10 kV線路配電變壓器JP柜折疊式檢修平臺(tái)裝置的研發(fā)與應(yīng)用

摘要：由于城市電網(wǎng)的密集化和設(shè)施占地空間的有限性，10 kV線路配電變壓器JP柜的維護(hù)和檢修面臨的挑戰(zhàn)越來越大。為提高效率，保障工作人員安全，開發(fā)了一種折疊式檢修平臺(tái)裝置。該裝置采用創(chuàng)新的折疊設(shè)計(jì)，可在狹小空間內(nèi)快速部署和收納，顯著提升了現(xiàn)場檢修的便利性和安全性。該研發(fā)成果的應(yīng)用不僅提高了檢修效率，還為電網(wǎng)設(shè)施的設(shè)計(jì)和維護(hù)提供了新的解決方案，對(duì)推動(dòng)配電網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)代化和安全管理具有積極意義。

關(guān)鍵詞：10 kV架空線路；JP柜；折疊式檢修平臺(tái)；研制

中圖分類號(hào)：TM642" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1671-0797（2024）16-0015-04

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.16.005

0" " 引言

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，大型變壓器扮演著至關(guān)重要的角色，它們不僅是互聯(lián)電網(wǎng)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，還是功率交換的重要樞紐，其可靠性和安全性對(duì)于整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要[1]。目前，隨著城市化進(jìn)程的推進(jìn)和電力需求的增加，變壓器的安裝和維護(hù)已成為電力工業(yè)面臨的一個(gè)主要挑戰(zhàn)。尤其是配電變壓器JP柜，根據(jù)國家電網(wǎng)公司的安裝標(biāo)準(zhǔn)，其距離地面的高度不得低于2 m，這使得其任何檢修活動(dòng)均被歸類為一級(jí)高處作業(yè)。傳統(tǒng)的檢修方法，如使用人字梯或登桿操作，存在顯著的安全隱患和效率問題。操作人員在對(duì)JP柜執(zhí)行停電、裝表、抄表及無功補(bǔ)償調(diào)試等任務(wù)時(shí)，不僅面臨著墜落的風(fēng)險(xiǎn)，還常因地面不平整而無法穩(wěn)固梯具。此外，隨著配網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，JP柜內(nèi)部將安裝更多的傳感器和監(jiān)測設(shè)備，這進(jìn)一步加劇了檢修的復(fù)雜性和操作上的不便利。鑒于上述背景，研發(fā)一種折疊式檢修平臺(tái)裝置變得迫切且必要。該裝置旨在優(yōu)化傳統(tǒng)的JP柜檢修流程，通過其折疊式設(shè)計(jì)，不僅可以在狹窄的城市環(huán)境中輕松展開和收納，還能顯著提高檢修作業(yè)的安全性和效率。這種創(chuàng)新性解決方案，可以解決傳統(tǒng)檢修方法操作不便的問題，降低高空作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，確保電力工作人員的身體健康和安全，并進(jìn)一步提升供電系統(tǒng)的可靠性和維護(hù)效率。

1" " 配電變壓器JP柜檢修工作存在的問題

1.1" " 作業(yè)人員技能不成熟

電力狀態(tài)檢修、故障搶修等涉及的知識(shí)多，維修作業(yè)人員并不是人人都對(duì)電力設(shè)備維護(hù)和檢修工作了如指掌，不少作業(yè)人員僅熟悉基礎(chǔ)的理論知識(shí)，缺乏實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，在緊急條件下更是難以應(yīng)對(duì)。

1.2" " 檢修操作難度大

電力系統(tǒng)10 kV變壓器的安裝是一個(gè)工序相當(dāng)復(fù)雜和重要的過程，安裝質(zhì)量的好壞直接影響到變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

在日常工作中，地區(qū)配網(wǎng)線路需頻繁開展配變JP柜檢修、抄表、無功補(bǔ)償柜調(diào)試、空氣開關(guān)停電等操作，廣泛使用人字梯進(jìn)行作業(yè)。

