10kV線路配電變壓器JP柜折疊式檢修平臺裝置的研發(fā)與應用

0引言

在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中,大型變壓器扮演著至關重要的角色,它們不僅是互聯(lián)電網(wǎng)中的關鍵節(jié)點,還是功率交換的重要樞紐,其可靠性和安全性對于整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運行至關重要^[1]。目前,隨著城市化進程的推進和電力需求的增加,變壓器的安裝和維護已成為電力工業(yè)面臨的一個主要挑戰(zhàn)。尤其是配電變壓器JP柜,根據(jù)國家電網(wǎng)公司的安裝標準,其距離地面的高度不得低于2 m,這使得其任何檢修活動均被歸類為一級高處作業(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JP柜執(zhí)行停電、裝表、抄表及無功補償調試等任務時,不僅面臨著墜落的風險,還常因地面不平整而無法穩(wěn)固梯具。此外,隨著配網(wǎng)自動化技術的發(fā)展,JP柜內部將安裝更多的傳感器和監(jiān)測設備,這進一步加劇了檢修的復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,通過其折疊式設計,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)的風險,確保電力工作人員的身體健康和安全,并進一步提升供電系統(tǒng)的可靠性和維護效率。

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多,維修作業(yè)人員并不是人人都對電力設備維護和檢修工作了如指掌,不少作業(yè)人員僅熟悉基礎的理論知識,缺乏實戰(zhàn)經(jīng)驗,在緊急條件下更是難以應對。

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工序相當復雜和重要的過程,安裝質量的好壞直接影響到變壓器的安全穩(wěn)定運行。

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、無功補償柜調試、空氣開關停電等操作,廣泛使用人字梯進行作業(yè)。

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

1.3電力檢修風險

通常情況下,10 kV配電線路在郊外都采用架空安裝,但是當遇到惡劣天氣的時候,配電線路基座可能發(fā)生傾斜或倒塌,在采用傳統(tǒng)的人字梯進行配電 JP柜檢修、抄表、無功補償調試時,檢修工作人員很容易因為人字梯不穩(wěn)而跌落,從而導致腿部、頭部發(fā)生碰撞。

減少甚至杜絕高處作業(yè)導致的人身事故發(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柜折疊式檢修平臺裝置^[2],從而杜絕高處作業(yè)風險,確保工作人員人身安全十分必要。

2研制方案與實施

目前,檢修主要使用人字梯,人字梯穩(wěn)定性差,檢修時通常需要1~2人進行輔助,幫助固定人字梯,這無疑造成了人員的浪費。如遇惡劣天氣,人員檢修過程中不僅需在檢修設備上集中精力,還要將自身固定在人字梯上,稍不注意就會有人員傷亡風險^[3]。于是設備研制小組決定研制一款穩(wěn)定性強,適合單人操作可折疊的JP柜檢修平臺,這種平臺直接由單人操作,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,并且有高強度的鋼結構和絕緣樹脂板,能在提供有效支撐力的前提下保證良好的檢修安全性能,并提供靈活的可調節(jié)性和可收納性。

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

針對上述問題,設備研制小組進行會議討論,制定設計方案,其中材料、設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裝置。在設計該裝置時,充分考慮了檢修工作的承重需求和操作便捷性,選擇了具有高強度和優(yōu)良抗腐蝕性能的絕緣材料,確保了平臺在高壓環(huán)境中的安全性和耐久性^[4]。

2)平臺的主要材料包括尺寸為500mm×1800mm×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)內認證的高質量供應商。考慮到配電變壓器拔稍桿的標準桿距為2.5 m,采用尺寸為6 mm×3000 mm的槽鋼作為平臺的支撐梁,旨在確保結構的堅固穩(wěn)定。

