10 kV中置柜刀闸口挡板开启工具的研制与应用

2018-07-10武鲁晓徐东生张大伟

山东电力高等专科学校学报 2018年3期

武鲁晓，刘钊，徐东生，张大伟，秦松

（国网泰安供电公司，山东泰安 271000）

0 引言

变电站10 kV低压侧设备大多采用中置手车式开关柜，当线路改造后或新线路投入运行前，为避免该线路相序错误出现故障短路造成用户损失，在送电前必须进行一次核相试验，相序正确后方可送电。核相试验属于带电作业，危险程度高，安全措施至关重要。其工作过程为：拉出断路器，试验人员使用工具打开中置柜刀闸口挡板，露出带电的母线和出线闸口，再用核相器以母线相序为标准与出线反送电源相序进行核对［1］。由于中置柜的断路器室空间狭小，核相前刀闸口挡板开启时的安全问题突出。

1 中置柜刀闸口挡板开启工具现状

对公司所辖64座变电站10 kV设备区开关柜型式进行调查，有56座变电站均采用中置柜模式，占比近90%，这说明大部分变电站核相工作都存在安全距离不够的问题。

利用现有工具，试验人员进行挡板开启操作时，手部和头部与带电触头的距离非常近，远远不能满足安全规程对于10 kV带电作业人身与带电体安全距离大于0.4 m的要求，安全隐患很大。

针对现有中置柜刀闸口挡板开启工作的危险性和复杂性，开发一种安全性高、通用性强的挡板工具，能有效提升一次核相工作安全性和工作效率。

2 中置柜刀闸口挡板开启工具的研制

2.1 中置柜刀闸口挡板开启工具方案设计

10 kV中置柜中的刀闸口挡板（活门）安装在断路器室的后壁上。手车从试验位置移动到工作位置过程中，隔板自动打开，反方向移动手车则完全复合，保障了操作人员不触及带电体。活门的闭合是靠两侧弹簧机构作用于左右侧传动连板，从而控制连接支撑架拉紧上下两块挡板实现的。外力开启可以直接作用于上下挡板施加上下反方向的作用力将其拉开，也可以间接作用与柜内两侧的连板联动分开上下挡板［2］。

根据工具设计制造要求需要对挡板开启工具的尺寸、材质、结构形式进行确定。

2.1.1 尺寸确定

手车框架的调节必须与断路器室的尺寸相配合，同时为满足工具安全性目标要求，最小框架深度应不小于0.4 m［3］。为了保证小车的通用性，选取所收集开关柜内部尺寸的大小极值作为参考，小车框架尺寸调节范围的具体数据如下：

1）小车可调节框架深度调节范围：调节范围550～800 mm。

2）小车可调节框架宽度调节范围：调节范围500～750 mm。

2.1.2 材质选择

选取抗冲击耐腐蚀、易加工、成本适中的不锈钢作为主材料［4］。

2.1.3 结构形式

采用可调节的底盘框架加固定的运动轮轴承，其尺寸调节范围大，调节精度高，质量轻、易加工，能满足功能要求［5］。可调节的底盘框架加固定的运动轮轴承方案主要包括可调节的矩形空心不锈钢框架、挡板连动固定式连杆压合部件、配合中置柜导轨的手车运动轮、锁定销与开关柜锁定的手车锁定部件4部分，各部件采用铆接、焊接、螺栓连接、螺栓压接4种连接方式进行连接。

通过多次分析试验，设计出10 kV中置柜刀闸口挡板开启工具的方案，根据确定的10 kV中置柜刀闸口挡板开启工具的方案，绘制了工具的结构草图，如图1所示。

图1 开启工具结构草图

2.2 中置柜刀闸口挡板开启工具实物研制

根据CAD绘制的开启工具，采用3 mm厚度［6］的矩形空心不锈钢材料进行焊接加工制作。固定式连杆压合部件采用3 mm厚度的不锈钢板进行加工制作。运动轮选用直径为4 cm的不锈钢滑轮［7］。在手车开启工具操作一侧的不锈钢空心框架内设计安装弹簧锁定机构，自然状态下锁定销在内部弹簧作用下弹出，推入工具时拉动控制杆将锁定销连动压入。手车开启挡板到位后，松开控制杆锁定销自动弹出与开关柜门处插孔锁定，确保手车在核相工作中不移动。

在焊接加工制作的不锈钢框架上铆接支撑板，将固定式压合构件与支撑板用螺栓连接，安装所有的运动滑轮，可调节模块间加装螺栓压接起紧固作用，将所有非调节部件紧固。组装后的可调节不锈钢框架实物图如图2所示。