35kV手车式断路器推车工具研发与设计

云南电网有限责任公司玉溪供电局 雷亚兰 李建东 王天宇 王文杰 潘奇峰

本文中发明一种具有防倾倒功能的35kV手车式断路器推车，主要由水平推车、推车推拉装置和防倾倒装置三部分组成，在进行停电操作时，将推车推至开关柜门前，将防倾倒装置打开，通过推车推拉装置将35kV手车式断路器牵引至水平推车上，将防倾倒装置关闭后将推车推至空地即可。在进行送电操作时，将推车推至开关柜处，将防倾倒装置打开，通过推车推拉装置将35kV手车式断路器推入开关柜导轨内，将推车撤出后，将开关柜闭合到位即可。通过上述装置的研发，可有效避免倾倒事故发生，同时降低员工工作强度，从而消除了安全隐患，避免了经济损失。

1 现状分析

1.1 断路器小车参数确定

如图1所示，对断路器小车尺寸、把手间距、轮子间距、高度等参数进行测量并进行CAD制图。各部件的结构参数如下：

图1

一是开关柜采用封闭模式，打开面板门后可将其中的断路器小车拉出，断路器小车与柜体空间较小，底部有轨道，顺延轨道可拉出，柜体内部视为带电，外部任何工具均不可进入柜体，所以牵引小车只能在柜门口操作。二是断路器小车高度为1550mm，宽度为1175mm，小车两个轮间距为300mm，轴距为900mm，轮厚15mm，断路器小车深900mm，上端第一副把手间距545mm，把手宽100mm，下端第二幅把手间距580，把手宽100mm。三是原导轨长为900mm，宽为930mm，加固横档型号为30mm×2.5mm，导轨高度为70mm。

1.2 存在困难

当前，变电站35kV断路器设备中部分采用35kV手车式断路器，在停电操作检修时，将推车开关拉出，如送电操作时，将其推入即可，较为方便，但厂家所配置的推车导轨为斜坡式支架，再外拉出时推车有向外倾倒的风险，加之体积较重、操作人员活动空间有限等情况，在设备倾倒后，人员无法及时逃离，存在严重的安全隐患。

根据现状可知，存在以下几方面的问题：一是变电站过道的操作空间有限；二是设备较重且高；三是原支架为斜坡式支架，滑动时小车会加速，速度较快；四是作业人员操作空间有限，来不及反应。

1.3 解决思路

以问题为导向，将问题分为不可改变因素和可改变因素分析两类。

一是变电站过道的操作空间有限，房子和设备是固定的，是无法改变的现实，是不可改变因素；二是设备较重且高，这是设备本身的特点，也是不可改变因素；三是原支架为斜坡式支架，滑动时小车会加速，速度较快，支架是辅助设施，改变相对容易一些，可视为可改变因素；四是作业人员操作空间有限，人的反应时间相对很短，改变难度较大，如果制造一个相对安全空间，解决安全风险是可行的，也可视为可改变因素。

2 35kV手车式断路器推车整体设计

35kV手车式断路器推车整体功能应具备开关牵引和推出功能、35kV手车式断路器把手锁扣功能、推车整体移动功能、防倾倒功能、刹车功能、装置动力等功能，所以应具有以下几个装置：推车移动功能、水平牵引装置、液压装置、把手锁扣装置、防倾倒装置。

2.1 推车移动功能

将35kV手车式断路器移至推车上，可水平自由移动，同时移动平台载重需承受400kg，需选用2.5mm以上钢材，其特征在于所述固定门型框架外侧设置扶手。

2.2 水平牵引装置

应具备将35kV手车式断路器牵引或推出的功能，操作空间只有2m，受场地空间限制，无法使用叉车或电动叉车，牵引装置要具备大行程、小体积的特点，经过剪刀式、导轨式、铰链式、液压顶杆式等多种模型对比，只有剪刀式可实现大行程、小体积的目标，其特征在于所述第一动支点由轴承、第一动支点固定轴构成，所述轴承A在第一C型滑轨上下移动，所述第一动支点固定轴穿入轴承A内环，所述剪刀型推拉支架顶部与第一动支点固定轴铰接。

2.3 液压装置

主要为牵引装置提供动力，应具备升降双向功能，受现场环境影响及设备使用特点，动力电源只能使用可跟车蓄电池，不可使用外接电源线，以防引发其他隐患风险。所以电源采用蓄电池，动力装置通过电机顶杆、液压顶杆和千斤顶三种模式对比，电机顶杆、千斤顶都存在动力不足、速度较慢的情况，但液压顶杆动力强劲、速度均匀满足要求，所以动力装置采用液压顶杆、蓄电池、控制电路来实现[1-3]。

2.4 把手锁扣装置

为将牵引装置和35kV手车式断路器可靠连接，根据35kV手车式断路器上把手形状及机械原理对应设计响应卡扣，其特征在于所述第一抓手由螺杆、摇把、竖向抓手构成，所述螺杆与活动门型框架螺纹连接，所述螺杆上固定连接两个竖向抓手，所述竖向抓手相对设置，所述螺杆末端设置摇把；所述第二抓手由螺杆、摇把、水平抓手构成，所述螺杆与活动门型框架螺纹连接，所述螺杆上固定连接两个水平抓手，所述水平抓手能围绕螺杆轴线旋转，所述螺杆末端设置摇把。

2.5 防倾倒装置

因推车较高，为防止在牵引过程中向后倾倒，需设计防倾倒装置，根据三角形稳定原理，推车后面可设计两个三角形支架，但考虑到方便收纳和使用，可将三角形一边设计为倾斜，打开状态为支撑作用，收起后可提高对地距离并立于侧面，其特征在于所述扶手与底座间设置防倾倒支架固定杆，所述防倾倒支架固定杆上铰接防倾倒支架[4]。

