多功能手車開關(guān)電動推進(jìn)器的創(chuàng)新與應(yīng)用

【摘要】高壓開關(guān)柜是以高壓開關(guān)為主的成套電器裝置，用于配電系統(tǒng)，作接收與分配電能之用，對線路進(jìn)行控制、測量、保護(hù)及調(diào)整，是電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備。但高壓開關(guān)柜運行過程中，由于各種原因引起運行狀態(tài)惡化，從而引發(fā)電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障的現(xiàn)象時有發(fā)生，不僅增加維修成本，也給企業(yè)造成了物質(zhì)和經(jīng)濟(jì)損失。因此，加強對高壓開關(guān)柜運行故障的預(yù)防和處理，及時發(fā)現(xiàn)并消除故障隱患，減少維修次數(shù)，對于提高電力系統(tǒng)的運行可靠性和自動化程度有著重要的意義。本文以手車式高壓開關(guān)柜為例，具體就其運行與維護(hù)進(jìn)行交流與探討。

【關(guān)鍵詞】手車式；高壓開關(guān)柜；故障；監(jiān)測

一、選擇課題

淮北供電公司邵橋維操站管轄著220kV、110kV、35kV變電站6座，擔(dān)負(fù)淮北市南部的煤礦、火車站及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、居民用電的重任。供電設(shè)備每多停運一分鐘都是對人員和財產(chǎn)安全的重大威脅，因此，要提高供電可靠性，盡量減少電力設(shè)備停運時間，是我們工作的重中之重。

在本站所管轄的6個變電站中，共有35kV及10kV手車式開關(guān)103臺。其具體分布如下表。

表1 邵橋維操站所轄變電站手車式開關(guān)配置數(shù)量統(tǒng)計表

置地點楊柳變四鋪變李莊變海孜變

數(shù)量（35kV）291470

數(shù)量（10kV）0211121

總計29351821

1、在本站所管轄的手車式開關(guān)中，一共有 4 種型號。其具體數(shù)量如下表：

表2 邵橋維操站所轄變電站手車式開關(guān)配置型號統(tǒng)計表

型號KYN58-40.5HVX40-25-12F350KYN28-12KYN72-40.5

數(shù)量（臺）1475329

總計103

2、這些手車開關(guān)的推進(jìn)、拉出操作目前都是依靠搖把手搖進(jìn)行。在實踐中存在不少問題，比如：

（1）手車開關(guān)的閉鎖裝置與推進(jìn)裝置的位置距離太近，且體積較大，占用位置太多，在連接搖把時，經(jīng)常出現(xiàn)誤碰、或不能完全打開而使搖把連接不上的情況。耗時、費力。

（2）人工操作勞動強度大，一般操作人員連續(xù)操作4個左右既感體力不支，必須換人，在整條母線操作時，既耗時，又不安全。

（3）推進(jìn)過程復(fù)雜，用時較長。根據(jù)實際測試，以楊柳變KYN72-40.5型開關(guān)為例，推進(jìn)到位一共需要旋轉(zhuǎn)81圈，用時約1分鐘左右，如果中途脫落，則時間更長。

表4 不同型號手車式開關(guān)推進(jìn)量調(diào)查表

型號KYN58-40.5HVX40-25-12F350KYN28-12KYN72-40.5

推進(jìn)圈數(shù)78853281

推進(jìn)用時（秒）62703065

3、2011年10月22日，楊柳變在進(jìn)行35kV I母線全停及恢復(fù)運行的操作中，僅諸多手車開關(guān)的搖出、搖進(jìn)就分別用時38分鐘和46分鐘。約占整個操作時間的60%以上，延長了設(shè)備停電時間，降低了供電可靠性。并且在操作中狀況百出，工具頻換，極為不順。

表3 邵橋維操站手車式開關(guān)操作用時統(tǒng)計表

分項目母線轉(zhuǎn)檢修母線轉(zhuǎn)運行平均用時百分比

唱票核對88811%

開關(guān)進(jìn)、出38464261.7%

裝拆接地16101319.1%

其他4657.2%

合計用時667068100

綜上所述，我們認(rèn)為這樣的手車開關(guān)操作工具和操作方法存在問題，制約著現(xiàn)場設(shè)備操作工作的時間和質(zhì)量，也為變電設(shè)備安全運行埋下隱患，必須改革和創(chuàng)新。

