guān)輸入口，負(fù)荷開關(guān)輸出口連接快插頭，電纜引流線夾連接故障點(diǎn)另一端，此時(shí)在故障線路位置形成旁路，實(shí)現(xiàn)不停電檢修的目的[6]。

圖1 旁路開關(guān)車應(yīng)用原理

3 旁路開關(guān)車的整車布置

3.1 基本結(jié)構(gòu)組成

開關(guān)車的基本結(jié)構(gòu)組成如圖2所示。其主要由汽車底盤、專用廂體、電纜卷盤、負(fù)荷開關(guān)、伸縮平臺(tái)和作業(yè)電纜等組成。汽車底盤為雙排座皮卡底盤，荷載人數(shù)5人（含駕駛員）。電纜卷盤位于車廂最前側(cè)，并排縱向布置兩套。卷盤后側(cè)為伸縮平臺(tái)，平臺(tái)上裝載負(fù)荷開關(guān)。

圖2 開關(guān)車總體結(jié)構(gòu)

3.2 專用廂體總成

為實(shí)現(xiàn)輕量化的目的，開關(guān)車的專用廂體總成采用全鋁結(jié)構(gòu)。整個(gè)箱體無任何骨架結(jié)構(gòu)，均為模具鈑金成型。廂體為全開放式，兩側(cè)開有大小各1的翼開門，尾部開有大翼開門。兩側(cè)的大翼開門正對(duì)電纜卷盤，用于電纜收放；兩側(cè)的小翼開門與負(fù)荷開關(guān)對(duì)應(yīng)，用于作業(yè)時(shí)負(fù)荷開關(guān)的進(jìn)出線連接。

3.3 內(nèi)置電機(jī)卷盤

旁路開關(guān)車配置2套高壓引線電纜卷盤，動(dòng)力源為直流電動(dòng)機(jī)，從底盤電瓶取電。為滿足小型化的目的，并克服雙排駕駛室?guī)淼目臻g受限的問題，開關(guān)車電纜卷盤（見圖3）設(shè)置內(nèi)置電機(jī)卷盤，通過電機(jī)內(nèi)置的方式減小占用空間，達(dá)到小型化目的。

圖3 電纜卷盤結(jié)構(gòu)

a.電纜卷盤由卷盤支架、卷筒、腹板、支撐裝置、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、減速系統(tǒng)、調(diào)速裝置組成；

b.卷盤支架為3 mm高強(qiáng)度碳鋼板焊接成型，設(shè)計(jì)有弧形腰線結(jié)構(gòu)，保證強(qiáng)度的同時(shí)提高美觀性；

c.卷筒為鋼板卷繞成型，卷筒外徑為電纜最大外徑的6倍。整個(gè)卷筒僅有1條焊縫，表面處理較為容易，強(qiáng)度高；

d.腹板為鏤空結(jié)構(gòu)，有利于整體降重，腹板外側(cè)安裝有橡膠圈，橡膠圈帶有黃、綠、紅顏色，以區(qū)分不同相序的電纜；

e.支撐裝置用于支撐電纜，兩側(cè)為折彎板結(jié)構(gòu)，中間采用高強(qiáng)度空心管連接，外層套有尼龍輥，防止電纜被劃傷損壞；

f.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括底盤電瓶、直流電機(jī)、電機(jī)架等，采用12 V直流電動(dòng)機(jī)，輸出轉(zhuǎn)速3 000 r/min，配有直流控制器，用以控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，以達(dá)到收、放電纜的目的；

g.減速系統(tǒng)采用行星減速器，減速比1:144，卷盤實(shí)際輸出轉(zhuǎn)速0～21 r/min；

h.調(diào)速裝置為無極調(diào)速，調(diào)速范圍0～21 r/min，用戶可以根據(jù)需求采用不同轉(zhuǎn)速收放電纜。

3.4 伸縮平臺(tái)

伸縮平臺(tái)用于承載和移動(dòng)負(fù)荷開關(guān)。采用電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)，配備控制臺(tái)+無線遙控器，通過伸縮平臺(tái)可以將負(fù)荷開關(guān)移出車廂使用。伸縮平臺(tái)兩側(cè)為多級(jí)重載滑軌，滿足200 kg以上的承載要求。

3.5 關(guān)門出線裝置

負(fù)荷開關(guān)兩側(cè)出線處采用雙層車門結(jié)構(gòu)，外層為常規(guī)翼開門，內(nèi)層為推拉門，推拉門采用PC-ABS材質(zhì)，質(zhì)量輕強(qiáng)度高；推拉門背面安裝搭扣，關(guān)門作業(yè)時(shí)作為防盜鎖止使用。

內(nèi)層推拉門（見圖4）為電動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)控制，作業(yè)前自動(dòng)開啟，電纜連接完成后自動(dòng)關(guān)閉，并同步上鎖。作業(yè)完畢自動(dòng)解鎖并打開。

圖4 內(nèi)層推拉門

該裝置能有效防止雨水直接接觸負(fù)荷開關(guān)及電纜接頭，并通過自動(dòng)鎖止機(jī)構(gòu)，有效防止作業(yè)時(shí)無關(guān)人員觸碰開關(guān)及接頭，造成事故的發(fā)生。

4 開關(guān)車主要功能及技術(shù)參數(shù)

