一種手持充電式打磨工具的研制與應(yīng)用

趙靖暉 萬赟恒 陶可鵬

摘 要：針對(duì)電力設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中受電場(chǎng)作用及環(huán)境酸堿性等因素的影響，容易發(fā)生導(dǎo)電回路中金屬部位銹蝕、接觸面氧化發(fā)熱、放電燒傷;檢修人員對(duì)于銹蝕氧化的接觸面，采用砂紙、鋼絲刷等傳統(tǒng)打磨工具處理速度慢、效果差，而且高處打磨作業(yè)時(shí)人員容易失去重心，有墜落風(fēng)險(xiǎn)等情況，提出并研制了一種手持充電式打磨工具，能協(xié)助檢修人員對(duì)金屬部位銹蝕、接觸面氧化發(fā)熱的電力設(shè)備進(jìn)行處理。

關(guān)鍵詞：金屬部位銹蝕;接觸面氧化發(fā)熱;手持充電式打磨工具

0??? 引言

變電站一次設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，由于電場(chǎng)作用以及環(huán)境酸堿性，容易發(fā)生金屬部位銹蝕、接觸面氧化發(fā)熱，處理該類問題成為變電檢修人員的一項(xiàng)重要工作，傳統(tǒng)的處理方法是采用砂紙、鋼絲刷等普通打磨工具，對(duì)銹蝕氧化的接觸面進(jìn)行打磨，速度慢、效果差，缺乏專用工具。該項(xiàng)工作屬于高處作業(yè)，檢修人員需站在一次設(shè)備上進(jìn)行作業(yè)，在擦拭過程中，人員容易失去平衡，有高處墜落的風(fēng)險(xiǎn);并且高處作業(yè)考驗(yàn)人員體質(zhì)，容易造成人員疲勞。而在處理10 kV高壓柜內(nèi)部隔離開關(guān)時(shí)，由于空間狹小，普通工具難以滿足作業(yè)需要，效率低下[1-3]。

基于此，本文設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、操作方便快捷的手持充電式打磨工具，從多維度提升現(xiàn)場(chǎng)工作的便捷性，充分保障人員作業(yè)安全，提高工作效率。

1??? 技術(shù)方案

為了能夠有效幫助檢修人員處理該類金屬部位銹蝕、接觸面氧化發(fā)熱的問題（圖1），手持充電式打磨工具應(yīng)滿足以下要求：

（1）整體重量輕，既保證檢修人員在高處作業(yè)時(shí)能單手操作，又能在高壓柜等狹小空間里自由發(fā)揮;

（2）能恰到好處地打磨到位，對(duì)處理不同臟污程度的金屬部位都有良好效果;

（3）實(shí)現(xiàn)電動(dòng)打磨，提供平穩(wěn)均勻的轉(zhuǎn)速使打磨效果均勻且接觸面平整，滿足金屬打磨需求，減輕作業(yè)人員的工作強(qiáng)度;

（4）提供充足的電能，保障日常正常工作，簡(jiǎn)捷方便，無須將電源盤放至高處，提高作業(yè)效率;

（5）可與絕緣桿配合使用，用于母線刀閘刀口帶電打磨。

依據(jù)上述要求研制的手持充電式打磨工具主要包含電源部分和清掃部分，電源部分包括直流電動(dòng)機(jī)（電壓DC24 V，空載轉(zhuǎn)速n=4 000 r/min，質(zhì)量0.53 kg）、高能鋰電池（容量約2.2 Ah，輸出電壓DC12.6 V，質(zhì)量0.3 kg），清掃部分由專用打磨清掃頭（3M尼龍材質(zhì)）和手持式設(shè)計(jì)外殼組成。

采用直流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)專用打磨頭對(duì)需要打磨的部位進(jìn)行打磨，利用可充電高能鋰電池給直流電動(dòng)機(jī)供電，保證輸出。專用打磨頭安裝在手持式設(shè)計(jì)外殼上，直流電動(dòng)機(jī)、高能鋰電池、遙控接收器集成在手持式設(shè)計(jì)外殼內(nèi)，為配合絕緣桿使用，配置遙控接收器，結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便。

