10kV中置式手車開關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)小車改良應(yīng)用

摘要：運(yùn)轉(zhuǎn)小車是手車式高壓柜的重要附件，但目前廠家對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)小車的設(shè)計(jì)重視不足，操作時(shí)難以與高壓柜快速精確對(duì)接，且存在一定的安全隱患。文章從效率性、安全性、舒適性三方面對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)小車進(jìn)行改良，使其實(shí)現(xiàn)水平及垂直方向雙重調(diào)校，并防止操作過程中脫扣、坍塌等風(fēng)險(xiǎn)；經(jīng)應(yīng)用后表明，改良后的運(yùn)轉(zhuǎn)小車具有很強(qiáng)的實(shí)用性和推廣性。

關(guān)鍵詞：變電站；手車開關(guān)；運(yùn)轉(zhuǎn)小車；安全生產(chǎn)；手車式高壓柜 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM592 文章編號(hào)：1009-2374（2017）02-0031-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.014

1 概述

1.1 10kV中置式手車開關(guān)概述

高壓開關(guān)指的是通過電力系統(tǒng)進(jìn)行配電、輸電以及進(jìn)行保護(hù)、控制及通斷的電器產(chǎn)品，是電力工業(yè)當(dāng)中不可或缺的一部分。10kV高壓開關(guān)柜是輸配電系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的電力設(shè)備，其還包括高壓隔離開關(guān)、接地開關(guān)、高壓操作機(jī)構(gòu)等。當(dāng)前我國市場(chǎng)上10kV輸配電系統(tǒng)中的高壓開關(guān)柜，其結(jié)構(gòu)形式上主要分為旋轉(zhuǎn)刀閘式（XGN）和手車式結(jié)構(gòu)；而手車式結(jié)構(gòu)又分為中置式和落地式兩種，目前已經(jīng)普遍采用中置手車式結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)稱中置式手車柜）替代傳統(tǒng)的落地手車式結(jié)構(gòu)，因此10kV中置式手車開關(guān)是常見的電力設(shè)備。

所謂手車是將高壓開關(guān)嵌套在一個(gè)具有滑輪的小車型結(jié)構(gòu)中，上下各有三相動(dòng)觸頭，當(dāng)將手車推入高壓柜內(nèi)的工作位置時(shí)，手車的動(dòng)觸頭插入柜內(nèi)的靜觸頭，相當(dāng)于合上兩側(cè)隔離開關(guān)；當(dāng)需要更換或檢修中置式手車開關(guān)時(shí)，運(yùn)行人員需要使用10kV中置式手車開關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)小車將手車開關(guān)移出高壓柜，保證了工作的安全性。

1.2 運(yùn)轉(zhuǎn)小車介紹與現(xiàn)狀

運(yùn)轉(zhuǎn)小車是手車式高壓柜的一個(gè)重要附件，它的作用是在開關(guān)柜安裝調(diào)試及運(yùn)行檢修時(shí)，作為將開關(guān)手車移出柜外的載體。在安裝調(diào)試階段對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)小車的使用次數(shù)尤為頻繁。運(yùn)轉(zhuǎn)小車由本體、輪子、承托平臺(tái)、導(dǎo)向定位裝置及水平調(diào)節(jié)手輪等組成，如圖1所示：

中置手車式高壓柜的運(yùn)轉(zhuǎn)小車主要有兩種：螺桿式結(jié)構(gòu)和掛鉤式結(jié)構(gòu)，日常使用的大多數(shù)為掛鉤式結(jié)構(gòu)。通過掛鉤和導(dǎo)向桿實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)小車與柜體的準(zhǔn)確連接；通過調(diào)節(jié)手輪實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)小車導(dǎo)軌面與柜體內(nèi)導(dǎo)軌面一致性的調(diào)整。對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)小車功能的基本要求：（1）要易于實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)小車導(dǎo)軌與開關(guān)柜內(nèi)斷路器手車的對(duì)接；（2）要求兩者間連接的可靠，人力推拉斷路器手車時(shí)，兩者應(yīng)緊密連接，不可脫離。

