變電站可插拔式標(biāo)示牌的研制

李孟增，余江山，曾文文，王 宇，吳章瑋

（1.國網(wǎng)安徽省電力有限公司合肥供電公司，安徽 合肥 237300；2.國網(wǎng)安徽省電力有限公司金寨縣供電公司，安徽 六安 237300）

電力供應(yīng)充足可以為國家經(jīng)濟發(fā)展提供良好的保障，同時也是人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活的基礎(chǔ)。近年來，我國經(jīng)濟騰飛，電力需求也變得越來越大。變電設(shè)備作為供電系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，其日常運維非常重要。變電站進(jìn)行工作，標(biāo)示牌是必不可少的安全底牌，它可以為操作人員提供很好的安全警示作用[1]。

1 變電站內(nèi)設(shè)備標(biāo)示牌定期維修的必要性

變電站內(nèi)的設(shè)備標(biāo)示牌通常位于橫擔(dān)下方，注明設(shè)備雙重名稱及相別。標(biāo)示牌常規(guī)采用印刷品粘貼于相關(guān)板材，因自然因素約2 年后會發(fā)生變色與失色，需要及時進(jìn)行更換。在需要對標(biāo)示牌進(jìn)行更換時，由于標(biāo)示牌距離帶電運行設(shè)備較近，需要停電方能完成更換工作。但為了保障供電可靠性，不是所有的停電計劃都予以批準(zhǔn)。因此，部分標(biāo)示牌雖然不清楚，但是卻不能夠及時完成更換維護，存在一定安全運行風(fēng)險。

1.1 標(biāo)示牌進(jìn)行定期更換的原因

變電站高位橫擔(dān)上是運行設(shè)備，其下方安裝標(biāo)示牌。當(dāng)設(shè)備轉(zhuǎn)檢修或設(shè)備間隔名稱變更時，標(biāo)示牌清晰與否至關(guān)重要，若不能及時更換，很容易引發(fā)誤入帶電間隔進(jìn)而發(fā)生人身觸電的惡性安全事故。正常情況下標(biāo)示牌的使用周期為1～2年。

1.2 標(biāo)示牌更換需要停電作業(yè)的原因

大多數(shù)標(biāo)示牌懸于運行設(shè)備的橫擔(dān)下方，距離一次設(shè)備距離較近，在對標(biāo)示牌進(jìn)行更換維護時，人體與帶電設(shè)備的距離不能夠滿足安全規(guī)定要求的安全活動距離，因此在設(shè)備處于運行狀態(tài)下，不能完成標(biāo)示牌的更換維護工作，而是須填報相應(yīng)的停電計劃，方能完成標(biāo)示牌更換維護工作。

1.3 傳統(tǒng)模式下更換標(biāo)示牌耗時長

以35 kV 銀灣、全軍、桃?guī)X、白塔畈變電站為例，在對變電站內(nèi)戶外設(shè)備標(biāo)示牌進(jìn)行更換維護工作中，通過查閱近5 次的工作記錄，對比統(tǒng)計變電站標(biāo)示牌更換停電時間，得出統(tǒng)計表如表1所示。

表1 標(biāo)示牌更換平均停電時間 h

由表1可知，近6年內(nèi)，在對變電站內(nèi)戶外設(shè)備標(biāo)示牌進(jìn)行更換維護工作中，標(biāo)示牌的平均停電時間為5.105 h。在對變電站內(nèi)設(shè)備標(biāo)示牌進(jìn)行更換維護工作中，由于標(biāo)示牌距離帶電設(shè)備較近，且標(biāo)示牌易于老化，須反復(fù)、長時間停電才能完成更換維護工作。

2 研制變電站可插拔式標(biāo)示牌

在標(biāo)示牌安裝座與標(biāo)示牌之間由傳統(tǒng)的螺絲安裝式變更為插拔安裝式，在安全監(jiān)護下，可以不停電完成標(biāo)示牌更換維護工作，進(jìn)而能夠及時、有效地完成標(biāo)示牌更換維護。在國網(wǎng)商城中查找，未見含有插拔安裝式標(biāo)示牌，因此QC 小組成員決定自行研制以滿足工作需要。