3)在支撐梁的兩端采用U型抱箍進行固定,這樣的設計不僅穩(wěn)固,還便于在不同場合進行快速部署和拆卸。依據(jù)詳細的工程圖紙,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行電力檢修工作,方便快捷,并且在扶梯應用中設計了收放鎖裝置,防止非工作人員拉開扶梯登陸檢修平臺。

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

3技術方案實現(xiàn)及功能

如圖2、圖3所示,10 kV架空線路配電變壓器JP 柜折疊式檢修平臺裝置(以下簡稱“JP柜檢修平臺”)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500 mm× 1800 mm×20 mm絕緣樹脂板, 在絕緣樹脂板底部焊接30 mm×4 mm× 1800 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;在工作撐板框架豎側兩邊使用液壓桿連接,能夠使檢修平臺在液壓桿作用下上下開啟和放平。固定框架采用長2500 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,支撐檢修平臺所有重量。在工作撐板下面設置抽梯收放槽;抽梯邊框采用φ8×3 000 mm不銹鋼鋼管,中間橫層φ6×500 mm不銹鋼鋼管焊接,一端使用合頁焊接在檢修平臺一側,不用時轉動到檢修平臺下面鎖定;使用時從工作撐板下拉出落到地面,為操作人員提供上下臺階,完工后,推進工作撐板卡槽,收展靈活,使用便捷。

JP柜檢修平臺立架垂直設置,撐板跟直梯、立架位于同一個平面,通過立架一端上下兩個抱箍將平臺一側固定安裝在JP柜電桿上,除連接抱箍一側外,平臺三側邊緣位置安裝不銹鋼管,使工作平臺形成內部空間,設備沒有啟動時用于收納直梯,使用設備時,將伸縮連桿連接立桿平臺放下,平行于地面,抽出直梯至地面即可,使用完畢后,將直梯收入撐板內部,與平臺一起折疊入立架、上鎖,不會造成空間浪費,影響行人安全^[6]。JP柜檢修平臺利用機械液壓伸縮系統(tǒng)研發(fā),當需要操作時,按下液壓系統(tǒng)按鈕,檢修平臺就放平,形成平臺,操作人員完成工作后,再次按下液壓系統(tǒng)按鈕,平臺收起,方便自如^[7]。

4使用方法

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

5主要功能特點及應用效果

10 kV架空線路配電變壓器JP柜折疊式檢修平臺裝置是一種新型的檢修平臺,旨在解決傳統(tǒng)檢修方式存在的人員安全風險高、工作效率低等問題。該裝置巧妙地利用了液壓系統(tǒng)和機械原理,設計結構科學合理,操作靈活方便,實用性強,抗腐蝕能力強,為操作人員提供了一個安全可靠的檢修平臺,有效提高了電力作業(yè)的安全性和效率。

JP柜檢修平臺的核心技術創(chuàng)新在于將液壓系統(tǒng)應用于檢修平臺的升降和定位,實現(xiàn)了平臺的靈活操作和精準控制。

5.1JP柜檢修平臺主要功能特點

1)解決了操作人員無法對配電變壓器JP柜進行各種操作的問題,有效降低了人員安全風險。

2)提高了工作效率,減少了檢修作業(yè)時間。

3)為操作人員提供了一個安全可靠的檢修平臺,改善了工作環(huán)境。

4)方便工作人員抄表、停電、采集和調試無功模塊參數(shù)等操作。

5)結構堅固穩(wěn)定,承載能力強,使用壽命長。

6)操作簡單方便,維護保養(yǎng)容易。

5.2 應用效果

1)JP柜檢修平臺經(jīng)過了嚴格的測試和現(xiàn)場應用驗證,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,有效降低了人員安全風險。

4)效率高:該裝置提高了工作效率,減少了檢修作業(yè)時間。

5)可靠性強:該裝置結構堅固穩(wěn)定,承載能力強,使用壽命長。

6結束語

JP柜檢修平臺的推廣應用,對于提高電力作業(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)和可靠運行提供強有力的保障。

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2024年第16期第5篇