新型滑轮式更换负荷开关安全工具的研制

张静

摘 要：变压器负荷开关的更换工作量较大，传统做法存在费时、费人力、安全系数低、停电时间长等缺点，通过新型滑轮式更换负荷开关安全工具的研制，大大提高了负荷开关更换工作效率和工作质量，降低工作人员劳动强度，按照更换一台负荷开关耗时120分钟，少计供电量648KWH计算，缩短至54分钟后，可增加供电量56.4KWH/台；全年平均增加供电量356.4*42=14968.8KWH，1-10月平均售电单价0.73元/KWH；合成电费0.73*14968.8=10927元。

关键词：变压器负荷开关；头脑风暴法；滑轮作用；亲和图；材料对比；节约工时人力

变压器负荷开关的更换一直是业务所重要的抢修工作，通过新型滑轮式更换负荷开关安全工具的研制，大大提高负荷开关更换工作效率和工作质量，降低工作人员劳动强度，减少停电时间，提高供电量和供电可靠性，为进一步做好电网运行打下坚实的基础。

1 现状调查

（1）问题的提出。市郊某业务所管辖10KV配电变压器120台，负担着日常巡视和抢修工作，负荷开关的更换是其中非常重要的一项，特别是在冬夏两季用电高峰期，负荷开关烧坏的几率较高，业务所工作量也随之增大；此项工作量的增加，更是在人力和时间上都带来一定困难。目前的传统做法是按照相关规程做好工前准备后，全靠人力抱住开关拆卸螺丝，新更换的开关也只靠徒手提起，三人共同站在变压器台上安装，全过程需要4-5人共同完成，存在费时、费人力、安全系数低等缺点。一般更换一台变压器负荷开关至少需要停电两个小时，造成用户停电时间长，降低了供电量。

（2）更换负荷开关工作流程的调查分析。对2015年迎峰度夏7-9月6台配变负荷开关更换情况进行了调查和计算，发现在更换负荷开关时：a.工作人员（4人）和使用工具（4种）多，操作繁琐，耗时、减少供电量；b.大部分时间和精力都消耗在负荷开关的上下运输和安装上。

（3）确定课题。首先对此项工作各流程平均耗时情况进行分析，其中耗时最多的流程是新旧负荷开关的升降和安装，均为25分钟。随后对如何改进或者研制更换负荷开关的工具进行了讨论。发现以往并没有专项工具，一直以人力为主，无法进行改进。设想运用放线滑车为主要材料进行工具的制作一种新型滑轮式更换负荷开关安全工具。

2 设定目标

传统更换变压器负荷开关平均耗工120分钟，将使用了新型更换工具后的工时目标设为85分钟。目标值设定的依据：对2015年全年22台负荷开关更换各流程时间进行了统计调查，结果显示：我们有把握在使用新型更换负荷开关工具后，将新旧负荷开关的升降和安装时间减少1/3，即将至82-（82/3）=55分钟。本次研制只对新旧负荷开关的升降和安装有改进效果，因此以上紧、拆卸接线柱的平均时间相加得出目标值，即15+15+55=85分钟。

3 方案选择

（1）材料选择

a.放线滑车。方案一：三轮防线滑车（成本高）；方案二：单轮地线放线滑车A款（无防止绳索滑出的弹簧夹、不安全）；方案三：单轮地线放线滑车B款 （滑轮半径大，有安全弹簧夹）；方案四：双轮放线滑车（下盘非平台，不易焊接）。

b.框架材料。方案一：木板（稳定度不高）；方案二：方管（不易组合，需要选择合适的固定零件及连接方法）；方案三：铁件（自重过重、易锈蚀）。

（2）组合加工方法。方案一：焊接（优点：易操作、成本低、工期短 缺点：外形不美观）；方案二：冲压成形（优点：外形美观 缺点：费用高、工期长，难度较大）。

（3）造型选择。方案一：梯形设计（上杆短可能会导致负荷开关的上沿在升降过程中与顶杆发生碰撞）；方案二：单杠形设计（稳固性较低）；方案三：方形设计（顶杆加长后超过负荷开关的长宽，且稳固性高，下方底杆使整个工具的固定有着力点）。

