一種不停電作業(yè)柔性電纜自動收放裝置的優(yōu)化設(shè)計

廣州供電局有限公司 王志軍 羅健斌 陳 韜 梁國開

一種不停電作業(yè)柔性電纜自動收放裝置的優(yōu)化設(shè)計

廣州供電局有限公司 王志軍 羅健斌 陳 韜 梁國開

鑒于10kV電纜線路在城市電網(wǎng)中的重要地位和提高電纜線路供電可靠性的迫切需求，對于供電可靠性的要求較高，有必要通過技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)計優(yōu)化，開發(fā)新的自動化作業(yè)裝備，可以有效的減少停電時間，提高作業(yè)效率，降低作業(yè)強(qiáng)度，有利于旁路電纜不停電作業(yè)技術(shù)的全面推廣和應(yīng)用，具有極高的實(shí)用價值和經(jīng)濟(jì)效益。

不停電作業(yè)；旁路柔性電纜；履帶車底盤；自動收放裝置

1 引言

隨著城市配網(wǎng)的迅速發(fā)展，電纜支線線路和架空線路中電纜數(shù)量不斷增加，實(shí)施設(shè)備檢修時，難以通過網(wǎng)架結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移負(fù)荷，而且電纜線路、環(huán)網(wǎng)柜及分支箱檢（搶）修作業(yè)復(fù)雜，所需的停電時間較長，對于供電可靠性的影響較大。因此，開展不停電旁路作業(yè)成為必然需求。

在當(dāng)前，旁路作業(yè)的柔性電纜通常采用機(jī)械轉(zhuǎn)盤，多名作業(yè)人員配合手動進(jìn)行柔性電纜的回收和施放，此方法的機(jī)械自動化程度及旁路檢修作業(yè)的效率都極低、作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度較大、作業(yè)過程中的安全風(fēng)險點(diǎn)較多，種種弊端顯然與國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對電力的需求相悖。因此，有必要利用技術(shù)創(chuàng)新設(shè)計開發(fā)一套用于實(shí)現(xiàn)旁路檢修所用的柔性電纜自動收放裝置，在極大程度的提高旁路檢修作業(yè)效率的同時，有效降低作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度。本文將描述一種不停電作業(yè)旁路柔性電纜自動收放裝置的技術(shù)創(chuàng)新及優(yōu)化設(shè)計。

2 設(shè)計方案

電纜自動收放裝置主要是實(shí)現(xiàn)在進(jìn)行不停電作業(yè)旁路檢修時，對柔性電纜進(jìn)行自動的回收和施放功能，整體結(jié)構(gòu)設(shè)計圖如圖1所示，本裝置選用自重300kg的電動履帶車作為載重底盤，上裝結(jié)構(gòu)為自動繞線機(jī)構(gòu)，通過無線遙控裝置或者自動繞線機(jī)面板上的功能按鈕來控制電機(jī)及傳動機(jī)構(gòu)帶動電纜轉(zhuǎn)盤正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以達(dá)到電纜自動回收和施放的目的，從而極大的提升旁路檢修裝備的自動化程度和作業(yè)效率，有效降低現(xiàn)場作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度。

圖1 旁路柔性電纜自動收放裝置的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

電纜自動收放裝置可以進(jìn)行單相電纜或三相電纜的自動回收和施放，并且單相電纜和三相電纜的繞線方式可以靈活的調(diào)節(jié)切換，當(dāng)需要從三相電纜的繞線方式切換至單相電纜收放時，中間的兩個繞線盤按下限位卡扣后，可以沿轉(zhuǎn)軸水平滑動，將其撥向兩側(cè)，中間區(qū)域即可進(jìn)行單相電纜的自動收放，如需要進(jìn)行三相電纜收放，還是按下限位卡扣，沿轉(zhuǎn)軸水平移動繞線盤至預(yù)定位置，松開限位卡扣即可固定于轉(zhuǎn)軸之上。