目前市場(chǎng)上針對(duì)手車開關(guān)本身的設(shè)計(jì)基本成熟，但生產(chǎn)廠家對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)小車的設(shè)計(jì)方面重視不夠，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并不夠合理，操作的性能一般，在日常使用操作中存在以下三個(gè)問題：（1）效率性。運(yùn)轉(zhuǎn)小車需要將中間掛鉤和兩側(cè)導(dǎo)向桿與柜體準(zhǔn)確連接才能順利將手車開關(guān)推進(jìn)柜內(nèi)，位置哪怕差一點(diǎn)點(diǎn)也是無法順利執(zhí)行。然而當(dāng)小車上放置了手車開關(guān)時(shí)，操作人無法直接觀察到導(dǎo)向桿位置，只能靠監(jiān)護(hù)人提示描述；加上小車的兩個(gè)前輪是固定的，后輪才是萬向輪，因此經(jīng)常需要前后倒車才能準(zhǔn)確插入，很考驗(yàn)技術(shù)而且費(fèi)時(shí)。（2）安全性。首先將手車開關(guān)推入時(shí)，操作人員大腿容易誤碰撞定位掛鉤操作桿的末端，造成掛鉤脫鉤，運(yùn)轉(zhuǎn)小車和開關(guān)柜分離，嚴(yán)重時(shí)可能造成手車跌落，損壞設(shè)備或?qū)Σ僮魅藛T造成傷害；其次，由于高壓室地面不平整、不同高壓柜長(zhǎng)期運(yùn)行后產(chǎn)生細(xì)微形變等原因，運(yùn)轉(zhuǎn)小車通常在接送小車開關(guān)時(shí)要通過水平調(diào)節(jié)手輪進(jìn)行調(diào)校，實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)小車導(dǎo)軌面與柜體內(nèi)導(dǎo)軌面一致。但手輪大部分為硬質(zhì)塑料材料，容易因老化而變得脆弱，一旦在調(diào)節(jié)過程中發(fā)生斷裂，數(shù)百斤的手車開關(guān)坍塌會(huì)造成操作人員手指粉碎性骨折。（3）人機(jī)工效。現(xiàn)有大部分運(yùn)轉(zhuǎn)小車沒有移動(dòng)把手或把手位置很低，運(yùn)行人員要彎著腰推車，不符合人機(jī)工效。

2 運(yùn)轉(zhuǎn)小車的改良設(shè)計(jì)

2.1 整體設(shè)計(jì)思路

改良現(xiàn)有的10kV中置式手車開關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)小車，設(shè)計(jì)圖如圖2所示：

（1）在承托平臺(tái)與小車主體之間配置一套水平橫向調(diào)校裝置，配合手輪可以快速實(shí)現(xiàn)雙重微調(diào)，提高操作效率；（2）在定位掛鉤操作桿的末端增加閉鎖裝置，防止手車開關(guān)推入操作過程因操作人員腿部誤觸碰掛鉤桿而造成開關(guān)與轉(zhuǎn)運(yùn)小車分離；（3）在手輪側(cè)方安裝可拆卸式的防護(hù)金具，保證即使手輪爆裂也不會(huì)因承托平臺(tái)坍塌而對(duì)操作人員造成傷害；（4）增加小車把手，提高小車移動(dòng)的穩(wěn)定性。

2.2 水平橫向調(diào)校裝置的設(shè)計(jì)

日常操作運(yùn)轉(zhuǎn)小車時(shí)最難實(shí)現(xiàn)的就是與高壓柜的快速對(duì)接，主要原因是操作人無法直接觀察到導(dǎo)向桿位置，且為了手車開關(guān)位置準(zhǔn)確，導(dǎo)向桿與高壓柜導(dǎo)向孔之間幾乎毫無間隙，因此絲毫的誤差也會(huì)導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)小車無法順利插入高壓柜。而這種誤差主要是水平位移的誤差，要進(jìn)行橫向調(diào)校，即在水平面上沿高壓柜排列方向平行的方向調(diào)校，但現(xiàn)有的10kV中置式手車開關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)小車只有對(duì)其高度方向的調(diào)校機(jī)構(gòu)，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)其橫向的調(diào)校，故本文嘗試在小車上增加一套橫向調(diào)校裝置。