2??? 技術(shù)實(shí)施

根據(jù)上述技術(shù)方案設(shè)計(jì)出一種手持充電式打磨工具，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

如圖3所示，手持充電式打磨工具實(shí)物主要由手持式設(shè)計(jì)外殼1、高能鋰電池2、遙控接收器3、直流電動(dòng)機(jī)4、專用打磨頭5組成，螺紋接口與絕緣桿配合使用。

利用可充電高能鋰電池2給直流電動(dòng)機(jī)4供電，直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)專用打磨頭5對(duì)需要打磨的部位進(jìn)行打磨，專用打磨頭5使用3M尼龍材質(zhì)制作，直流電動(dòng)機(jī)4、高能鋰電池2、遙控接收器3集成在手持式設(shè)計(jì)外殼1內(nèi)，專用打磨頭5安裝在手持式外殼上，為配合絕緣桿使用，配置了遙控接收器3，作業(yè)人員可以在地面遙控直流電動(dòng)機(jī)打開和關(guān)閉。

手持充電式打磨工具特制的尼龍材質(zhì)打磨布，可處理不同臟污程度的金屬部位，手持式輕巧設(shè)計(jì)既保證了檢修人員在高處作業(yè)時(shí)能單手操作，提高在高處作業(yè)的安全性，減少墜落風(fēng)險(xiǎn)，又能在高壓柜等狹小空間里自由發(fā)揮，不受空間約束。

電動(dòng)打磨效果均勻且接觸面平整（圖4），減輕了人員的工作強(qiáng)度，緩解了人員疲勞程度;充電式高能鋰電池設(shè)計(jì)簡(jiǎn)捷方便，能提供充足的電能，保障日常正常工作;通過控制手按壓的力度，可以掌握打磨的厚度，保護(hù)表面鍍銀層。每個(gè)接觸面的打磨時(shí)間可由傳統(tǒng)方法的10 min縮短為3 min，測(cè)出的回路電阻可比傳統(tǒng)方法減小5 μΩ左右（圖5）。尾端螺紋接口可與絕緣桿配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)母線刀閘刀口帶電打磨。

3??? 結(jié)語

本文所述手持充電式打磨工具，采用了電動(dòng)旋轉(zhuǎn)的原理、特殊的打磨材質(zhì)和巧妙的操作形式，打磨效果比砂紙和鋼絲刷好、效率高，可在高處作業(yè)時(shí)單手操作，適用于電網(wǎng)內(nèi)輸變配各類檢修人員對(duì)氧化生銹的金屬材質(zhì)表面進(jìn)行打磨。

由于電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和供電可靠性的要求，如今設(shè)備停電檢修的機(jī)會(huì)越來越少，而且隔離開關(guān)發(fā)熱必須及時(shí)處理，同時(shí)檢修人員面臨較大的操作風(fēng)險(xiǎn)。利用本文所設(shè)計(jì)的新型打磨工具尾端的螺紋接口與絕緣桿配合使用，在帶電情況下對(duì)110 kV水平式母線隔離開關(guān)動(dòng)、靜觸頭發(fā)熱缺陷進(jìn)行處理，能有效解決高壓隔離開關(guān)觸頭發(fā)熱需停電處理的難題，且經(jīng)濟(jì)效益顯著。該新型打磨工具，充分考慮了當(dāng)下檢修人員在處理金屬部位時(shí)的難點(diǎn)，從多維度提升了現(xiàn)場(chǎng)工作的便捷性，充分保障了人員作業(yè)安全，提高了現(xiàn)場(chǎng)工作效率。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 鄒剛.手持打磨工具的減振手柄研究[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2019.

[2] 賈宇，崔健.隔離開關(guān)帶電打磨工具降低刀閘口溫度研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（17）：129.

[3] 倪惠浩，李健明.一次設(shè)備多功能帶電運(yùn)維專用工具的研制與應(yīng)用[J].機(jī)電信息，2017（33）：97-98.

收稿日期：2021-06-07

作者簡(jiǎn)介：趙靖暉（1993—），男，廣東江門人，變電檢修高級(jí)工，主要從事110 kV及以上變電站一次電氣設(shè)備的檢修、維護(hù)工作。