变电站可插拔式标示牌的研制

李孟增，余江山，曾文文，王 宇，吴章玮

（1.国网安徽省电力有限公司合肥供电公司，安徽 合肥 237300；2.国网安徽省电力有限公司金寨县供电公司，安徽 六安 237300）

电力供应充足可以为国家经济发展提供良好的保障，同时也是人们日常生产生活的基础。近年来，我国经济腾飞，电力需求也变得越来越大。变电设备作为供电系统的关键部分，其日常运维非常重要。变电站进行工作，标示牌是必不可少的安全底牌，它可以为操作人员提供很好的安全警示作用[1]。

1 变电站内设备标示牌定期维修的必要性

变电站内的设备标示牌通常位于横担下方，注明设备双重名称及相别。标示牌常规采用印刷品粘贴于相关板材，因自然因素约2 年后会发生变色与失色，需要及时进行更换。在需要对标示牌进行更换时，由于标示牌距离带电运行设备较近，需要停电方能完成更换工作。但为了保障供电可靠性，不是所有的停电计划都予以批准。因此，部分标示牌虽然不清楚，但是却不能够及时完成更换维护，存在一定安全运行风险。

1.1 标示牌进行定期更换的原因

变电站高位横担上是运行设备，其下方安装标示牌。当设备转检修或设备间隔名称变更时，标示牌清晰与否至关重要，若不能及时更换，很容易引发误入带电间隔进而发生人身触电的恶性安全事故。正常情况下标示牌的使用周期为1～2年。

1.2 标示牌更换需要停电作业的原因

大多数标示牌悬于运行设备的横担下方，距离一次设备距离较近，在对标示牌进行更换维护时，人体与带电设备的距离不能够满足安全规定要求的安全活动距离，因此在设备处于运行状态下，不能完成标示牌的更换维护工作，而是须填报相应的停电计划，方能完成标示牌更换维护工作。

1.3 传统模式下更换标示牌耗时长

以35 kV 银湾、全军、桃岭、白塔畈变电站为例，在对变电站内户外设备标示牌进行更换维护工作中，通过查阅近5 次的工作记录，对比统计变电站标示牌更换停电时间，得出统计表如表1所示。

表1 标示牌更换平均停电时间 h

由表1可知，近6年内，在对变电站内户外设备标示牌进行更换维护工作中，标示牌的平均停电时间为5.105 h。在对变电站内设备标示牌进行更换维护工作中，由于标示牌距离带电设备较近，且标示牌易于老化，须反复、长时间停电才能完成更换维护工作。

2 研制变电站可插拔式标示牌

在标示牌安装座与标示牌之间由传统的螺丝安装式变更为插拔安装式，在安全监护下，可以不停电完成标示牌更换维护工作，进而能够及时、有效地完成标示牌更换维护。在国网商城中查找，未见含有插拔安装式标示牌，因此QC 小组成员决定自行研制以满足工作需要。

2.1 变电站可插拔式标示牌研制目标

研制变电站可插拔式标示牌，应满足：仅须一次停电，但是在以后的标示牌更换维护工作中无须停电即可多次进行插拔，完成标示牌的安装与拆卸工作，进而解决因安全距离不足需要反复、长时间停电方能完成标示牌更换维护工作的问题。利用一次停电机会完成标示牌更换维护工作后，停电时间由5.105 h降低到1 h以内。

2.2 变电站可插拔式标识牌研制过程

2.2.1 确定最佳一级方案

根据设定的目标，利用头脑风暴法，形成3 种方案：永磁吸合固定式、螺丝旋转固定式、弹簧卡扣插拔固定式，并进行整理，绘制成亲和图，如图1所示。

图1 可插拔式标示牌亲和图

经过分析，弹簧卡扣插拔固定式虽然制作工艺复杂，但在实际工作中它能够很好地将标示牌固定在变电站内设备下方的横担上，且易安装、易拆卸，因此选用此种方案。

2.2.2 细化分解一级方案

对一级方案进行进一步分解，整体材质选用、弹簧卡扣固定位置选择、标示牌安装方式选用3 个方面出发，进行细化。

整体材质选用绝缘与金属材质组合式，即标示牌插拔件的卡扣、衬板、外板采用绝缘材料，非绝缘材料为卡扣张力小弹簧。该种方式标示牌的整体绝缘水平较高，更能够满足安全运行与使用需求，能承受标示牌安装拆卸过程中的机械强度。

