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        一種換流站電動輔助接地線裝拆工具的研制及應(yīng)用

        2018-12-21 03:25:22林錦峰鄧曲然肖衛(wèi)文葛萃輝李志龍
        機(jī)電信息 2018年36期
        關(guān)鍵詞:金具護(hù)套換流站

        林錦峰 鄧曲然 肖衛(wèi)文 葛萃輝 李志龍

        (中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司廣州局,廣東廣州510405)

        0 引言

        接地線是換流站日常工作中所需的一種重要安全工器具,其作用是在隔離開關(guān)拉開后,將可能來電側(cè)的導(dǎo)線與接地點(diǎn)相連,當(dāng)發(fā)生意外合閘造成突然來電時,將電引至接地點(diǎn),避免突然來電導(dǎo)致檢修人員觸電,是保障電力工作人員安全的屏障,是電力系統(tǒng)的安全生命線。裝拆接地線作為保證安全的技術(shù)措施,其操作效率影響著供電可靠性,低下的操作效率可能給操作人員帶來人身傷害,降低工具的安全可靠性,也會導(dǎo)致檢修時間的縮短,影響工作效率。因此,研制一種電動輔助接地線裝拆工具具有重要意義。

        1 換流站接地線裝拆的現(xiàn)況

        在換流站設(shè)備停電檢修過程中,運(yùn)行人員配合檢修工作布置安措時需掛接臨時接地線,但目前大部分換流站使用的接地線為手動旋轉(zhuǎn)掛接型,存在接地線重、掛接費(fèi)力、耗時長等問題。此外,對于高電壓等級的換流站,導(dǎo)線離地較高處,而接地線絕緣桿長度有限,運(yùn)行人員操作時必須借助絕緣高低凳或絕緣人字梯進(jìn)行掛接。對于高處設(shè)備接地可能由于操作人員無法掌握絕緣桿重心而使其發(fā)生搖晃,增加掛接難度;而長時間掛接又可能導(dǎo)致體力不支,存在高處墜落等風(fēng)險,人機(jī)功效低。

        2 工具的構(gòu)造與應(yīng)用

        2.1 技術(shù)要求

        針對以上問題,電動輔助接地線裝拆工具必須符合安全、可靠、實(shí)用、高效率的基本條件,其應(yīng)滿足以下技術(shù)要求:

        (1)工具必須安全可靠,材料符合帶電作業(yè)的絕緣要求,操作過程中必須保證操作人員的人身安全,且對設(shè)備無損傷。

        (2)高效實(shí)用,能減輕操作人員的勞動強(qiáng)度,減少操作時間,提高作業(yè)效率。

        (3)針對性強(qiáng),可操作性高,工具能準(zhǔn)確快速實(shí)現(xiàn)接地線裝拆,且滿足可重復(fù)使用的作業(yè)要求。

        (4)工具的電機(jī)滿足扭矩要求,具備無線操作條件,電源環(huán)??裳h(huán)利用,續(xù)航能力強(qiáng),能滿足裝拆多組接地線的基本要求。

        2.2 構(gòu)造原理

        針對目前存在的問題及工具技術(shù)要求,本項(xiàng)目以一組110 kV手動旋轉(zhuǎn)掛接型接地線為對象,自主設(shè)計,結(jié)合數(shù)控機(jī)床技術(shù)研發(fā)一套電動輔助接地線裝拆工具,該工具由電機(jī)驅(qū)動裝置、電源、控制裝置、連接金具、絕緣護(hù)套等組成。工具由電池電源供能,控制裝置控制電機(jī)正反轉(zhuǎn),電機(jī)通過連接金具與接地線絕緣桿底部相連,電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動接地線絕緣桿轉(zhuǎn)動從而實(shí)現(xiàn)接地線裝拆的功能,以針對性地解決目前存在的核心問題。