橫向調(diào)校裝置由平移板、滾珠絲桿、定位件及手搖把手組成，處于承托平臺(tái)與小車主體之間，由于增加了一層裝置，為了保證承托平臺(tái)的高度基本和原來一致，方案將小車主體的上層鋼板向下調(diào)節(jié)。

定位件分別安裝于主體橫向的兩側(cè)，滾珠絲桿的螺母分別與平移板連接，滾珠絲桿螺桿的一端分別與相對(duì)應(yīng)的定位件轉(zhuǎn)動(dòng)連接。因高壓柜門一般是向左開，故在橫向調(diào)校裝置右方設(shè)置手搖把手，與右側(cè)的滾珠絲桿的螺桿連接。通過轉(zhuǎn)動(dòng)手搖把手以帶動(dòng)滾珠絲桿的螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)平移板與承托平臺(tái)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，改變整個(gè)承托平臺(tái)（包括掛鉤、導(dǎo)向桿）與小車主體框架的橫向相對(duì)距離，實(shí)現(xiàn)手車開關(guān)的精準(zhǔn)對(duì)位。

原小車的承托平臺(tái)與小車主體之間是由四角水平調(diào)節(jié)螺桿、調(diào)節(jié)座來固定及提供受力。由于增加了平移板，改為平移板與承托板之間通過四角水平調(diào)節(jié)螺桿及平移板上調(diào)節(jié)座連接及受力，而平移板與小車主體之間通過定位件固定及受力。當(dāng)平移板移動(dòng)時(shí)，螺桿也會(huì)相應(yīng)移動(dòng)，因此調(diào)節(jié)螺桿與小車主體上層鋼板的連接處需要由固定圓孔擴(kuò)寬為長(zhǎng)條橢圓孔，使得調(diào)節(jié)螺桿可沿調(diào)節(jié)孔橫向移動(dòng)。

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，結(jié)構(gòu)的改變不會(huì)對(duì)小車的承載能力造成影響，小車承托板在300kg的受力下依然牢固且能輕松進(jìn)行水平橫向及垂直方向調(diào)節(jié)。

因日常操作時(shí)位移一般很小，且為了避免承托板位移距離過大會(huì)導(dǎo)致裝載手車開關(guān)時(shí)的小車不穩(wěn)，故橫向調(diào)校裝置的位移設(shè)計(jì)為左右±2.5cm。

2.3 定位掛鉤操作桿末端閉鎖設(shè)計(jì)

使用中的定位掛鉤操作桿與最初的結(jié)構(gòu)相比經(jīng)過了一些改進(jìn)，現(xiàn)有的操作桿末端增加一個(gè)調(diào)整螺母，利用螺母旋轉(zhuǎn)帶來的摩擦力使操作桿與承托平臺(tái)之間固定，并在承托平臺(tái)底部增加了一個(gè)強(qiáng)制回位彈簧，使得掛鉤在無外力作用下能自動(dòng)回到鎖止位置。然而調(diào)整螺母畢竟使用比較麻煩，不夠直觀，而且經(jīng)實(shí)測(cè)，這兩項(xiàng)措施難以阻擋較大的撞擊力，故本文設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的旋轉(zhuǎn)式閉鎖裝置用于閉鎖掛鉤操作桿。