根據(jù)高空作業(yè)規(guī)范要求，一般配變JP柜安裝距地面不應(yīng)小于2 m，屬于高空作業(yè)中的一級(jí)高處作業(yè)，需要做好安全措施，辦理工作票，在檢修前制定安全技術(shù)措施，并向所有檢修施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，讓所有操作人員知曉并簽字確認(rèn)。

1.3" " 電力檢修風(fēng)險(xiǎn)

通常情況下，10 kV配電線路在郊外都采用架空安裝，但是當(dāng)遇到惡劣天氣的時(shí)候，配電線路基座可能發(fā)生傾斜或倒塌，在采用傳統(tǒng)的人字梯進(jìn)行配電JP柜檢修、抄表、無功補(bǔ)償調(diào)試時(shí)，檢修工作人員很容易因?yàn)槿俗痔莶环€(wěn)而跌落，從而導(dǎo)致腿部、頭部發(fā)生碰撞。

減少甚至杜絕高處作業(yè)導(dǎo)致的人身事故發(fā)生，保障人員頻繁登高作業(yè)安全，已成為運(yùn)檢人員的迫切需求。因此，研制10 kV架空線路配電變壓器JP柜折疊式檢修平臺(tái)裝置[2]，從而杜絕高處作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，確保工作人員人身安全十分必要。

2" " 研制方案與實(shí)施

目前，檢修主要使用人字梯，人字梯穩(wěn)定性差，檢修時(shí)通常需要1～2人進(jìn)行輔助，幫助固定人字梯，這無疑造成了人員的浪費(fèi)。如遇惡劣天氣，人員檢修過程中不僅需在檢修設(shè)備上集中精力，還要將自身固定在人字梯上，稍不注意就會(huì)有人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)[3]。于是設(shè)備研制小組決定研制一款穩(wěn)定性強(qiáng)，適合單人操作可折疊的JP柜檢修平臺(tái)，這種平臺(tái)直接由單人操作，有液壓系統(tǒng)和抽梯，可以穩(wěn)定固定在10 kV架空線路配電變壓器下，并且有高強(qiáng)度的鋼結(jié)構(gòu)和絕緣樹脂板，能在提供有效支撐力的前提下保證良好的檢修安全性能，并提供靈活的可調(diào)節(jié)性和可收納性。

為實(shí)現(xiàn)該裝置支架的穩(wěn)定性、安全性和可收納性，在裝置設(shè)計(jì)方面主要需解決以下三個(gè)問題：1）裝置材料的選擇，選用什么材料才能滿足裝置的機(jī)械特征和抗腐蝕及絕緣特性；2）如何保證檢修平臺(tái)的機(jī)械穩(wěn)定性和支撐性；3）如何設(shè)計(jì)來保證該設(shè)備的可收納性以及操作便攜性。

針對(duì)上述問題，設(shè)備研制小組進(jìn)行會(huì)議討論，制定設(shè)計(jì)方案，其中材料、設(shè)備固定方式的選擇過程如圖1所示。

1）為提升10 kV架空線路配電變壓器JP柜的檢修效率和安全性，精心研發(fā)一款折疊式檢修平臺(tái)裝置。在設(shè)計(jì)該裝置時(shí)，充分考慮了檢修工作的承重需求和操作便捷性，選擇了具有高強(qiáng)度和優(yōu)良抗腐蝕性能的絕緣材料，確保了平臺(tái)在高壓環(huán)境中的安全性和耐久性[4]。

2）平臺(tái)的主要材料包括尺寸為500 mm×1 800 mm×20 mm的絕緣樹脂方鋼和耐熱的鋅制抱箍，這些材料均選自行業(yè)內(nèi)認(rèn)證的高質(zhì)量供應(yīng)商。考慮到配電變壓器拔稍桿的標(biāo)準(zhǔn)桿距為2.5 m，采用尺寸為6 mm×3 000 mm的槽鋼作為平臺(tái)的支撐梁，旨在確保結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固穩(wěn)定。

