一种手持充电式打磨工具的研制与应用

赵靖晖 万赟恒 陶可鹏

摘 要：针对电力设备在长期运行过程中受电场作用及环境酸碱性等因素的影响，容易发生导电回路中金属部位锈蚀、接触面氧化发热、放电烧伤;检修人员对于锈蚀氧化的接触面，采用砂纸、钢丝刷等传统打磨工具处理速度慢、效果差，而且高处打磨作业时人员容易失去重心，有坠落风险等情况，提出并研制了一种手持充电式打磨工具，能协助检修人员对金属部位锈蚀、接触面氧化发热的电力设备进行处理。

关键词：金属部位锈蚀;接触面氧化发热;手持充电式打磨工具

0    引言

变电站一次设备在长期运行过程中，由于电场作用以及环境酸碱性，容易发生金属部位锈蚀、接触面氧化发热，处理该类问题成为变电检修人员的一项重要工作，传统的处理方法是采用砂纸、钢丝刷等普通打磨工具，对锈蚀氧化的接触面进行打磨，速度慢、效果差，缺乏专用工具。该项工作属于高处作业，检修人员需站在一次设备上进行作业，在擦拭过程中，人员容易失去平衡，有高处坠落的风险;并且高处作业考验人员体质，容易造成人员疲劳。而在处理10 kV高压柜内部隔离开关时，由于空间狭小，普通工具难以满足作业需要，效率低下[1-3]。

基于此，本文设计了一种结构简单紧凑、操作方便快捷的手持充电式打磨工具，从多维度提升现场工作的便捷性，充分保障人员作业安全，提高工作效率。

1    技术方案

为了能够有效帮助检修人员处理该类金属部位锈蚀、接触面氧化发热的问题（图1），手持充电式打磨工具应满足以下要求：

（1）整体重量轻，既保证检修人员在高处作业时能單手操作，又能在高压柜等狭小空间里自由发挥;

（2）能恰到好处地打磨到位，对处理不同脏污程度的金属部位都有良好效果;

（3）实现电动打磨，提供平稳均匀的转速使打磨效果均匀且接触面平整，满足金属打磨需求，减轻作业人员的工作强度;

（4）提供充足的电能，保障日常正常工作，简捷方便，无须将电源盘放至高处，提高作业效率;

（5）可与绝缘杆配合使用，用于母线刀闸刀口带电打磨。

依据上述要求研制的手持充电式打磨工具主要包含电源部分和清扫部分，电源部分包括直流电动机（电压DC24 V，空载转速n=4 000 r/min，质量0.53 kg）、高能锂电池（容量约2.2 Ah，输出电压DC12.6 V，质量0.3 kg），清扫部分由专用打磨清扫头（3M尼龙材质）和手持式设计外壳组成。

采用直流电动机带动专用打磨头对需要打磨的部位进行打磨，利用可充电高能锂电池给直流电动机供电，保证输出。专用打磨头安装在手持式设计外壳上，直流电动机、高能锂电池、遥控接收器集成在手持式设计外壳内，为配合绝缘杆使用，配置遥控接收器，结构紧凑，操作方便。

2    技术实施

根据上述技术方案设计出一种手持充电式打磨工具，其结构如图2所示。

如图3所示，手持充电式打磨工具实物主要由手持式设计外壳1、高能锂电池2、遥控接收器3、直流电动机4、专用打磨头5组成，螺纹接口与绝缘杆配合使用。

利用可充电高能锂电池2给直流电动机4供电，直流电动机转动带动专用打磨头5对需要打磨的部位进行打磨，专用打磨头5使用3M尼龙材质制作，直流电动机4、高能锂电池2、遥控接收器3集成在手持式设计外壳1内，专用打磨头5安装在手持式外壳上，为配合绝缘杆使用，配置了遥控接收器3，作业人员可以在地面遥控直流电动机打开和关闭。

手持充电式打磨工具特制的尼龙材质打磨布，可处理不同脏污程度的金属部位，手持式轻巧设计既保证了检修人员在高处作业时能单手操作，提高在高处作业的安全性，减少坠落风险，又能在高压柜等狭小空间里自由发挥，不受空间约束。

电动打磨效果均匀且接触面平整（图4），减轻了人员的工作强度，缓解了人员疲劳程度;充电式高能锂电池设计简捷方便，能提供充足的电能，保障日常正常工作;通过控制手按压的力度，可以掌握打磨的厚度，保护表面镀银层。每个接触面的打磨时间可由传统方法的10 min缩短为3 min，测出的回路电阻可比传统方法减小5 μΩ左右（图5）。尾端螺纹接口可与绝缘杆配合，实现对母线刀闸刀口带电打磨。

3    结语

本文所述手持充电式打磨工具，采用了电动旋转的原理、特殊的打磨材质和巧妙的操作形式，打磨效果比砂纸和钢丝刷好、效率高，可在高处作业时单手操作，适用于电网内输变配各类检修人员对氧化生锈的金属材质表面进行打磨。

由于电网安全稳定运行和供电可靠性的要求，如今设备停电检修的机会越来越少，而且隔离开关发热必须及时处理，同时检修人员面临较大的操作风险。利用本文所设计的新型打磨工具尾端的螺纹接口与绝缘杆配合使用，在带电情况下对110 kV水平式母线隔离开关动、静触头发热缺陷进行处理，能有效解决高压隔离开关触头发热需停电处理的难题，且经济效益显著。该新型打磨工具，充分考虑了当下检修人员在处理金属部位时的难点，从多维度提升了现场工作的便捷性，充分保障了人员作业安全，提高了现场工作效率。

[参考文献]

[1] 邹刚.手持打磨工具的减振手柄研究[D].济南：山东大学，2019.

[2] 贾宇，崔健.隔离开关带电打磨工具降低刀闸口温度研究[J].中国新技术新产品，2013（17）：129.

[3] 倪惠浩，李健明.一次设备多功能带电运维专用工具的研制与应用[J].机电信息，2017（33）：97-98.

收稿日期：2021-06-07

作者简介：赵靖晖（1993—），男，广东江门人，变电检修高级工，主要从事110 kV及以上变电站一次电气设备的检修、维护工作。