在操作桿末端右側(cè)通過螺絲固定一“凹”狀金屬片，金屬片可以自由旋轉(zhuǎn)，當(dāng)需要操作掛鉤桿或移動(dòng)小車時(shí)，將金屬片順時(shí)針旋轉(zhuǎn)使其處于自由態(tài)，操作桿可以左右自由移動(dòng)；當(dāng)小車掛鉤插入高壓柜內(nèi)回到鎖止位置后，將金屬片逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，凹位卡住操作桿末端，從而通過限位卡住操作桿禁止其移動(dòng)，有效防止操作過程中人身誤觸碰操作桿導(dǎo)致掛鉤脫扣。

2.4 防護(hù)金具設(shè)計(jì)

防護(hù)金具的厚度要和人體手指相匹配，安裝拆卸具有便捷性，且不對(duì)小車升降幅度造成明顯影響。改良后的運(yùn)轉(zhuǎn)小車在平移板上方增加承接防護(hù)金具，防護(hù)金具厚5cm，足以提供保護(hù)手指的所需空間，金具與承托板之間具有10cm以上的間距，在承托板處于最低高度時(shí)仍然能保證充分間隙。增加防護(hù)金具后，即使硬質(zhì)塑料制成的調(diào)節(jié)手輪發(fā)生斷裂，金具可以防止承托板突然壓到平移板上，避免人手的受傷。

2.5 移動(dòng)把手的改良

現(xiàn)有的小車沒有配置移動(dòng)時(shí)可以扶握的把手，運(yùn)行人員移動(dòng)空載的小車時(shí)只能抓著承托平臺(tái)兩個(gè)角；當(dāng)小車上有手車開關(guān)時(shí)，運(yùn)行人員更多地習(xí)慣于抓著手車的試驗(yàn)位置限位扣來推車，相當(dāng)于通過手車來移動(dòng)小車，這就全靠手車與小車之間的限位桿來受力，萬一限位桿松脫或損壞，極容易造成手車開關(guān)的滑落，導(dǎo)致事故的發(fā)生。

因此，本文設(shè)計(jì)理念堅(jiān)持增加運(yùn)轉(zhuǎn)小車把手，且把手固定在小車主體框架上平面中。引出兩根鍍鋅金屬管形成L型把手，把手上方以不超過承托板為原則，以免妨礙手車開關(guān)的檢修。在金屬管末端套上優(yōu)質(zhì)橡膠，進(jìn)一步增加操作舒適性。

3 應(yīng)用效果

經(jīng)過不斷吸收意見，幾經(jīng)改進(jìn)，改良后的運(yùn)轉(zhuǎn)小車在廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司江門供電局220kV新會(huì)巡維中心開展應(yīng)用，半年操作下來，運(yùn)行人員將運(yùn)轉(zhuǎn)小車與高壓柜對(duì)接的平均耗時(shí)由2min縮短到30s以內(nèi)。運(yùn)行人員認(rèn)為其在操作的可靠性、安全性、操作的簡(jiǎn)易程度等方面均比原結(jié)構(gòu)有較大的提升，在實(shí)際應(yīng)用中得到運(yùn)行人員的認(rèn)同。

4 結(jié)語

綜上所述，經(jīng)本文研究改良設(shè)計(jì)出的10kV中置式手車開關(guān)運(yùn)轉(zhuǎn)小車，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)承托板在水平橫向與垂直方向的雙重調(diào)校，以精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)承托中置式手車開關(guān)與高壓柜的對(duì)接，通過安裝閉鎖裝置及防護(hù)金具，能有效防止操作過程中的脫扣、坍塌等風(fēng)險(xiǎn)，把手的設(shè)計(jì)進(jìn)一步增加小車操作的舒適性。其改進(jìn)方式簡(jiǎn)單直觀、成本低，生產(chǎn)運(yùn)維單位既可要求廠家在出廠階段就優(yōu)化，也可方便地對(duì)現(xiàn)有的小車進(jìn)行改造，具有很強(qiáng)的推廣性和實(shí)用性。

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作者簡(jiǎn)介：吳卓文（1986-），男，廣東新會(huì)人，廣東電網(wǎng)公司江門供電局中級(jí)工程師，工程碩士，研究方向：電力管理。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）