一種全天候作業(yè)的小型旁路開關車

于百業(yè) 胡德敏 張金帥 陳允柯

徐州海倫哲專用車輛股份有限公司 江蘇 徐州 221004

1 前言

旁路設備作為旁路作業(yè)的核心組成部分，是旁路作業(yè)的基礎，在不停電檢修作業(yè)中發(fā)揮著重要的作用[1]。旁路開關車是一種不停電檢修及更換柱上開關的專用車輛。目前的旁路開關車多采用汽車底盤加裝專用廂體，廂體內安裝電纜卷盤、負荷開關等設備，在作業(yè)現(xiàn)場迅速搭建臨時旁路系統(tǒng)，實現(xiàn)不停電檢修的目的[2～3]。

目前國內的旁路開關車，包括汽車底盤、廂體、負荷開關、電纜卷盤等，市場上的產(chǎn)品從功能組成上看大同小異，多數(shù)是為了解決負荷開關的運輸和因空間不足帶來的檢修困難的問題。但存在以下缺陷：已知技術必須要依靠人工，將負荷開關搬出車廂才能使用，對于實際作業(yè)是費時費力的；作業(yè)時負荷開關暴露在外，不能在雨雪天等氣候下作業(yè)[4～5]。

據(jù)上述可知，市場亟需一種高度智能化、小型化的全天候作業(yè)的旁路開關車，以解決目前開關車存普遍在的技術難題。而實現(xiàn)智能化、小型化、全天候作業(yè)的技術難點在于以下三點：

a.實現(xiàn)整車的智能化控制，需要配備較多的電氣元件、電氣線路，這與產(chǎn)品的小型化矛盾；

b.全天候作業(yè)的前提是作業(yè)時廂體與外界完全隔離，但開關車作業(yè)時需要將電纜伸出車外，所以必須打開車門進行作業(yè)，故而廂體與外界外圈的隔離存在難度；

c.旁路開關車在滿足作業(yè)需求的前提下，應盡可能多的運送作業(yè)人員，所以開關車宜選用雙排座駕駛室底盤，但雙排座駕駛室壓縮了后部廂體的空間，實現(xiàn)小型化必須克服該難點。

2 旁路開關車應用原理

由圖1可知，以架空線路為例，通過開關車自帶高壓電纜，一端為引流線夾，一端為快插接頭，將引流線夾與架空線路故障點一端連接，從架空線路取電，快插頭一端連接負荷開關輸入口，負荷開關輸出口連接快插頭，電纜引流線夾連接故障點另一端，此時在故障線路位置形成旁路，實現(xiàn)不停電檢修的目的[6]。

圖1 旁路開關車應用原理

3 旁路開關車的整車布置

3.1 基本結構組成

開關車的基本結構組成如圖2所示。其主要由汽車底盤、專用廂體、電纜卷盤、負荷開關、伸縮平臺和作業(yè)電纜等組成。汽車底盤為雙排座皮卡底盤，荷載人數(shù)5人（含駕駛員）。電纜卷盤位于車廂最前側，并排縱向布置兩套。卷盤后側為伸縮平臺，平臺上裝載負荷開關。

圖2 開關車總體結構

3.2 專用廂體總成

為實現(xiàn)輕量化的目的，開關車的專用廂體總成采用全鋁結構。整個箱體無任何骨架結構，均為模具鈑金成型。廂體為全開放式，兩側開有大小各1的翼開門，尾部開有大翼開門。兩側的大翼開門正對電纜卷盤，用于電纜收放；兩側的小翼開門與負荷開關對應，用于作業(yè)時負荷開關的進出線連接。

3.3 內置電機卷盤

旁路開關車配置2套高壓引線電纜卷盤，動力源為直流電動機，從底盤電瓶取電。為滿足小型化的目的，并克服雙排駕駛室?guī)淼目臻g受限的問題，開關車電纜卷盤（見圖3）設置內置電機卷盤，通過電機內置的方式減小占用空間，達到小型化目的。

圖3 電纜卷盤結構

a.電纜卷盤由卷盤支架、卷筒、腹板、支撐裝置、驅動系統(tǒng)、減速系統(tǒng)、調速裝置組成；

b.卷盤支架為3 mm高強度碳鋼板焊接成型，設計有弧形腰線結構，保證強度的同時提高美觀性；

c.卷筒為鋼板卷繞成型，卷筒外徑為電纜最大外徑的6倍。整個卷筒僅有1條焊縫，表面處理較為容易，強度高；

d.腹板為鏤空結構，有利于整體降重，腹板外側安裝有橡膠圈，橡膠圈帶有黃、綠、紅顏色，以區(qū)分不同相序的電纜；

e.支撐裝置用于支撐電纜，兩側為折彎板結構，中間采用高強度空心管連接，外層套有尼龍輥，防止電纜被劃傷損壞；

f.驅動系統(tǒng)包括底盤電瓶、直流電機、電機架等，采用12 V直流電動機，輸出轉速3 000 r/min，配有直流控制器，用以控制電機的正反轉，以達到收、放電纜的目的；

g.減速系統(tǒng)采用行星減速器，減速比1:144，卷盤實際輸出轉速0～21 r/min；

h.調速裝置為無極調速，調速范圍0～21 r/min，用戶可以根據(jù)需求采用不同轉速收放電纜。

3.4 伸縮平臺

伸縮平臺用于承載和移動負荷開關。采用電動推桿驅動，配備控制臺+無線遙控器，通過伸縮平臺可以將負荷開關移出車廂使用。伸縮平臺兩側為多級重載滑軌，滿足200 kg以上的承載要求。

