10kV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

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(guó)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(wú)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(wú)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(cè)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(wú)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2m,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(wú)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(wú)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(lái)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(nèi)認(rèn)證的高質(zhì)量供應(yīng)商?？紤]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×3000 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(chǎng)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(chǎng)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(lái)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(jiǎn)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(zhǎng)1 800 mm, 厚20 mm,外邊沿采用絕緣鋼化方鋼加工成長(zhǎng)方形,中間鋪設(shè)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(cè)使用不銹鋼合頁(yè)與固定梁固定,固定框架在不銹鋼合頁(yè)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(zhǎng)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(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(yè)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(lái),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。

5.1JP柜檢修平臺(tái)主要功能特點(diǎn)

1)解決了操作人員無(wú)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(wú)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(zhǎng)。

6)操作簡(jiǎn)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(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)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(lái)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(zhǎng)。

6結(jié)束語(yǔ)

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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2024年第16期第5篇