一种不停电作业柔性电缆自动收放装置的优化设计

广州供电局有限公司 王志军 罗健斌 陈 韬 梁国开

一种不停电作业柔性电缆自动收放装置的优化设计

广州供电局有限公司 王志军 罗健斌 陈 韬 梁国开

鉴于10kV电缆线路在城市电网中的重要地位和提高电缆线路供电可靠性的迫切需求，对于供电可靠性的要求较高，有必要通过技术创新和设计优化，开发新的自动化作业装备，可以有效的减少停电时间，提高作业效率，降低作业强度，有利于旁路电缆不停电作业技术的全面推广和应用，具有极高的实用价值和经济效益。

不停电作业；旁路柔性电缆；履带车底盘；自动收放装置

1 引言

随着城市配网的迅速发展，电缆支线线路和架空线路中电缆数量不断增加，实施设备检修时，难以通过网架结构转移负荷，而且电缆线路、环网柜及分支箱检（抢）修作业复杂，所需的停电时间较长，对于供电可靠性的影响较大。因此，开展不停电旁路作业成为必然需求。

在当前，旁路作业的柔性电缆通常采用机械转盘，多名作业人员配合手动进行柔性电缆的回收和施放，此方法的机械自动化程度及旁路检修作业的效率都极低、作业人员的劳动强度较大、作业过程中的安全风险点较多，种种弊端显然与国民经济的发展对电力的需求相悖。因此，有必要利用技术创新设计开发一套用于实现旁路检修所用的柔性电缆自动收放装置，在极大程度的提高旁路检修作业效率的同时，有效降低作业人员的劳动强度。本文将描述一种不停电作业旁路柔性电缆自动收放装置的技术创新及优化设计。

2 设计方案

电缆自动收放装置主要是实现在进行不停电作业旁路检修时，对柔性电缆进行自动的回收和施放功能，整体结构设计图如图1所示，本装置选用自重300kg的电动履带车作为载重底盘，上装结构为自动绕线机构，通过无线遥控装置或者自动绕线机面板上的功能按钮来控制电机及传动机构带动电缆转盘正转或反转，以达到电缆自动回收和施放的目的，从而极大的提升旁路检修装备的自动化程度和作业效率，有效降低现场作业人员的劳动强度。

图1 旁路柔性电缆自动收放装置的整体结构设计图

电缆自动收放装置可以进行单相电缆或三相电缆的自动回收和施放，并且单相电缆和三相电缆的绕线方式可以灵活的调节切换，当需要从三相电缆的绕线方式切换至单相电缆收放时，中间的两个绕线盘按下限位卡扣后，可以沿转轴水平滑动，将其拨向两侧，中间区域即可进行单相电缆的自动收放，如需要进行三相电缆收放，还是按下限位卡扣，沿转轴水平移动绕线盘至预定位置，松开限位卡扣即可固定于转轴之上。

由于履带载重底盘具有灵活机动、可以适应复杂的作业环境等特点。本装置还配置可以灵活收放的支腿，确保履带车底盘的稳定性，且支腿保证有足够的刚度。电缆自动收放装置的绕线机构设计为无线控制，能实现自锁控制，只有启动电机，转盘上的电缆才可以施放和回收，履带车底盘与绕线机构可以根据需求，绕线转轴垂直或平行于履带车底盘行进方向放置，调节方式灵活。

3 结构说明

3.1 履带车底盘

车架由底盘框架、驱动轮、支重轮、导向轮、张紧轮及履带等组成。由于普通轮式底盘对地面适应能力不及履带底盘，故该车辆采取履带式结构，以使其满足车辆对于动力、稳定性、爬坡、涉水等要求，采用无线遥控控制底盘的运动。

履带底盘自重：300kg；

履带底盘行驶最大速度v=0.5m/s，爬坡最大速度0.2m/s，爬坡角度30度；

履带与地面的摩擦系数0.8；

电源：48V80AH电池组；

直流电机：1000W,DC48V；

防水高度：100mm；

控制方式：无线遥控；

无线遥控，最大控制距离：100m。

3.2 无线遥控装置

（1）车辆行走：通过无线遥控器上的万象摇杆控制车辆的行走状态，可以实现加速、减速、转弯等所需功能。

（2）线盘旋转：通过无线遥控器上的按钮控制，当按下正旋（反旋）按钮后，线盘运动，当线盘旋转到位后，停止运动。

（3）布缆：通过无线遥控器上的按钮控制，当按下放线（收线）按钮后，线盘旋转，当再次按动按钮，按钮弹起后，线盘停止运动。

图2 电缆自动收放装置自动绕线机柜示意图

图3 电缆自动收放装置绕线盘示意图

3.3 自动绕线机构

电缆自动绕线机构安装于电动履带车底盘之上，采用模块化设计，可以灵活拆卸并根据实际作业需求更换上装结构。自动绕线机构主要由三部分组成：机架、绕线盘、驱动机构。如图2所示。机架用于整体结构的固定，整体结构在不进行绕线的情况下，总质量不超过60kg。绕线盘设计如图3所示，绕线的最小直径为420mm，最大直径为700mm，可以保证用于检修的旁路柔性电缆处于合理的弯曲状态。驱动机构的控制面板上的按钮，作业人员通过按钮可以便捷的控制绕线转盘的正转和反转，从而完成旁路柔性电缆的回收和施放，驱动机构通过履带车自身的电瓶给额定电压为DC48的伺服电机供电，无需额外提供电源。

4 结束语

鉴于10kV电缆线路在城市电网中的重要地位和提高电缆线路供电可靠性的迫切需求，结合当前旁路检修作业柔性电缆回收和施放的自动化程度低、作业强度大等等弊端，并结合作业现场的实际需求，采用技术创新和优化设计开发了自动化的柔性电缆收放装置，经过对装置的组装和试验验证，保证旁路柔性电缆自动收放装置的安全可靠实用，降低作业人员的劳动强度，保证不停电作业的安全性。对于旁路不停电作业的高效开展及提高供电可靠性具有极其重要的意义，对于旁路电缆不停电作业技术的全面推广和应用，具有极高的实用价值和经济效益。