1.1提出突破口

如何改進(jìn)作業(yè)工具，簡化作業(yè)程序，革新傳統(tǒng)作業(yè)工藝，提高作業(yè)效率，以適應(yīng)當(dāng)前企業(yè)快速發(fā)展需要，就成為擺在我們面前的一個嶄新課題。小組成員針對傳統(tǒng)操作方法及工具已不能滿足當(dāng)前操作任務(wù)、供電可靠性等要求，運用頭腦風(fēng)暴法，充分發(fā)揮想像力，結(jié)合各自的專業(yè)知識和實踐經(jīng)驗，提出了自己的想法和意見，綜合整理后形成三個可供選擇的課題，并經(jīng)過綜合分析、評價、比較。

結(jié)論：通過運用“蘭勃五項性能綜合評定法”，小組成員一致選定“研制新的多功能手車開關(guān)推進(jìn)、搖出操作器”為本課題突破口。

二、設(shè)定目標(biāo)

（一）目標(biāo)可行性分析

1、職工創(chuàng)新活動得到了淮北供電公司和各職能部室、生產(chǎn)工區(qū)領(lǐng)導(dǎo)的大力支持，是我們實現(xiàn)目標(biāo)的強有力的組織保障。

2、小組成員均有長期從事變電運行、操作工作的實際經(jīng)驗及較高的技術(shù)水平，對于所轄設(shè)備特點及操作技巧非常熟悉，是實現(xiàn)目標(biāo)的人員保障。

3、根據(jù)初步設(shè)想，部分材料可就地取材，還可利用現(xiàn)有工具進(jìn)行改造，制作成本不會太高，這是實現(xiàn)目標(biāo)的經(jīng)濟(jì)保障。

4、由于長期開展QC活動，小組成員不同程度的掌握了一些鉗工、車工技術(shù)，并積累了一些人脈，在常用加工技術(shù)上尋求合作得心應(yīng)手。是實現(xiàn)目標(biāo)的技術(shù)保障。

三、提出方案

小組成員圍繞如何研制“新的手車開關(guān)推進(jìn)器”，這一課題，運用“頭腦風(fēng)暴法”，抓住“快速、多用、方便”這個關(guān)鍵的問題，一致認(rèn)為應(yīng)使用電動工具作為動力源，這樣可以增加轉(zhuǎn)速，提高效率，減少操作時間。對于具體選擇何種動力源則提出了2種初步方案進(jìn)行分析、比較和評判。

四、實施階段

實施一：設(shè)計工具

在動力系統(tǒng)裝置確定的情況下，按照對策表目標(biāo)的要求，實際測量了本站所轄各站所有型號的手車開關(guān)推進(jìn)系統(tǒng)連接柄的形狀及尺寸，并據(jù)此設(shè)計出了各種傳動系統(tǒng)連桿的結(jié)構(gòu)與規(guī)格。

表4 手車式開關(guān)不同型號推進(jìn)系統(tǒng)連接柄規(guī)格統(tǒng)計表

型號KYN58-40.5HVX40-25-12F350KYN28-12KYN72-40.5

連接柄規(guī)格（mm）19171419

實施二：選擇材料

1、根據(jù)本站手車開關(guān)實際情況，考察了各種直流電動工具的性能后，決定選擇型號的直流電鉆鉆身作為手車開關(guān)電動推進(jìn)器的動力裝置，該鉆身最大扭矩為85（N.m），帶有過載保護(hù)功能，扭矩達(dá)到最大值時即自動停轉(zhuǎn)，可以避免手車開關(guān)在推進(jìn)過程中出現(xiàn)卡澀時，因扭矩過大而造成設(shè)備損壞，（經(jīng)測量，手車開關(guān)正常推進(jìn)的扭矩是30（N.m），左右。）。該款鉆身還具有正反兩個方向旋轉(zhuǎn)的功能，即可以用于手車推進(jìn)，也可以用于手車的拉出，如果再配上不同型號的傳動連桿與套筒，則可以在任何型號的手車開關(guān)上進(jìn)行所需要的任何操作。真正做到功能齊全，一機(jī)多用。該機(jī)所配置的大容量電池可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)40 分鐘，足夠一個開關(guān)室所有手車開關(guān)推進(jìn)或拉出所用（經(jīng)實際測算，推進(jìn)一個手車開關(guān)大約需用時11秒左右）。