经过反复测试和试验，最终的设计如图2、图3。

图2

图3

3 推车具体实施方式

解决了断路器手车与另一面开关柜配合安装安装过程费时费力问题。推车包括车架、载物架和提升装置，所述的车架上设有导滑板，所述的导滑板上固接有齿条，所述的导滑板可升降的设置在所述的车架上，所述的载物架包括支撑杆和两个托架，所述的支撑杆设在导滑板的底部，所述的托架套装在支撑杆上，所述的支撑杆上设有偶数个定位孔，所述的托架与支撑杆的定位孔限位配合。托架通过支撑杆设在导滑板的底部，方便从托盘上将断路器手车移动到推车上；而且两个托架由支撑杆的定位孔定位，可以使托架与断路器手车相适配。安装时只需要将托架的侧边与开关柜相对应时，便可方便地安装断路器手车。

具体实施方式为：一种断路器推车包括固定门型框架、活动门型框架、剪刀型推拉支架、底座，所述固定门型框架与底座固定连接，所述底座顶部设置滑轨，所述固定门型框架由第一槽钢、第一C型滑轨构成，所述第一槽钢与底座固定连接，所述第一槽钢内安装第一C型滑轨，所述第一槽钢中部设置第一动支点、底部设置第一固定支点，所述第一动支点在第一C型滑轨内运动；所述活动门型框架由第二槽钢、第二C型滑轨构成，所述第二槽钢底部设置脚轮A，所述脚轮A沿着滑轨运动，所述第二槽钢内安装第二C型滑轨，所述第二槽钢中部设置第二动支点、底部设置第二固定支点，所述第二动支点在第二C型滑轨内运动，所述活动门型框架外侧设置第一抓手、第二抓手；所述剪刀型推拉支架底部与第一固定支点、第二固定支点铰接，顶部与第一动支点、第二动支点铰接，所述剪刀型推拉支架一侧通过横杆相连接；所述底座上设置顶升装置，所述顶升装置与所述横杆铰接，所述底座前部设置脚轮B，后部设置万向轮。

具体所述固定门型框架外侧设置扶手。所述扶手方便操作人员操控推车。

具体所述扶手与底座间设置防倾倒支架固定杆，所述防倾倒支架固定杆上铰接防倾倒支架。所述防倾倒支架在取下、转运断路器过程中，因断路器中心过高，避免推车发生倾倒的风险。同时，不执行转运断路器任务时，可将防倾倒支架折叠至固定门型框架、活动门型框架处，减少占用空间。

具体所述底座上设置有销钉孔，所述防倾倒支架对应设置通孔，所述通孔、销钉孔内放置销钉。所述销钉、通孔、销钉孔可实现锁紧防倾倒支架，避免防倾倒支架转动引发安全事故。

具体所述顶升装置可采用液压缸、气动缸、电推杆中的任意一种。

具体所述固定门型框架顶部设置第一加强杆。所述第一加强杆提高固定门型框架承重能力。

具体所述第一抓手由螺杆、摇把、竖向抓手构成，所述螺杆与活动门型框架螺纹连接，所述螺杆上固定连接两个竖向抓手，所述竖向抓手相对设置，所述螺杆末端设置摇把。通过所述摇把驱动螺杆转动，带动竖向抓手转动，竖向抓手连接断路器门板上竖向安装的把手，实现固定断路器。

具体所述第二抓手由螺杆、摇把、水平抓手构成，所述螺杆与活动门型框架螺纹连接，所述螺杆上固定连接两个水平抓手，所述水平抓手能围绕螺杆轴线旋转，所述螺杆末端设置摇把。通过所述摇把驱动螺杆转动，带动水平抓手转动，水平抓手连接断路器门板上水平安装的把手，实现固定断路器。

具体所述第一动支点由轴承A、第一动支点固定轴构成，所述轴承A在第一C型滑轨上下移动，所述第一动支点固定轴穿入轴承A内环，所述剪刀型推拉支架顶部与第一动支点固定轴铰接。所述轴承A与第一C型滑轨滑动连接，减低摩擦，使得第一动支点、剪刀型推拉支架、活动门型框架运行平稳。

具体所述第二动支点由轴承B、第二动支点固定轴构成，所述轴承B在第二C型滑轨上下移动，所述第二动支点固定轴穿入轴承B内环，所述剪刀型推拉支架顶部与第二动支点固定轴铰接。所述承B与第二C型滑轨滑动连接，减低摩擦，使得第二动支点、剪刀型推拉支架、活动门型框架运行平稳。

4 结论

本文研制的断路器推车主要从生产实际需求出发，结合设备现状、现场环境、目前现有技术及工艺，有运维人员创新性地自主研究设计而成，主要应用于电路检修装备技术领域，含包括固定门型框架、活动门型框架、剪刀型推拉支架、底座，所述固定门型框架与底座固定连接，所述底座顶部设置滑轨，所述固定门型框架由第一槽钢、第一C型滑轨构成，所述第一槽钢与底座固定连接，所述第一槽钢内安装第一C型滑轨，所述第一槽钢中部设置第一动支点、底部设置第一固定支点，所述第一动支点在第一C型滑轨内运动。应用本实用新型一种断路器推车，结构强度高，使用、维护方便，取出、搬运断路器过程中不易倾倒，避免安全事故，操作人员距离断路器较远，不易被断路器砸伤，人机工程学优异，为后续继续深入研究和改进提供了思路和方向，具有一定的依据和研究价值。