弹簧卡扣固定位置选择弹簧卡扣下端上推式，即导航板与固定于横担的基座为一体，弹簧卡扣与标示牌外板、伞状衬板等为下插拔件，上推绝缘棒，使卡扣的卡齿卡入基座的卡槽位，进而完成标示牌安装，下拉卡扣收缩牵引件的孔隙，完成标示牌的拆卸工作。该种方式易操作，更利于对弹簧卡扣等金属疲劳件的保养与维护。

标示牌安装方式选用绝缘棒穿孔上挑式，即在固定连接弹簧卡扣与外板的伞状衬板设计一个圆形孔洞，绝缘棒的顶端设计一个十字架，插入衬板上孔挑起标示牌插拔件，使其卡扣通过基座导航板进入基座内部，绝缘棒继续上推使卡扣的卡齿卡入基座的下卡槽位，然后十字架从衬板上孔移动至衬板下部，继续上推绝缘棒，使卡扣的卡齿卡入基座的上卡槽位，进而完成标示牌安装，顶端十字架穿过卡扣收缩牵引件的孔隙并下拉，即可拆除标示牌插拔件。该种方式结构简单，易操作，且能够十分快捷地完成标示牌的安装与拆卸工作。

2.2.3 二级方案对策实施

对策实施一：绝缘与金属材质组合式。标示牌插拔件的卡扣、衬板、外板采用绝缘材料，金属材质为卡扣张力小弹簧，如图2所示。

图2 绝缘与金属材质组合式示意图

效果检查一：经检查能够达到目标要求“标示牌的整体绝缘水平较高，更能够满足安全运行与使用需求，且能承受标示牌安装拆卸过程中的机械强度”。

对策实施二：弹簧卡扣下端上推式。导航板与固定于横担的基座为一体，弹簧卡扣与标示牌外板、伞状衬板等为一体，上推绝缘棒，使卡扣的卡齿卡入基座的卡槽位，进而完成绝缘棒安装，下拉卡扣收缩牵引件的孔隙，完成标示牌的拆卸工作。

效果检查二：经检查能够达到目标要求“易操作，能够对弹簧卡扣等金属疲劳件进行保养与维护”。

对策实施三：绝缘棒穿孔安装式。在固定连接弹簧卡扣与外板的伞状衬板设计一个圆形孔洞，绝缘棒的顶端设计一个十字架，插入衬板上孔挑起标示牌插拔件，使其卡扣通过基座导航板进入基座内部，绝缘棒继续上推使卡扣的卡齿卡入基座的下卡槽位，然后十字架从衬板上孔移动至衬板下部，继续上推绝缘棒，使卡扣的卡齿卡入基座的上卡槽位，进而完成标示牌安装，顶端十字架穿过卡扣收缩牵引件的孔隙并下拉，即可拆除标示牌插拔件。

效果检查三：经检查能够达到目标要求“结构简单，已操作，且能够十分快捷地完成标示牌的安装与拆卸工作。”

2.3 效果检查

2.3.1 活动前后效果对比

该装置主要针对高位标示牌更换难点，在标示牌安装座与标示牌之间由传统的螺丝安装式变更为插拔安装式。只须利用一次停电机会把标示牌安装座（导航卡槽基座）固定在高位横担上，以后的标示牌更换维护只须通过标示牌插拔件在导航卡槽基座上插入、拔除即可，在安全监护下，可以不停电完成标示牌更换维护工作，进而能够及时、有效地完成标示牌更换维护。

2.3.2 目标值检查

通过现场的调研与推算，仍以4 个变电站进行新研制的变电站可插拔式标示牌，经过现场模拟操作，推算统计第一次停电更换时间，及标示牌换代以后，变电站标示牌不停电更换时间。更换时间统计如表2所示。

由统计表可知，采用新研制的可插拔式标示牌装置后，变电站内平均停电时间仅为0.142 h，而平均更换时间仅为0.58 h，均远小于传统方式下的5.105 h，达到了设定的目标值小于1 h。

表2 效果检查表 h

2.3.3 经济效益检查

新研制的可插拔式标示牌，只须要一次停电机会完成标示牌更换工作后，后续对标示牌的更换维护工作无须停电即可完成。就每一座变电站而言，每次更换工作需要停电约5 h，平均1.5年更换一次，也就是说每座变电站每年就少停大约3 h，金寨供电公司共计28 座变电站，每年就会减少近100 h 的停电时间，经济效益十分可观。

3 结束语

新研制的可插拔式标示牌的投入使用有效地提高了供电的可靠性，同时也会降低了作业人员的劳动强度，降低作业过程中的安全风险。提高了供电可靠性，间接降低客户投诉率，维护了公司形象。