3）在支撐梁的兩端采用U型抱箍進(jìn)行固定，這樣的設(shè)計(jì)不僅穩(wěn)固，還便于在不同場合進(jìn)行快速部署和拆卸。依據(jù)詳細(xì)的工程圖紙，精確加工出各種尺寸的卡桿槽，以適配不同桿塔的安裝需求。

4）支架可直接拉出扶梯，只需一次安裝，第二次單人就可以拉下扶梯進(jìn)行電力檢修工作，方便快捷，并且在扶梯應(yīng)用中設(shè)計(jì)了收放鎖裝置，防止非工作人員拉開扶梯登陸檢修平臺(tái)。

通過這種創(chuàng)新設(shè)計(jì)，該折疊式檢修平臺(tái)可以輕松地安裝在各種JP柜桿塔上。初步的現(xiàn)場試裝應(yīng)用表明，該平臺(tái)極大地提升了檢修工作的安全性和效率，同時(shí)也顯著降低了由高空作業(yè)帶來的風(fēng)險(xiǎn)[5]。

3" " 技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)及功能

如圖2、圖3所示，10 kV架空線路配電變壓器JP柜折疊式檢修平臺(tái)裝置（以下簡稱“JP柜檢修平臺(tái)”）主要由工作撐板、固定框架、固定梁、液壓系統(tǒng)和抽梯等五部分組成。工作撐板寬500 mm，長1 800 mm，厚20 mm，外邊沿采用絕緣鋼化方鋼加工成長方形，中間鋪設(shè)500 mm×1 800 mm×20 mm絕緣樹脂板，在絕緣樹脂板底部焊接30 mm×4 mm×1 800 mm的熱鍍鋅扁鋼為工作撐板、人員及工具提供承載力；在工作撐板框架橫側(cè)使用不銹鋼合頁與固定梁固定，固定框架在不銹鋼合頁作用下上下活動(dòng)；在工作撐板框架豎側(cè)兩邊使用液壓桿連接，能夠使檢修平臺(tái)在液壓桿作用下上下開啟和放平。固定框架采用長2 500 mm槽鋼作為固定梁，兩端焊接在抱箍一半上，另一半抱箍卡在砼桿上，使用螺栓連接固定梁抱箍，支撐檢修平臺(tái)所有重量。在工作撐板下面設(shè)置抽梯收放槽；抽梯邊框采用？準(zhǔn)8×3 000 mm不銹鋼鋼管，中間橫層？準(zhǔn)6×500 mm不銹鋼鋼管焊接，一端使用合頁焊接在檢修平臺(tái)一側(cè)，不用時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)到檢修平臺(tái)下面鎖定；使用時(shí)從工作撐板下拉出落到地面，為操作人員提供上下臺(tái)階，完工后，推進(jìn)工作撐板卡槽，收展靈活，使用便捷。

JP柜檢修平臺(tái)立架垂直設(shè)置，撐板跟直梯、立架位于同一個(gè)平面，通過立架一端上下兩個(gè)抱箍將平臺(tái)一側(cè)固定安裝在JP柜電桿上，除連接抱箍一側(cè)外，平臺(tái)三側(cè)邊緣位置安裝不銹鋼管，使工作平臺(tái)形成內(nèi)部空間，設(shè)備沒有啟動(dòng)時(shí)用于收納直梯，使用設(shè)備時(shí)，將伸縮連桿連接立桿平臺(tái)放下，平行于地面，抽出直梯至地面即可，使用完畢后，將直梯收入撐板內(nèi)部，與平臺(tái)一起折疊入立架、上鎖，不會(huì)造成空間浪費(fèi)，影響行人安全[6]。JP柜檢修平臺(tái)利用機(jī)械液壓伸縮系統(tǒng)研發(fā)，當(dāng)需要操作時(shí)，按下液壓系統(tǒng)按鈕，檢修平臺(tái)就放平，形成平臺(tái)，操作人員完成工作后，再次按下液壓系統(tǒng)按鈕，平臺(tái)收起，方便自如[7]。