由于履帶載重底盤具有靈活機(jī)動、可以適應(yīng)復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境等特點(diǎn)。本裝置還配置可以靈活收放的支腿，確保履帶車底盤的穩(wěn)定性，且支腿保證有足夠的剛度。電纜自動收放裝置的繞線機(jī)構(gòu)設(shè)計為無線控制，能實(shí)現(xiàn)自鎖控制，只有啟動電機(jī)，轉(zhuǎn)盤上的電纜才可以施放和回收，履帶車底盤與繞線機(jī)構(gòu)可以根據(jù)需求，繞線轉(zhuǎn)軸垂直或平行于履帶車底盤行進(jìn)方向放置，調(diào)節(jié)方式靈活。

3 結(jié)構(gòu)說明

3.1 履帶車底盤

車架由底盤框架、驅(qū)動輪、支重輪、導(dǎo)向輪、張緊輪及履帶等組成。由于普通輪式底盤對地面適應(yīng)能力不及履帶底盤，故該車輛采取履帶式結(jié)構(gòu)，以使其滿足車輛對于動力、穩(wěn)定性、爬坡、涉水等要求，采用無線遙控控制底盤的運(yùn)動。

履帶底盤自重：300kg；

履帶底盤行駛最大速度v=0.5m/s，爬坡最大速度0.2m/s，爬坡角度30度；

履帶與地面的摩擦系數(shù)0.8；

電源：48V80AH電池組；

直流電機(jī)：1000W,DC48V；

防水高度：100mm；

控制方式：無線遙控；

無線遙控，最大控制距離：100m。

3.2 無線遙控裝置

（1）車輛行走：通過無線遙控器上的萬象搖桿控制車輛的行走狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)加速、減速、轉(zhuǎn)彎等所需功能。

（2）線盤旋轉(zhuǎn)：通過無線遙控器上的按鈕控制，當(dāng)按下正旋（反旋）按鈕后，線盤運(yùn)動，當(dāng)線盤旋轉(zhuǎn)到位后，停止運(yùn)動。

（3）布纜：通過無線遙控器上的按鈕控制，當(dāng)按下放線（收線）按鈕后，線盤旋轉(zhuǎn)，當(dāng)再次按動按鈕，按鈕彈起后，線盤停止運(yùn)動。

圖2 電纜自動收放裝置自動繞線機(jī)柜示意圖

圖3 電纜自動收放裝置繞線盤示意圖

3.3 自動繞線機(jī)構(gòu)

電纜自動繞線機(jī)構(gòu)安裝于電動履帶車底盤之上，采用模塊化設(shè)計，可以靈活拆卸并根據(jù)實(shí)際作業(yè)需求更換上裝結(jié)構(gòu)。自動繞線機(jī)構(gòu)主要由三部分組成：機(jī)架、繞線盤、驅(qū)動機(jī)構(gòu)。如圖2所示。機(jī)架用于整體結(jié)構(gòu)的固定，整體結(jié)構(gòu)在不進(jìn)行繞線的情況下，總質(zhì)量不超過60kg。繞線盤設(shè)計如圖3所示，繞線的最小直徑為420mm，最大直徑為700mm，可以保證用于檢修的旁路柔性電纜處于合理的彎曲狀態(tài)。驅(qū)動機(jī)構(gòu)的控制面板上的按鈕，作業(yè)人員通過按鈕可以便捷的控制繞線轉(zhuǎn)盤的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，從而完成旁路柔性電纜的回收和施放，驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過履帶車自身的電瓶給額定電壓為DC48的伺服電機(jī)供電，無需額外提供電源。

4 結(jié)束語

鑒于10kV電纜線路在城市電網(wǎng)中的重要地位和提高電纜線路供電可靠性的迫切需求，結(jié)合當(dāng)前旁路檢修作業(yè)柔性電纜回收和施放的自動化程度低、作業(yè)強(qiáng)度大等等弊端，并結(jié)合作業(yè)現(xiàn)場的實(shí)際需求，采用技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計開發(fā)了自動化的柔性電纜收放裝置，經(jīng)過對裝置的組裝和試驗驗證，保證旁路柔性電纜自動收放裝置的安全可靠實(shí)用，降低作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度，保證不停電作業(yè)的安全性。對于旁路不停電作業(yè)的高效開展及提高供電可靠性具有極其重要的意義，對于旁路電纜不停電作業(yè)技術(shù)的全面推廣和應(yīng)用，具有極高的實(shí)用價值和經(jīng)濟(jì)效益。