一种农网便携式操作平台的研制

苏州三新供电服务有限公司太仓分公司 杨 帆 李俊男 张 历

目前悬挂式农网综合配电箱安装位置较高，不易操作维护，迫切需要一种可操作性强、便携式好的协助工具，为工作人员维护时带来方便。同时，目前农网中的电力变压器多数安装在两根水泥电杆中间，具有一定的高度，同样对工作人员检修造成不便。

文献[1]研制了一种适用于10kV 综合配电箱检修的操作平台，其主要利用两根电杆及一根竖向撑杆搭建三个空中支点；采用两根水平撑杆连接三个支点，建立平面的外围支撑，利用管状材质编制织制作梯形平台。该操作平台仍存在支点不稳定的风险，对于能否满足多人配合操作还需验证；文献[2][3]以配电箱本身设计为改进目标，不是对工具的改进；文献[4]是关于配电箱绝缘操作棒的设计，其主要用途是如何做到更好的绝缘。

文献[5]研究了一种通过电机控制的操作平台，自动化程度高但不适用配电箱检修。通过实际调查发现，伸缩梯是目前广泛使用的检修辅助工具。因其具有伸缩功能，已成为电力抢修、设备运维过程中的常备工具之一。但其也存在一定的功能局限性，只能满足一人登梯操作，不能满足当工作人员需相互配合工作时的要求。此外工作人员站立在伸缩梯上时，脚下受力面积较小，着力点少，同时腰部也缺乏支撑，不利于工作人员操作。

本文提出研制一种具有便携性、操作灵活性、可普及性的操作平台，在伸缩梯的基础上设置平台机构和支撑机构。该操作平台不仅提高了机械强度还增加了稳定性，满足高度要求的同时也能快速展开和收纳，便于操作。

1 方案设计

1.1 方案对比

面对越来越多悬挂式配电箱的投入使用，日常维护也因此面临新的问题，主要表现在两方面：乡村低压综合配电箱实际作业高度多变，传统架设梯子作业的模式已无法满足；高空作业具有空间局限性，无法满足多人配合工作，进而影响工作效率。基于以上方面并结合现实工作实际，形成了两种设计方案，并对两种方案进行了对比分析。

方案一：采用活动式登高脚蹬与折叠式升降平台组合的方式。该方案适用于高度较高的场所，但其需要电机驱动，成本较高且不适用乡村道路环境；方案二：采用纯物理链接方式，从地面直接搭设所需工具，适用中高度的工作场所。优点是既能灵活伸缩又能快速折叠，方便携带且低成本。

1.2 确定方案

综合考虑到乡村电力线路环境的复杂性及10kV柱上变压器离地实际高度存在多变性，且自身高度随额定容量的变化而变化。为进一步确定方案，对浮桥地区8个低压配电箱预计达到作业高度进行了统计分析。

变压器带电上桩头距地高度为变压器自身高度与变压器底部离地高度之和，范围约在3.6米到4.5米之间。根据《10kV 及以上变压器设计规范》（GB 50053-94）规定：变压器无遮栏裸带带电部分至安全距离最小为0.7米，离地安全距离为2.7m。除去安全距离，故检修配电箱时需达到高度为2.9米到3.7.米。人员身高以1.8m 为参考，则需一种高度能灵活调节，且调节范围在1.5m 到2.3m 的操作工具。

从经济和实际效益角度出发，采用伸缩梯就可以达到目标高度，其具有的便携式功能有更广泛的适应性，适用于多种乡村狭小的检修环境。考虑到乡村路面状况，大型车辆无法进入，不宜使用高空作业车等大型工具，更需要一种体积小、便于携带、灵活的作业工具。因此采用方案二进行设计，研制一种符合行业标准的新式工具来满足检修需求。

