开关小车延伸操作装置研制

黎云富，李均，肖雨航



开关小车延伸操作装置研制

黎云富，李均，肖雨航

（国网四川省电力公司资阳供电公司，四川 资阳 641309）

对于变电运维值班员而言，10 kV开关柜的停送电是最为频繁的操作，高压开关柜的检修过程也需要检修人员将小车拉入拉出。然而，近年来高压开关柜事故频发，小车摇入摇出操作是引发安全事故的重要原因之一。2018-05，国网四川省电力公司制定了《高压开关柜运检安全管理要求》，文件指出无论是段停还是单间隔停送电，小车的母线端常常带有高压电，当设备在一定的环境和老化条件下，其绝缘性能会降低产生电弧，进而造成高压开关柜爆炸。为了更好地确保人生安全，研制高压开关柜延伸装置显得重要且具有现实意义。

变电站；高压开关柜；延伸装置；手摇式开关小车

1 背景与意义

高压手车式开关柜因其操作方便、易于设备检修而被广泛应用于10 kV电压等级的变电站中。然而，小车在使用过程中仍会出现一些难以控制的因素，引发开关柜故障，严重时使开关柜爆炸，因而，让操作人员非正向面对高压开关柜可以很大程度减少伤害。国网某供电公司运维检修部变电运维班所辖的15座变电站中，手摇式开关小车的摇柄在某些110 kV变电站等已出现不同程度咬合不严的情况。历史上，所辖设备甚至在正确拉入拉出小车的过程中也出现过开关柜爆炸。如何更大程度减少因不可控因素造成的设备故障伤及操作人员、检修人员，具有现实意义。

2 现状调查

现状调查可以进一步确认小车延伸装置研制的现实意义，通过查阅倒闸操作票对2017-01—2018-06班组所辖15变电站手摇式开关小车的使用频次进行了统计，结果如下：①手摇式开关小车在18个月内使用频次达1 604次，其中使用频次最多的是因线路检修而引起的操作，达到了872次，此种类型的停电往往在母线侧带有电压。②18月内所辖变电站中手车不能正常操作的次数达25次，原因多为卡塞和五防故障，开关柜存在爆炸的潜在危险。

此外，小组成员还对变电运维班和一次班发放26份调查问卷，调查相关操作人员对此装置的心理预期。其中16份同意意见，不同意意见达10份。大多数人认为，在手摇式小车使用频率高、危险因素大的情况下，延伸装置可以在较大程度上减少对操作人员的伤害。

3 方案设计

3.1 方案设计图

方案采用钢轴和锥齿轮换向器作为传动，其具体结构如图1所示。

图1 方案设计图

方案中的部件及其功能如下：①内四角工装。与电力柜配合，从而驱动电力柜内部元件运动。②磁力吸盘。在吸盘上加装磁铁，可使得工装与电力柜紧密配合，防止工作过程中工装意外脱落的现象。③锥齿轮换向器。将钢轴转动力矩进行换向。④钢轴。利用钢轴作为传动轴，其刚性高，使得工装具有更高的工作稳定性。⑤握杆。用户手持使用，作为固定点，达到传递力矩的目的。⑥转速计数器。记录转轴转动的次数，可以实现正反计数，方便用户观察转动的行程。⑦手柄。用户手持转动，作为动力源，驱动整个工装工作。

3.2 工作原理

开关小车延伸操作装置具体工作原理为：①将内四角工装对正电力柜的相应工装处，向内安装，在磁盘吸力的作用下，工装会紧紧贴合在电力柜上。②用户左手持握杆，右手持手柄，站在安全且方便操作的位置，转动手柄，从而驱动工装开始工作。③使用工装过程中，通过转速计数器，观察转动圈数，判断工作行程是否到位。待工作行程完成后，停止转动手柄。④完成工作后，双手握磁力吸盘，向外拉伸，取下工装，并将转速计数器回零。具体如图2所示。

图2 方案实物图

4 方案实现

4.1 实物参数设置

对15座变电站所有手摇式开关小车进行普查，实践样品选择在所辖变电站中最广的科心所生产的10 kV高压开关柜。样本容量为79台，其中样本中每个基础量为i，期望（平均值）为，标准差为，详细公式如下：

参数统计与实物参数如表1所示。

表1 参数设置

期望方差实物参数 内四角边长/mm16.80.02017 钢轴长度/mm1 248.30.0071 250 摇杆长度/mm52.010.01352 磁吸盘半径/mm53.020.01553 握杆长度/mm24.980.01225

4.2 实物展示

根据调度指令对110 kV某变电站10 kV备用#934开关柜执行冷备用转热备用的过程中，设备的内四角和磁力吸盘抓住操作孔，通过刚性摇杆和摇手的作用，可以正确操作。此时，操作人员已经站立在离待操作开关柜2个开关间隔的位置，非正向面对，如果开关柜非可控爆炸，将极大地减少对操作人员的伤害。

方案实物可以进行正常操作，而且离操作的开关柜达1.25 m，大致两个开关柜的距离，可以减少正面面对开关柜，起到人身保护的作用。

5 总结与展望

通过方案研究和现场调研，研制出高压开关柜延伸装置，工作人员在操作或者检修过程中，将会极大地减少因不可控因素造成的人身危害。

根据对延伸装置的分析，开关小车延伸装置的研制还需要在以下方面改进：①设备相关尺寸的普遍适用性，虽然国标有所要求，但是不同厂家生产的设备的尺寸有所差异，因而应考虑设备的不同带来的差异。②装置稳定性有待加强，在摇杆达到1.25 m左右时，应增加稳定操作装置的设备。③设备到位判据不能仅仅依靠对计数器的观察。

致谢：本文中实验方案的制定和实验数据的测量记录工作是在资阳供电公司资源集团黎彬权、蒋炜等工作人员的大力支持下完成的，在此向他（她）们表示衷心感谢。

［1］焦日升.变电站事故处理与分析［M］.北京：中国电力出版社，2011．

［2］国家电网公司.电力安全工程规程习题集变电部分［M］.北京：中国电力出版社，2016．

2095－6835（2018）23－0116－02

TM591

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.23.116

黎云富（1991—），工学硕士，主要研究变电运维技术。

〔编辑：严丽琴〕