2、傳動部分材料的選擇：從經(jīng)濟(jì)性、適用性角度考慮，決定就地取材，利用原手車開關(guān)自帶的手動搖把截取上10 cm經(jīng)過加工后作為傳動桿，即經(jīng)濟(jì)又能保證材料質(zhì)量。

實施三：加工工具

本課題的主要動手工作量就是加工傳動桿：

1、用砂輪機(jī)磨削，經(jīng)過幾次試用，發(fā)現(xiàn)思路正確，但工藝掌握不好，圓心難找，傳動桿在使用中抖動嚴(yán)重，存在安全隱患。放棄。

2、改用車床加工，可保證達(dá)到設(shè)計要求，聯(lián)系有關(guān)廠家加工后，成品較為滿意，試用中達(dá)到了預(yù)期效果，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、結(jié)合牢固。

實施四：測試工具

對工具的扭矩、絕緣性能以及牢固性能、操作性能做試驗

測試項目推進(jìn)力（扭矩）安全性牢固性可操作性

測試表現(xiàn)轉(zhuǎn)速適中、推力強勁，可滿足要求，開關(guān)到位準(zhǔn)確，接觸良好。安全性較高，無觸電隱患；操作省時省力，攜帶方便，換頭方便。傳動桿旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)、套筒安裝牢固，與開關(guān)機(jī)構(gòu)咬合緊密。操作省時省力，攜帶方便，換頭方便。

在個別型號開關(guān)上使用傳動桿過短。

測試結(jié)論滿意滿意滿意改造傳動桿

實施五：改進(jìn)工具

根據(jù)實施的測試結(jié)果，對于傳動桿過短的問題進(jìn)行改進(jìn)，放棄原來10 cm傳動桿，另加工一個長14 cm的傳動桿，這樣既可以保證操作到位，又可避免觸碰其他設(shè)備。改進(jìn)后，再次測試，結(jié)果令人滿意。

實施六：工具定型

在工區(qū)領(lǐng)導(dǎo)的現(xiàn)場參與下，利用新研制的多功能手車開關(guān)推進(jìn)器進(jìn)行手車開關(guān)推進(jìn)、拉出的標(biāo)準(zhǔn)試驗，其結(jié)果證明所有型號手車開關(guān)均適用，使用安全，換頭方便，操作靈活，適用性強。至此該工具可以定型。

五、效果檢查

對定型后的多功能手車開關(guān)電動推進(jìn)器，我們QC小組對其現(xiàn)場的使用效果、目標(biāo)值完成情況、產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、安全效益等方面進(jìn)行了效果檢查，各項指標(biāo)均達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

手車開關(guān)型號手搖推進(jìn)時間電動推進(jìn)時間節(jié)約時間百分比

KYN72-40.565秒11秒54秒83%

KYN58-40.562秒10秒52秒83%

HVX40-25-12F35070秒13秒57秒81%

KYN28-1230秒7秒23秒71%

平均百分比：57秒10秒46.5秒81.5%

3、降低了操作人員勞動強度，整條母線的的手車開關(guān)推進(jìn)或拉出，一個人輕松完成，無需換人。操作安全性提高，差錯率減少。

結(jié)束語

使用“多功能電動推進(jìn)器”操作手車開關(guān)與傳統(tǒng)的人工手搖方式相比較，其操作時間縮短了80%以上，這種時間效果在單一手車開關(guān)的操作上感覺不明顯，但如果是整條母線停、送電的話，其結(jié)果就大不一樣?？s短了操作時間就可為后續(xù)工作留下了相對充裕的時間空間。減少了設(shè)備停電時間，維護(hù)了公司公眾形象，提高了電網(wǎng)供電可靠性。