2.1 變電站可插拔式標(biāo)示牌研制目標(biāo)

研制變電站可插拔式標(biāo)示牌，應(yīng)滿足：僅須一次停電，但是在以后的標(biāo)示牌更換維護工作中無須停電即可多次進(jìn)行插拔，完成標(biāo)示牌的安裝與拆卸工作，進(jìn)而解決因安全距離不足需要反復(fù)、長時間停電方能完成標(biāo)示牌更換維護工作的問題。利用一次停電機會完成標(biāo)示牌更換維護工作后，停電時間由5.105 h降低到1 h以內(nèi)。

2.2 變電站可插拔式標(biāo)識牌研制過程

2.2.1 確定最佳一級方案

根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)，利用頭腦風(fēng)暴法，形成3 種方案：永磁吸合固定式、螺絲旋轉(zhuǎn)固定式、彈簧卡扣插拔固定式，并進(jìn)行整理，繪制成親和圖，如圖1所示。

圖1 可插拔式標(biāo)示牌親和圖

經(jīng)過分析，彈簧卡扣插拔固定式雖然制作工藝復(fù)雜，但在實際工作中它能夠很好地將標(biāo)示牌固定在變電站內(nèi)設(shè)備下方的橫擔(dān)上，且易安裝、易拆卸，因此選用此種方案。

2.2.2 細(xì)化分解一級方案

對一級方案進(jìn)行進(jìn)一步分解，整體材質(zhì)選用、彈簧卡扣固定位置選擇、標(biāo)示牌安裝方式選用3 個方面出發(fā)，進(jìn)行細(xì)化。

整體材質(zhì)選用絕緣與金屬材質(zhì)組合式，即標(biāo)示牌插拔件的卡扣、襯板、外板采用絕緣材料，非絕緣材料為卡扣張力小彈簧。該種方式標(biāo)示牌的整體絕緣水平較高，更能夠滿足安全運行與使用需求，能承受標(biāo)示牌安裝拆卸過程中的機械強度。

彈簧卡扣固定位置選擇彈簧卡扣下端上推式，即導(dǎo)航板與固定于橫擔(dān)的基座為一體，彈簧卡扣與標(biāo)示牌外板、傘狀襯板等為下插拔件，上推絕緣棒，使卡扣的卡齒卡入基座的卡槽位，進(jìn)而完成標(biāo)示牌安裝，下拉卡扣收縮牽引件的孔隙，完成標(biāo)示牌的拆卸工作。該種方式易操作，更利于對彈簧卡扣等金屬疲勞件的保養(yǎng)與維護。

標(biāo)示牌安裝方式選用絕緣棒穿孔上挑式，即在固定連接彈簧卡扣與外板的傘狀襯板設(shè)計一個圓形孔洞，絕緣棒的頂端設(shè)計一個十字架，插入襯板上孔挑起標(biāo)示牌插拔件，使其卡扣通過基座導(dǎo)航板進(jìn)入基座內(nèi)部，絕緣棒繼續(xù)上推使卡扣的卡齒卡入基座的下卡槽位，然后十字架從襯板上孔移動至襯板下部，繼續(xù)上推絕緣棒，使卡扣的卡齒卡入基座的上卡槽位，進(jìn)而完成標(biāo)示牌安裝，頂端十字架穿過卡扣收縮牽引件的孔隙并下拉，即可拆除標(biāo)示牌插拔件。該種方式結(jié)構(gòu)簡單，易操作，且能夠十分快捷地完成標(biāo)示牌的安裝與拆卸工作。

2.2.3 二級方案對策實施

對策實施一：絕緣與金屬材質(zhì)組合式。標(biāo)示牌插拔件的卡扣、襯板、外板采用絕緣材料，金屬材質(zhì)為卡扣張力小彈簧，如圖2所示。

圖2 絕緣與金屬材質(zhì)組合式示意圖

效果檢查一：經(jīng)檢查能夠達(dá)到目標(biāo)要求“標(biāo)示牌的整體絕緣水平較高，更能夠滿足安全運行與使用需求，且能承受標(biāo)示牌安裝拆卸過程中的機械強度”。