4.1 主要功能

4.1.1 柱上開關(guān)不停電檢修

柱上開關(guān)的不停電檢修及更換是該開關(guān)車的主要功能。作業(yè)步驟：作業(yè)時(shí)將車輛停在線桿下開闊路面，取出絕緣橫擔(dān)，分別架設(shè)在柱上開關(guān)的電纜兩側(cè)；從車廂內(nèi)取出高壓引線電纜，將電纜的引流線夾一端連接在架空線路的電纜上，帶有快速插拔頭的另一端連接在負(fù)荷開關(guān)母頭上，確認(rèn)兩端均已有效連接，手動(dòng)或電動(dòng)閉合負(fù)荷開關(guān)，此時(shí)柱上開關(guān)被斷掉，可以進(jìn)行檢修或更換。

4.1.2 車聯(lián)網(wǎng)功能

旁路開關(guān)車配置車聯(lián)網(wǎng)模塊，將車輛的定位信息、開關(guān)的參數(shù)信息等接入車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，用戶可以在后臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控車輛運(yùn)行狀態(tài)，為外出作業(yè)提供更加安全可靠的支持，并保留作業(yè)信息，方便后續(xù)運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析研究產(chǎn)品的升級(jí)。

4.1.3 整車接地功能

旁路開關(guān)車配置整車接地系統(tǒng)，包括接地鋼釬、接地線盤、接地銅線等，作業(yè)時(shí)，將接地系統(tǒng)配合負(fù)荷開關(guān)的接地裝置接入接地網(wǎng)，確保作業(yè)的安全進(jìn)行。

4.1.4 全天候作業(yè)功能

a.防雨雪防盜

開關(guān)車設(shè)置有關(guān)門出線裝置，作業(yè)時(shí)連接開關(guān)的電纜可以從車廂兩側(cè)進(jìn)出，連接好電纜后，利用內(nèi)側(cè)自動(dòng)鎖閉推拉窗將電纜鎖住，并達(dá)到防雨雪防盜的作用。

b.防雷擊

開關(guān)車各主要裝置均配有避雷器，負(fù)荷開關(guān)裝有浪涌保護(hù)器，有效確保車輛在雷電天氣下安全作業(yè)。

c.強(qiáng)風(fēng)環(huán)境作業(yè)

開關(guān)車整車高度低于2.2 m，前后輪距為1 900 mm，理論側(cè)傾翻系數(shù)0.85，整車可在10級(jí)風(fēng)速下正常作業(yè)。

4.2 主要技術(shù)參數(shù)

4.2.1 整車參數(shù)

旁路開關(guān)車整車技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 整車技術(shù)參數(shù)

4.2.2 電纜卷盤技術(shù)參數(shù)

電纜卷盤主要技術(shù)參數(shù)如表 2。

表2 電纜卷盤主要技術(shù)參數(shù)

4.2.3負(fù)荷開關(guān)技術(shù)參數(shù)

a.機(jī)械壽命：大于2 000次循環(huán)（對(duì)接與分離為一個(gè)循環(huán)）；

b.套管插拔機(jī)械壽命大于800次循環(huán)；

c.旁路負(fù)荷開關(guān)具備氣壓顯示功能，氣壓泄露報(bào)警功能,具有壓力顯示和失壓閉鎖裝置，年漏氣率<0.5%；

d.旁路負(fù)荷開關(guān)具備開合次數(shù)計(jì)數(shù)（計(jì)次）功能；計(jì)數(shù)器顯示處于開關(guān)的左上方，每開或者關(guān)計(jì)數(shù)為一次，具備遠(yuǎn)程遙控電動(dòng)分、合閘功能；

e.旁路負(fù)荷開關(guān)具備閉鎖及解鎖的裝置，防止施工運(yùn)行時(shí)誤操作；

f.旁路負(fù)荷開關(guān)具有自動(dòng)核相功能，核相器具有明顯的同相與異相的指示信號(hào)、音響警報(bào)信號(hào)等提示信號(hào)。

負(fù)荷開關(guān)技術(shù)參數(shù)如表3。

表3 負(fù)荷開關(guān)技術(shù)參數(shù)

4.2.4 高壓引線電纜參數(shù)

a.旁路柔性電纜應(yīng)為單芯電纜。電纜一端為快速插拔接頭，另一端接絕緣引流線夾。導(dǎo)電芯由多股軟銅線構(gòu)成，其截面積大于35mm2。

b.旁路柔性電纜包括導(dǎo)電芯、絕緣層、屏蔽層及外護(hù)套等。

c.旁路柔性電纜的絕緣層由乙丙橡膠、熱可塑性合成橡膠、耐熱彈性交聯(lián)聚乙烯等材料制成，其厚度為4.5 mm。

d.旁路柔性電纜的屏蔽層由鍍鋅銅絲及纖維混編制成，其截面積10 mm2。

e.旁路柔性電纜的外護(hù)套由耐候橡膠制成，其厚度2.0 mm。

f.絕緣體允許溫度100 ℃，短路時(shí)允許溫度250 ℃；高壓引線電纜技術(shù)參數(shù)見表4。

表4 高壓引線電纜技術(shù)參數(shù)

5 結(jié)語

目前本文所述的旁路開關(guān)車已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并發(fā)往上海、江蘇、福建等地電力部門，相信在將來定會(huì)在不停電作業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮出不可替代的作用，有效提高不停電作業(yè)效率、降低電力作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度，為我國(guó)電力事業(yè)添磚加瓦。