2 结构设计

2.1 整体结构

该装置是一种农网便携式操作平台，主要包括伸缩梯、平台机构、支撑机构等结构。其中平台机构包括站立平台和支撑部件，站立平台转动设置在伸缩梯的端部上，支撑部件转动设置在站立平台上；使用时利用支撑部件使得站立平台水平展开；伸缩梯通过支撑机构与电杆连接。同时支撑部件上设置锁定插销，伸缩梯上设置至少一组与所述锁定插销配合的锁定孔。展开时，站立平台与支撑部件间的夹角大于90°，其中支撑部件为梯子，站立平台上还设有扶手。整体结构如图1所示，其中1为伸缩梯、2为平台机构、3为支撑机构。

图1 操作平台整体结构

2.2 分支结构

平台机构包括21站立平台和22支撑部件（图2）。站立平台通过铰链与伸缩梯的端部转动连接，支撑部件通过铰链与站立平台转动连接。使用时通过支撑部件使得站立平台水平展开。支撑部件的底部设置锁定插销，伸缩梯上设置与锁定插销配合的锁定孔，当操作平台展开时，锁定插销插入锁定孔内使站立平台支撑部件和伸缩梯构成三角形结构。同时站立平台呈水平状态。另外锁定孔可以设置多个，以配合伸缩梯放置的角度不同保证站立平台保持水平位置。在操作平台展开时，站立平台和支撑部件之间的夹角大于90°。

图2 平台机构示意图

同时，在站立平台的两侧边设置扶手，扶手可以为框型、圆弧形等结构。通过扶手的设置，使得工作人员从伸缩梯爬至站立平台有支撑助力的地方。扶手能够对工作人员进行保护，防止工作人员在检修时踩空，也为工作人员腰部防护带提供固定支点。

支撑机构包括支撑座、伸缩杆和限制机构。支撑座固定设置在所述伸缩梯的端部，其伸缩杆水平可调节的设置在所述支撑座上，限制机构设置在伸缩杆上。同时支撑座上水平设置两根第一导向槽，且伸缩杆滑动设置在第一导向槽内，可分别向支撑座端滑动。如图3：31为支撑座，32为伸缩杆，33为限制机构，311为第一导向槽，312为引导槽。其中，限制机构包括半圆形固定座、半圆形锁舌、第一弹簧、把手、第二弹簧、锁定锁舌、锁舌外壳和拉绳。如图4所示，331为半圆形固定座，332为半圆形锁舌，334为把手，337为锁舌外壳，338为拉绳。

图3 支撑机构

图4 限制机构结构

半圆形固定座内同心设置第二导向槽，半圆形锁舌与第一弹簧设置在第二导向槽内，利用把手驱动半圆形锁舌沿第二导向槽引导方向移动；锁定时第一弹簧压缩，半圆形锁舌突出于第二导向槽并与第二导向槽配合，形成大于220°的圆环；锁定锁舌通过第二弹簧设置在锁舌外壳内，拉绳与锁定锁舌连接，利用拉绳驱动锁定锁舌向锁舌外壳内移动，锁舌外壳固定在半圆形固定座上，对应的半圆形锁舌上设置与锁定锁舌配合的锁槽。当限制机构在锁定状态下锁舌与半圆形锁舌相互配合时其状态如图5。

图5 锁定锁舌与半圆形锁舌配合状态

该操作平台结构简单，折叠后体积小，便于搬移。同时能够快速展开和收纳，操作简单。站立平台利用支撑部件撑开，提高了站立平台的稳定性。同时支撑部件采用梯子，提高支撑部件强度的同时方便工作人员从伸缩梯爬至站立平台。增加限制机构，采用环抱式锁定方式，保证操作平台与电杆之间可靠连接，防止操作平台发生侧翻，保证工作人员安全。

综上，本文研制的便携式操作平台采用纯力学机构支撑，结构简单、折叠便携，高度可调，施工方便，适用于多种检修环境。既能满足配电箱检修中安全施工的需要，又能满足多人相互配合作业的需求。作业灵活，能够在狭小的空间内使用，并减少因高空作业所带来的安全隐患，从而保证工作人员安全。通过使用该便携式平台施工，有效缩短了运维检修的时间，提高工作效率，保证了线路的安全稳定运行，进一步提高了低压线路的供电可靠性，具有极大的可应用性和推广性。