一種多地形適用的閘刀機構(gòu)箱安裝平臺

國網(wǎng)浙江省電力有限公司寧波供電公司 何 迪 張國鋒 施小帥 顧朝旭 徐東捷 方凱倫

閘刀又稱隔離開關(guān)，是電力系統(tǒng)中使用量最大的電氣設(shè)備之一，起到在無負(fù)載的情況下隔離電源以及改變運行方式、通斷小電流的作用，基本結(jié)構(gòu)包括支持底座、導(dǎo)電觸頭、絕緣子、傳動機構(gòu)等部分。而閘刀機構(gòu)箱為閘刀的分合提供電動或手動操作動力，機構(gòu)的動力輸出軸通過垂直連桿直接連接到傳動部分，帶動閘刀分合動作?，F(xiàn)有閘刀機構(gòu)箱的安裝方式目前主要依靠人工抬升法或堆疊法，在裝配過程中存在以下弊端：安裝過程中機構(gòu)箱的移動和就位費時費力；臨時搭建的支撐物難以精確調(diào)節(jié)；工作場地不平整影響支撐物的穩(wěn)定性，產(chǎn)生人身和設(shè)備風(fēng)險。

1 閘刀機構(gòu)箱安裝現(xiàn)狀

閘刀機構(gòu)箱的安裝目前主要依靠多采用人工抬高或堆疊法將閘刀機構(gòu)箱人力懸空或放置在支撐物（如堆疊木塊、鐵架等）上，通過調(diào)整墊在機構(gòu)箱底部的木塊或鐵架位置調(diào)節(jié)高度和水平度，再用鉛垂校驗同軸度。如有偏差則需移動機構(gòu)箱位置并重新校驗水平度和同軸度。上述校驗無誤后用槽鋼焊接機構(gòu)箱背板與抱箍、固定機構(gòu)垂直連桿，最后拆除搭建的鐵架、木塊等支撐結(jié)構(gòu)。采用傳統(tǒng)安裝方式效率低，也易發(fā)生施工危險。通過對檢修人員在變電站閘刀機構(gòu)箱安裝情況進(jìn)行調(diào)查，統(tǒng)計他們的平均工作用時，其統(tǒng)計結(jié)果如表1。

此外，安裝過程中需對機構(gòu)箱進(jìn)行水平及前后左右抬移，從而找準(zhǔn)中心及箱體高度，最后才能固定在設(shè)備支架上。這種方法不但費時費力、效率低下，且易造成水平度及同軸度不符合標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致閘刀的連桿、延長軸、軸承及拐臂等傳動部件安裝位置的錯位，引發(fā)閘刀操作機構(gòu)傳動不暢，操作扭矩過大等問題，這是造成閘刀操作卡澀，甚至引起垂直連桿彎曲變形、抱箍斷裂的設(shè)備損壞缺陷的重要原因。因閘刀機構(gòu)箱要求安裝精度高、自身重量重，加上露天作業(yè)、勞動強度大，為提高安裝效率和安裝質(zhì)量，使得合適的閘刀機構(gòu)箱安裝平臺的研制勢在必行。

表1 閘刀機構(gòu)箱傳統(tǒng)安裝方式用時調(diào)查表

2 新型安裝平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計

新研制的多地形適用的閘刀機構(gòu)箱安裝平臺如圖1，包括底板1和安裝板2，底板1的底部設(shè)置有多個用于調(diào)整底板1使底板1的上表面水平的升降支腳3，安裝板2通過一升降機構(gòu)4設(shè)置在底板1上，安裝板2的上表面為用于擱置閘刀機構(gòu)箱的放置平面21，底板1上還開設(shè)有第一開口11，安裝板2開設(shè)有第二開口22，第一開口21和第二開口22用于供管道通過。由圖2可見，升降機構(gòu)4包括第一絲桿41、第二絲桿42、第三絲桿43、第四絲桿44和聯(lián)動組件，聯(lián)動組件用于驅(qū)動四根絲桿同步轉(zhuǎn)動，四根絲桿分別沿豎直方向設(shè)置在安裝板2上，且四根絲桿呈矩形分布；當(dāng)聯(lián)動組件驅(qū)動四根絲桿同步轉(zhuǎn)動時，安裝板2沿豎直方向上下移動。該結(jié)構(gòu)中聯(lián)動組件可驅(qū)動四根絲桿同步轉(zhuǎn)動，因此安裝板2可以平穩(wěn)上升或下降，不會出現(xiàn)傾斜的情況，利于調(diào)整閘刀機構(gòu)箱的高度。

圖1 新研制閘刀機構(gòu)箱安裝平臺結(jié)構(gòu)圖

圖2 安裝平臺上層傳動結(jié)構(gòu)

聯(lián)動組件包括驅(qū)動電機45、減速器46、第一換向器47和第二換向器48，減速器46具有輸入端、第一輸出端和第二輸出端，驅(qū)動電機45固定在底板1的上端，驅(qū)動電機45的輸出軸與減速器46的輸入端相連接，第一換向器47固定在減速器46的左側(cè)，且第一換向器47的輸入端與減速器46的第一輸出端相連接，第一換向器47的輸出端通過第一蝸輪蝸桿減速機49與第一絲桿41連接，第一蝸輪蝸桿減速機49的輸出端連接有第二蝸輪蝸桿減速機50，第二絲桿42豎直連接在第二蝸輪蝸桿減速機50上，第二換向器48固定在減速器46的右側(cè)，且第二換向器48的輸入端與減速器46的第二輸出端相連接，第二換向器48的輸出端通過第三蝸輪蝸桿減速機51與第三絲桿43連接，第三蝸輪蝸桿減速機51的輸出端連接有第四蝸輪蝸桿減速機52，第四絲桿44豎直連接在第四蝸輪蝸桿減速機52上。