        2.2.1 接地線連接金具

        接地線連接金具(圖1)的主要功能是穩(wěn)固連接接地線與電機(jī),使接地線絕緣桿與電機(jī)成為一體,由電機(jī)帶動接地線絕緣桿一起轉(zhuǎn)動。110 kV接地線絕緣桿是中空的,通過打開110 kV接地線底端的蓋子將連接件左端插入接地線。在本項(xiàng)目中考慮了多種固定連接件與接地線的方法后,最終選用了螺釘固定的方法,其連接最為可靠。只需在接地線絕緣桿底端連接部位打一個螺絲孔,通過螺絲穿過連接金具左端螺孔與絕緣桿底部固定在一起,用螺母緊固便可實(shí)現(xiàn)一體化處理。多次試驗(yàn)證明,本方法可以牢固地對連接件、電機(jī)與接地線進(jìn)行固定。連接金具外層安裝了軸承,軸承外部套接絕緣護(hù)套,保證電機(jī)轉(zhuǎn)動過程中絕緣護(hù)套不隨電機(jī)一起轉(zhuǎn)動,保護(hù)操作人員并方便其可靠握持接地線。

        圖1 接地線連接金具

        2.2.2 正反轉(zhuǎn)及調(diào)速電機(jī)

        為適應(yīng)可裝拆的工作要求,本項(xiàng)目采用的電機(jī)為正反轉(zhuǎn)兩用電機(jī)(圖2),只需通過轉(zhuǎn)向按鈕,便可輕易實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的切換??紤]到工具在后期擴(kuò)展到各種不同電壓等級接地線的使用,電機(jī)設(shè)計為可調(diào)型,可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整電機(jī)力矩,以適應(yīng)不同應(yīng)用條件。需裝拆接地線的設(shè)備大部分在戶外,由于有線電機(jī)的操作性低,本項(xiàng)目采用充電電池作為電源供電,無需接線,方便攜帶,便于現(xiàn)場操作。且在一塊電池電量耗盡時,可快速更換電池,不影響現(xiàn)場操作,保證了續(xù)航能力。

        圖2 正反轉(zhuǎn)及調(diào)速電機(jī)

        2.2.3 絕緣護(hù)套

        接地線絕緣桿、連接金具、正反轉(zhuǎn)調(diào)速電機(jī)安裝后為一體化機(jī)構(gòu),電機(jī)通過連接金具帶動接地線絕緣桿轉(zhuǎn)動從而發(fā)揮裝拆的作用。然而運(yùn)行人員操作時,由于絕緣桿轉(zhuǎn)動無法握持,因此需要一個固定的絕緣護(hù)套來作為握持工具,保證絕緣桿轉(zhuǎn)動時,操作人員可以牢固把握整體的方向。

        項(xiàng)目采用聚氯乙烯材料作為絕緣護(hù)套(圖3),符合絕緣要求,在保證操作人員安全的前提下,滿足操作強(qiáng)度要求,作為操作人員固定操作桿的支點(diǎn),它與連接金具通過軸承連接,完好地與內(nèi)部結(jié)構(gòu)貼合,又可以遮擋內(nèi)部結(jié)構(gòu),防止砂石進(jìn)入軸承,起到保護(hù)作用。

        圖3 絕緣護(hù)套

        2.2.4 運(yùn)作機(jī)理

        操作人員將充好電的電池裝入正反轉(zhuǎn)調(diào)速電機(jī)尾部,調(diào)節(jié)合適的扭矩,按壓啟動按鈕與正反轉(zhuǎn)切換按鈕,試驗(yàn)電機(jī)可正常使用。將正反轉(zhuǎn)調(diào)速電機(jī)頭部與接地線連接金具末端扣接,確保牢固可靠。將絕緣護(hù)套罩于接地線連接金具外部,與電機(jī)外殼相接,將接地線連接金具插入接地線絕緣桿內(nèi)。調(diào)整接地線連接金具插入長度,使其連接孔與接地線絕緣桿末端連接孔相匹配,使用螺絲插入連接孔,并用蝴蝶螺母進(jìn)行緊固,確保接地線與工具完整結(jié)合。運(yùn)行人員手持絕緣護(hù)套,核對需接地設(shè)備的雙重編號后,先安裝接地線接地端并檢查接地牢固,隨后將接地線掛接至導(dǎo)線合適位置處,按壓啟動按鈕使電機(jī)帶動接地線旋轉(zhuǎn),從而使接地線步進(jìn)機(jī)構(gòu)與導(dǎo)線咬合,卡扣扣緊導(dǎo)線后,檢查接地線安裝質(zhì)量良好,即完成接地線掛接操作。接地線拆除與安裝的操作相反。