對策實施二：彈簧卡扣下端上推式。導(dǎo)航板與固定于橫擔(dān)的基座為一體，彈簧卡扣與標(biāo)示牌外板、傘狀襯板等為一體，上推絕緣棒，使卡扣的卡齒卡入基座的卡槽位，進(jìn)而完成絕緣棒安裝，下拉卡扣收縮牽引件的孔隙，完成標(biāo)示牌的拆卸工作。

效果檢查二：經(jīng)檢查能夠達(dá)到目標(biāo)要求“易操作，能夠?qū)椈煽鄣冉饘倨诩M(jìn)行保養(yǎng)與維護”。

對策實施三：絕緣棒穿孔安裝式。在固定連接彈簧卡扣與外板的傘狀襯板設(shè)計一個圓形孔洞，絕緣棒的頂端設(shè)計一個十字架，插入襯板上孔挑起標(biāo)示牌插拔件，使其卡扣通過基座導(dǎo)航板進(jìn)入基座內(nèi)部，絕緣棒繼續(xù)上推使卡扣的卡齒卡入基座的下卡槽位，然后十字架從襯板上孔移動至襯板下部，繼續(xù)上推絕緣棒，使卡扣的卡齒卡入基座的上卡槽位，進(jìn)而完成標(biāo)示牌安裝，頂端十字架穿過卡扣收縮牽引件的孔隙并下拉，即可拆除標(biāo)示牌插拔件。

效果檢查三：經(jīng)檢查能夠達(dá)到目標(biāo)要求“結(jié)構(gòu)簡單，已操作，且能夠十分快捷地完成標(biāo)示牌的安裝與拆卸工作。”

2.3 效果檢查

2.3.1 活動前后效果對比

該裝置主要針對高位標(biāo)示牌更換難點，在標(biāo)示牌安裝座與標(biāo)示牌之間由傳統(tǒng)的螺絲安裝式變更為插拔安裝式。只須利用一次停電機會把標(biāo)示牌安裝座（導(dǎo)航卡槽基座）固定在高位橫擔(dān)上，以后的標(biāo)示牌更換維護只須通過標(biāo)示牌插拔件在導(dǎo)航卡槽基座上插入、拔除即可，在安全監(jiān)護下，可以不停電完成標(biāo)示牌更換維護工作，進(jìn)而能夠及時、有效地完成標(biāo)示牌更換維護。

2.3.2 目標(biāo)值檢查

通過現(xiàn)場的調(diào)研與推算，仍以4 個變電站進(jìn)行新研制的變電站可插拔式標(biāo)示牌，經(jīng)過現(xiàn)場模擬操作，推算統(tǒng)計第一次停電更換時間，及標(biāo)示牌換代以后，變電站標(biāo)示牌不停電更換時間。更換時間統(tǒng)計如表2所示。

由統(tǒng)計表可知，采用新研制的可插拔式標(biāo)示牌裝置后，變電站內(nèi)平均停電時間僅為0.142 h，而平均更換時間僅為0.58 h，均遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)方式下的5.105 h，達(dá)到了設(shè)定的目標(biāo)值小于1 h。

表2 效果檢查表 h

2.3.3 經(jīng)濟效益檢查

新研制的可插拔式標(biāo)示牌，只須要一次停電機會完成標(biāo)示牌更換工作后，后續(xù)對標(biāo)示牌的更換維護工作無須停電即可完成。就每一座變電站而言，每次更換工作需要停電約5 h，平均1.5年更換一次，也就是說每座變電站每年就少停大約3 h，金寨供電公司共計28 座變電站，每年就會減少近100 h 的停電時間，經(jīng)濟效益十分可觀。

3 結(jié)束語

新研制的可插拔式標(biāo)示牌的投入使用有效地提高了供電的可靠性，同時也會降低了作業(yè)人員的勞動強度，降低作業(yè)過程中的安全風(fēng)險。提高了供電可靠性，間接降低客戶投訴率，維護了公司形象。