3.5 關門出線裝置

負荷開關兩側出線處采用雙層車門結構，外層為常規(guī)翼開門，內層為推拉門，推拉門采用PC-ABS材質，質量輕強度高；推拉門背面安裝搭扣，關門作業(yè)時作為防盜鎖止使用。

內層推拉門（見圖4）為電動推桿驅動，自動控制，作業(yè)前自動開啟，電纜連接完成后自動關閉，并同步上鎖。作業(yè)完畢自動解鎖并打開。

圖4 內層推拉門

該裝置能有效防止雨水直接接觸負荷開關及電纜接頭，并通過自動鎖止機構，有效防止作業(yè)時無關人員觸碰開關及接頭，造成事故的發(fā)生。

4 開關車主要功能及技術參數(shù)

4.1 主要功能

4.1.1 柱上開關不停電檢修

柱上開關的不停電檢修及更換是該開關車的主要功能。作業(yè)步驟：作業(yè)時將車輛停在線桿下開闊路面，取出絕緣橫擔，分別架設在柱上開關的電纜兩側；從車廂內取出高壓引線電纜，將電纜的引流線夾一端連接在架空線路的電纜上，帶有快速插拔頭的另一端連接在負荷開關母頭上，確認兩端均已有效連接，手動或電動閉合負荷開關，此時柱上開關被斷掉，可以進行檢修或更換。

4.1.2 車聯(lián)網(wǎng)功能

旁路開關車配置車聯(lián)網(wǎng)模塊，將車輛的定位信息、開關的參數(shù)信息等接入車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，用戶可以在后臺遠程監(jiān)控車輛運行狀態(tài)，為外出作業(yè)提供更加安全可靠的支持，并保留作業(yè)信息，方便后續(xù)運用大數(shù)據(jù)分析研究產(chǎn)品的升級。

4.1.3 整車接地功能

旁路開關車配置整車接地系統(tǒng)，包括接地鋼釬、接地線盤、接地銅線等，作業(yè)時，將接地系統(tǒng)配合負荷開關的接地裝置接入接地網(wǎng)，確保作業(yè)的安全進行。

4.1.4 全天候作業(yè)功能

a.防雨雪防盜

開關車設置有關門出線裝置，作業(yè)時連接開關的電纜可以從車廂兩側進出，連接好電纜后，利用內側自動鎖閉推拉窗將電纜鎖住，并達到防雨雪防盜的作用。

b.防雷擊

開關車各主要裝置均配有避雷器，負荷開關裝有浪涌保護器，有效確保車輛在雷電天氣下安全作業(yè)。

c.強風環(huán)境作業(yè)

開關車整車高度低于2.2 m，前后輪距為1 900 mm，理論側傾翻系數(shù)0.85，整車可在10級風速下正常作業(yè)。

4.2 主要技術參數(shù)

4.2.1 整車參數(shù)

旁路開關車整車技術參數(shù)如表1所示。

表1 整車技術參數(shù)

4.2.2 電纜卷盤技術參數(shù)

電纜卷盤主要技術參數(shù)如表 2。

表2 電纜卷盤主要技術參數(shù)

4.2.3負荷開關技術參數(shù)

a.機械壽命：大于2 000次循環(huán)（對接與分離為一個循環(huán)）；

b.套管插拔機械壽命大于800次循環(huán)；

c.旁路負荷開關具備氣壓顯示功能，氣壓泄露報警功能,具有壓力顯示和失壓閉鎖裝置，年漏氣率<0.5%；

d.旁路負荷開關具備開合次數(shù)計數(shù)（計次）功能；計數(shù)器顯示處于開關的左上方，每開或者關計數(shù)為一次，具備遠程遙控電動分、合閘功能；

e.旁路負荷開關具備閉鎖及解鎖的裝置，防止施工運行時誤操作；

f.旁路負荷開關具有自動核相功能，核相器具有明顯的同相與異相的指示信號、音響警報信號等提示信號。

負荷開關技術參數(shù)如表3。

表3 負荷開關技術參數(shù)

4.2.4 高壓引線電纜參數(shù)

a.旁路柔性電纜應為單芯電纜。電纜一端為快速插拔接頭，另一端接絕緣引流線夾。導電芯由多股軟銅線構成，其截面積大于35mm2。

b.旁路柔性電纜包括導電芯、絕緣層、屏蔽層及外護套等。

c.旁路柔性電纜的絕緣層由乙丙橡膠、熱可塑性合成橡膠、耐熱彈性交聯(lián)聚乙烯等材料制成，其厚度為4.5 mm。

d.旁路柔性電纜的屏蔽層由鍍鋅銅絲及纖維混編制成，其截面積10 mm2。

e.旁路柔性電纜的外護套由耐候橡膠制成，其厚度2.0 mm。

f.絕緣體允許溫度100 ℃，短路時允許溫度250 ℃；高壓引線電纜技術參數(shù)見表4。

表4 高壓引線電纜技術參數(shù)

5 結語

目前本文所述的旁路開關車已實現(xiàn)量產(chǎn)，并發(fā)往上海、江蘇、福建等地電力部門，相信在將來定會在不停電作業(yè)領域發(fā)揮出不可替代的作用，有效提高不停電作業(yè)效率、降低電力作業(yè)人員勞動強度，為我國電力事業(yè)添磚加瓦。