        2.3 工具創(chuàng)新點(diǎn)

        (1)增加了操作桿長度,提高了可靠性與便捷性。工具與絕緣桿連接后,一方面加長了接地線絕緣桿的長度,縮短了操作人員的操作距離,可以更容易地將接地線掛到導(dǎo)線上;另一方面,連接件上安裝的聚氯乙烯絕緣護(hù)套既保證了絕緣性能,又可以在接地線本體旋轉(zhuǎn)過程中保持絕緣桿穩(wěn)定不晃動。

        (2)電動助力,提高了操作效率。工具通過尾部安裝的電機(jī)實(shí)現(xiàn)接地線旋轉(zhuǎn)的操作,降低了操作難度,加快了操作時間,極大地提高了操作效率,節(jié)省了時間及人工成本。電機(jī)可以根據(jù)現(xiàn)場需求調(diào)節(jié)輸出力矩,針對不同接地線旋轉(zhuǎn)力矩的不同,可以實(shí)時進(jìn)行選擇,避免了功率不夠?qū)е聼o法自動旋轉(zhuǎn)的情況,也能防止力矩過大損壞設(shè)備。

        (3)循環(huán)利用,高效節(jié)能。工具采用即裝即拆的方式,可以裝在任意一組接地線上,使用之后也可馬上拆除,方便下一組操作時使用。電機(jī)使用電池供電,無需接線,在任何場合都可以使用,能在各種環(huán)境下進(jìn)行操作。

        2.4 現(xiàn)場應(yīng)用情況

        2.4.1 應(yīng)用實(shí)例

        工具研制成功后,投入換流站現(xiàn)場應(yīng)用,收到了良好的效果。運(yùn)行人員利用停電檢修期間進(jìn)行了分組試驗(yàn),同時采用傳統(tǒng)方法與新工具進(jìn)行了10組三相接地線的掛接和拆除,經(jīng)過統(tǒng)計分析對比,平均計算出每組接地線裝拆時間,得出使用工具前后的時間對比列表,如表1所示。

        表1 使用工具前后的時間對比列表

        對比分析試驗(yàn)結(jié)果表明:使用電動輔助接地線裝拆工具后,整體作業(yè)時間從27 min減至13 min,作業(yè)時間大幅減少,作業(yè)效率提高了[(27-13)/27]×100%≈51.85%。

        2.4.2 產(chǎn)生效益

        (1)安全效益:電動輔助接地線裝拆工具的使用,快速有效地解決了接地線裝拆費(fèi)時費(fèi)力的關(guān)鍵問題。使用工具后作業(yè)時間大大縮短,提高了作業(yè)效率,為檢修工作爭取了更多的有效時間,降低了運(yùn)行人員的作業(yè)強(qiáng)度,避免了由于疲勞作業(yè)帶來的安全問題。

        (2)經(jīng)濟(jì)效益:電動輔助接地線裝拆工具的使用,縮短了停電操作的時間,尤其是在設(shè)備緊急搶修時,為緊急搶修爭取了更多的時間,有助于檢修人員對設(shè)備的消缺,減少了直流線路被迫停運(yùn)時間,其帶來的經(jīng)濟(jì)效益可觀。同時,工具可循環(huán)利用,只需一次制作,便可長期使用,適用于同類型的不同電壓等級的接地線裝拆,經(jīng)濟(jì)實(shí)用,節(jié)能減排。

        3 結(jié)語

        理論與實(shí)踐證明,電動輔助接地線裝拆工具在生產(chǎn)現(xiàn)場中安全可靠、高效實(shí)用。工具在滿足安全要求的基礎(chǔ)上,大大優(yōu)化了接地線裝拆的操作性能,降低了操作人員勞動強(qiáng)度,縮短了作業(yè)時間,提高了效率,同時環(huán)保節(jié)能,可持續(xù)利用,對于提高電力企業(yè)的生產(chǎn)效率具有重要意義。

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