（4）确定最优方案。根据以上一系列的分析实验和对比选择后，确定了研制新型滑轮式更换负荷开关工具的最佳方案。选择单轮地线放线滑车B款、方管、焊接、方形设计

（5）制定对策：根据最优方案，制定了本次项目的实施对策和步骤，明确了责任人和完成时限。

（6）对策实施。实施一：确定工具具体结构图：标注了各部分尺寸，能精确反应工具的整体架构，为制作提供了依据。实施二：焊接框架结构：根据工具图纸焊接完成的框架结构牢固、可靠，通过拉力荷重试验达到100%稳固。实施三：组合滑轮和框架：滑轮按照方案设计焊接在框架顶杆正中间位置，经过提绳试验效果良好，最大承重力达到90kg。实施四：在框架下方加固定零件：在工具低杆两侧角焊接旋钮铁夹，能够利用旋钮在短时间内将工具固定在井字架上，稳定度较高，完全能够支撑负荷开关升降重量。在水平杆上进行现场模拟试验，工具在承受负荷开关总重情况下，偏离垂直角度左右为3度。实施五：更换负荷开关试验：一是将工具用提绳提到工作所需高度；二是固定在井字架上；三是栓紧负荷开关，拆卸完后利用工具将其下降，一人在地面控制降落速度；四是同样的方法向上运送新负荷开关；五是两名工作人员可在无人扶持的状态下安装负荷开关，工作效率显著提高；六是安装完成后将工具用提绳放至地面，工作流程安全、稳定。总时间为54分钟。

4 效果确认

效果确认一：利用新型滑轮式更换负荷开关安全工具，由三名工作人员对更换安装负荷开关进行了实践应用，并记录了新旧负荷开关升降和安装过程在新型工具的协助下所需的时间。 经实践证明，该新型滑轮式更换负荷开关安全工具，完全可以实现预期目标。在节省时间的同时，也可大大降低杆上工作人员的劳动强度。

效果确认二：通过本次新型工具的研制，提高了更换负荷开关的工作效率，为按期完成上级下达的各项安全生产任务打下坚实基础，为紧张的工期节约了时间和人力，同时也提高了安装质量，使业务所运维人员专业技能得到进一步提高。

经济效益：按照更换一台负荷开关耗时120分钟，少计供电量648KWH计算，缩短至54分钟后，可增加供电量（648/120）*（120-54）=356.4KWH/台；某所2013年1-10月共計更换负荷开关42台，共增加供电量356.4*42=14968.8KWH，1-10月平均售电单价0.73元/KWH；合成电费0.73*14968.8=10927元。

巩固措施：在使用新工具更换安装负荷开关时，同时也发现了一些问题：由于经常在户外使用，旋钮铁夹不具有防锈功能；工具缺少安全标志等，因此对出现的问题进行了跟进，对旋钮铁夹进行了防锈处理，用黄、黑色油漆对工具的安全标志进行补充完善。

5 标准化措施

通过新型滑轮式更换负荷开关安全工具的研制，提高了更换安装负荷开关的工作效率，为本项工作提供一项新的工器具。为使此工具得到充分应用，利用技术服务、工作现场演示等情况下进行讲解，使全所运维人员都掌握这一新工具，将来在更换及日常维护安装工作中会得到进一步应用和推广。为巩固成果，将本次活动中用到的工具材料以及图纸资料整理归档，以备日后维护设备及推广使用。

参考文献

[1]冯臣.论负荷开关-熔断器组合电器在变压器保护环节中的应用[J].智能建筑电气设计，2009（4）.

[2]尹聪.负荷开关-熔断器组合电器的保护配置方案[J].供用电，2010（4）.

[3]姚志松，姚磊.中小型变压器实用手册[J].机械工业出版社，2008.