4" " 使用方法

在使用過程中操作人員把JP柜檢修平臺(tái)的梯子從平臺(tái)抽出來，放下與地面成45°角，操作人員沿著梯子登上平臺(tái)，開展各類操作，使用方便，達(dá)到了穩(wěn)定、安全、可靠的目標(biāo)；使用完成后，把梯子推進(jìn)平臺(tái)底部，按下液壓系統(tǒng)按鈕，平臺(tái)自動(dòng)收起。具體可參考圖4和圖5。

5" " 主要功能特點(diǎn)及應(yīng)用效果

10 kV架空線路配電變壓器JP柜折疊式檢修平臺(tái)裝置是一種新型的檢修平臺(tái)，旨在解決傳統(tǒng)檢修方式存在的人員安全風(fēng)險(xiǎn)高、工作效率低等問題。該裝置巧妙地利用了液壓系統(tǒng)和機(jī)械原理，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，操作靈活方便，實(shí)用性強(qiáng)，抗腐蝕能力強(qiáng)，為操作人員提供了一個(gè)安全可靠的檢修平臺(tái)，有效提高了電力作業(yè)的安全性和效率。

JP柜檢修平臺(tái)的核心技術(shù)創(chuàng)新在于將液壓系統(tǒng)應(yīng)用于檢修平臺(tái)的升降和定位，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)的靈活操作和精準(zhǔn)控制。

5.1" " JP柜檢修平臺(tái)主要功能特點(diǎn)

1）解決了操作人員無法對(duì)配電變壓器JP柜進(jìn)行各種操作的問題，有效降低了人員安全風(fēng)險(xiǎn)。

2）提高了工作效率，減少了檢修作業(yè)時(shí)間。

3）為操作人員提供了一個(gè)安全可靠的檢修平臺(tái)，改善了工作環(huán)境。

4）方便工作人員抄表、停電、采集和調(diào)試無功模塊參數(shù)等操作。

5）結(jié)構(gòu)堅(jiān)固穩(wěn)定，承載能力強(qiáng)，使用壽命長。

6）操作簡單方便，維護(hù)保養(yǎng)容易。

5.2" " 應(yīng)用效果

1）JP柜檢修平臺(tái)經(jīng)過了嚴(yán)格的測試和現(xiàn)場應(yīng)用驗(yàn)證，取得了顯著的成效。

2）故障率低：經(jīng)過兩年的使用，該裝置的故障率從原來的85%下降到零，效果顯著。

3）安全性高：該裝置為操作人員提供了安全可靠的檢修平臺(tái)，有效降低了人員安全風(fēng)險(xiǎn)。

4）效率高：該裝置提高了工作效率，減少了檢修作業(yè)時(shí)間。

5）可靠性強(qiáng)：該裝置結(jié)構(gòu)堅(jiān)固穩(wěn)定，承載能力強(qiáng)，使用壽命長。

6" " 結(jié)束語

JP柜檢修平臺(tái)的推廣應(yīng)用，對(duì)于提高電力作業(yè)的安全性和效率具有重要意義。該裝置可以廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中的10 kV架空線路配電變壓器檢修作業(yè)，為電力行業(yè)的安全生產(chǎn)和可靠運(yùn)行提供強(qiáng)有力的保障。

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收稿日期：2024-04-24

作者簡介：丁萬超（1980—），男，寧夏石嘴山人，電力工程技術(shù)助理工程師，研究方向：配電線路設(shè)備運(yùn)維，營銷抄核收管理及優(yōu)質(zhì)服務(wù)。