該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)驅(qū)動電機45驅(qū)動減速器46運動時，分別與減速器46連接的第一換向器47和第二換向器48同步工作，由于第一蝸輪蝸桿減速機49與第一換向器47的輸出端連接，因此在第一換向器47工作時，第一蝸輪蝸桿減速機49也開始運動，第一蝸輪蝸桿減速機49既可驅(qū)動第一絲桿41轉(zhuǎn)動，又可通過連接軸驅(qū)動第二蝸輪蝸桿減速機50工作，第二絲桿42由于連接在第二蝸輪蝸桿減速機50的輸出端上，最終也實現(xiàn)了第二絲桿42的運動，同理第三絲桿43及第四絲桿44運動過程也相同，通過本機構(gòu)，只需通過一個電機便可驅(qū)動多個機構(gòu)聯(lián)動，最終實現(xiàn)四根絲桿同時轉(zhuǎn)動，來使與它們螺接的安裝板2做升降運動，大大優(yōu)化了整體的性能，同時制造成本較低。

圖3 升降支腳結(jié)構(gòu)

圖1中的升降支腳3具體結(jié)構(gòu)如圖3所示，四個升降支腳3呈矩形分布。該結(jié)構(gòu)中采用四個升降支腳3，四個升降支腳3可以分別調(diào)整高度，從而利于穩(wěn)定支撐底板1，使得底板1處于水平狀態(tài)。每個升降支腳3包括殼體31、墊片32、升降桿33和調(diào)節(jié)機構(gòu)，殼體31固定在底板1的下端，升降桿33豎直設(shè)置在殼體31內(nèi)，且升降桿33的下端伸出殼體31后與墊片32相固定，調(diào)節(jié)機構(gòu)固定在殼體31上且用于驅(qū)動升降桿33上下運動。該結(jié)構(gòu)中，通過調(diào)節(jié)機構(gòu)驅(qū)動升降桿33的上下運動，進(jìn)而微調(diào)與地面接觸的墊片32高度位置，這樣利于根據(jù)不同的地形來調(diào)節(jié)底板1，使底板1始終處于水平狀態(tài)。

升降桿33為升降絲桿，調(diào)節(jié)機構(gòu)包括手輪34、蝸輪35和與蝸輪35嚙合的蝸桿36，蝸輪35可轉(zhuǎn)動設(shè)置在殼體31內(nèi)，蝸輪35套設(shè)在升降桿33的外側(cè)且與升降桿33螺紋配合，蝸桿36設(shè)置在殼體31內(nèi)且蝸桿36的一端伸出殼體31后與手輪34相固定。該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)轉(zhuǎn)動手輪34時與手輪34相固定的蝸桿36同步轉(zhuǎn)動，蝸輪35與蝸桿36是嚙合的，因此在蝸桿36轉(zhuǎn)動的同時蝸輪35也發(fā)生轉(zhuǎn)動，蝸輪35的中心處開設(shè)有升降桿33配合的螺紋孔，這樣通過蝸輪的轉(zhuǎn)動來實現(xiàn)升降桿33的上下運動，采用手動調(diào)節(jié)的方式，操作較為可靠。

安裝板2上固定有水平儀6。該結(jié)構(gòu)中，水平儀6為現(xiàn)有技術(shù)，其可快速得知安裝板2的水平位置，進(jìn)而可以調(diào)節(jié)升降支腳3的位置，使得安裝板2可以快速調(diào)平。

3 現(xiàn)場應(yīng)用及效果檢查

檢修人員將新制作的閘刀機構(gòu)箱安裝平臺移至工作間隔，將閘刀機構(gòu)箱放置在安裝板上后檢測其水平度，閘刀機構(gòu)箱高的一側(cè)可通過調(diào)節(jié)該側(cè)對應(yīng)下方升降支腳調(diào)低，閘刀機構(gòu)箱低的一側(cè)也可通過調(diào)節(jié)此側(cè)對應(yīng)下方升降支腳調(diào)高，即閘刀機構(gòu)箱的水平度能夠通過升降支腳調(diào)節(jié)，直至調(diào)節(jié)水平。之后設(shè)置平臺上升高度，電機控制上層傳動機構(gòu)動作，將閘刀機構(gòu)箱抬升到指定高度。新研制的閘刀機構(gòu)箱安裝平臺分別在多個變電站進(jìn)行了適用。

表2 新型閘刀機構(gòu)箱安裝平臺使用調(diào)查表

由表2所示，不同技能水平的檢修人員平均用時為13.25分鐘，與原來平均用時76.7分鐘相比，效率提高了468%，同時每次工作人工數(shù)量從4人減少到了2人。達(dá)成預(yù)期的效率目標(biāo)值。新型閘刀機構(gòu)箱安裝平臺顯著減少了安裝時間，提高了安裝效率，水平度校正也更加簡易。

綜上，本文研制的多地形適用的閘刀機構(gòu)箱安裝平臺經(jīng)驗證具有以下優(yōu)點：針對不同的地形，通過手動轉(zhuǎn)動絲桿升降機來調(diào)節(jié)地腳長度，達(dá)到調(diào)節(jié)方便，可以微調(diào)，成本較低；通過電動程序控制四聯(lián)動升降機來調(diào)整裝配平臺抬升高度，省時省力，減少檢修人員的工作量；適用范圍廣，采用高強度鋁合金作的U 型板能夠避開二次電纜管和適應(yīng)大多數(shù)閘刀機構(gòu)箱的外形。