李杰　王應(yīng)芬　王磊　岳泰宏　徐曉琳　胡忠明　沈麗

摘要：針對(duì)變電站內(nèi)井蓋較多，專(zhuān)業(yè)人員需要定期打開(kāi)井蓋查看站內(nèi)排水系統(tǒng)堵塞情況，目前采用的方法是人工對(duì)井蓋進(jìn)行裝拆，過(guò)程中井蓋晃動(dòng)嚴(yán)重，存在較大安全隱患，勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低。本文針對(duì)存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了分析，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。

0引言

變電站的排水系統(tǒng)是變電站環(huán)境設(shè)施的重要組成部分，主要承擔(dān)著排出站內(nèi)積水和生活污水的功能。變電站設(shè)備眾多，設(shè)備間聯(lián)系密集，因此在地下布置著數(shù)量龐大、錯(cuò)綜復(fù)雜的電纜排，而為電纜提供通道的電纜溝由于沉降在地下，往往容易由于地面積水下沉而造成電纜溝內(nèi)積水。如果站內(nèi)排水系統(tǒng)有堵塞，大量的積水不僅腐蝕電纜外套，而且一旦滲入電纜內(nèi)部，就會(huì)造成短路事故，極大地威脅著站內(nèi)設(shè)備和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。再者，如果排水系統(tǒng)故障，變電站值守的運(yùn)行人員產(chǎn)生的生活污水將不能正常排放，一段時(shí)間后積累的污水會(huì)滋生大量病菌，產(chǎn)生異味，嚴(yán)重威脅站內(nèi)環(huán)境和運(yùn)行人員的健康。因此，為保證電纜設(shè)備干燥通風(fēng)以及站內(nèi)人員的健康安全，運(yùn)行人員需要定期打開(kāi)落水井井蓋對(duì)站內(nèi)排水系統(tǒng)相關(guān)設(shè)施進(jìn)行檢查。然而，由于落水井井蓋本身很沉重，人力提起井蓋很費(fèi)力;再加上井蓋與井口接觸緊密，一段時(shí)間后會(huì)卡澀，僅靠人力難以提起井蓋。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種變電站落水井井蓋裝拆裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)變電站井蓋的裝拆和運(yùn)輸，減少工作過(guò)程的安全隱患，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，方便快捷，節(jié)約了人力資源成本。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

在變電站中，電纜溝內(nèi)布置了大量二次電纜，二次電纜的安全對(duì)于變電站的設(shè)備安全極其重要，而二次電纜中最多的故障類(lèi)型為短路和接地?；仡櫼酝位芈返亩搪泛徒拥厥鹿试?，很大一部分是由于排水系統(tǒng)癱瘓導(dǎo)致電纜溝積水嚴(yán)重，積水滲入電纜內(nèi)部從而發(fā)生接地和短路，這就要求運(yùn)行人員定期打開(kāi)落水井井蓋檢查地下排水系統(tǒng)工作情況。而在檢查過(guò)程中，出現(xiàn)了難以避免的工作阻力。一、勞動(dòng)強(qiáng)度大：變電站井蓋數(shù)量眾多且均為重型鑄鐵雨污水井蓋，單個(gè)井蓋直徑690-700mm，凈重34-38kg，連續(xù)提起多個(gè)井蓋后，人體手臂肌肉勞累，提重出力隨之下降。二、井蓋銹蝕嚴(yán)重：考慮到常年風(fēng)吹日曬，井蓋邊沿銹蝕后圓弧不規(guī)整，與井口產(chǎn)生卡澀，從而提起井蓋需要克服很大的摩擦力。三、工作耗時(shí)且效率低：據(jù)統(tǒng)計(jì)，檢查單個(gè)落水井的平均耗時(shí)為6分鐘，其中裝拆井蓋的平均耗時(shí)為4.7分鐘，占整個(gè)檢查耗時(shí)的78.33%。隨著檢查井蓋的數(shù)量增多，人體肌肉力量因疲勞下降，井蓋裝拆時(shí)間延長(zhǎng)，工作效率持續(xù)走低;并且對(duì)于一些銹蝕嚴(yán)重的井蓋，運(yùn)行人員沒(méi)有能夠開(kāi)啟檢查。四、安全隱患大：作業(yè)過(guò)程中可能出現(xiàn)檢查人員出力過(guò)大，肌肉損傷;井蓋提起移動(dòng)過(guò)程中突然掉落砸傷檢查人員;檢查過(guò)程中人員墜入井內(nèi)等安全事故。

2 變電站落水井蓋裝拆裝置研制方案

在充分了解落水井井蓋裝拆作業(yè)的難點(diǎn)后，明確了變電站落水井井蓋裝拆裝置研制的一些要點(diǎn)：（1）能夠平穩(wěn)地裝拆井蓋（2）能夠隨作業(yè)地點(diǎn)的轉(zhuǎn)移而移動(dòng)。通過(guò)對(duì)以上兩個(gè)特性的明確，小組決定將變電站落水井蓋裝拆裝置分為升降機(jī)構(gòu)和移動(dòng)機(jī)構(gòu)兩大部分來(lái)研制，其中升降機(jī)構(gòu)又可分為起重部件、固定部件與連接部件三個(gè)小部分來(lái)研制，使其實(shí)現(xiàn)平地范圍內(nèi)任一工作地點(diǎn)落水井蓋的輕松、簡(jiǎn)便、平穩(wěn)裝拆。在選用起重部件時(shí)，考慮到變電站落水井井蓋分布較散，不利于電動(dòng)機(jī)構(gòu)搭接電源，因此選用無(wú)電源起重部件：再考慮到人體持續(xù)發(fā)力的局限性，必須選用極限提拉力大于井蓋自重和井蓋與井口卡澀而產(chǎn)生的摩擦力之和且人體出力比小的起重部件。綜上，采用油壓千斤頂作為起重機(jī)構(gòu)，其擁有載荷巨大、人體出力比極小、操作輕松、安全可靠、輕便等特性。提升井蓋固定部件選擇時(shí)則應(yīng)考慮適應(yīng)對(duì)稱(chēng)井蓋孔洞的形狀、穩(wěn)固性等方面，最后采用不銹鋼鐵鉤+碳素鋼T型扣的固定部件。確定了起重部件和固定部件后，對(duì)二者之間的連接部件設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行合理分析，要求鏈接材料可靠性高，并且能夠?qū)崿F(xiàn)起重部件到固定部件之間力的傳動(dòng)。最終采用碳素鋼橫桿與起重部件螺栓連接+4mm鍍鋅圓環(huán)鐵鏈與固定部件直接連接的設(shè)計(jì)，材料方面具有耐腐蝕、耐磨、承重性能高、使用壽命長(zhǎng)等特性;而連接方式上橫桿與油壓千斤頂?shù)纳炜s液壓缸通過(guò)螺栓連接可以自由旋轉(zhuǎn)適應(yīng)井蓋提孔位置，水平橫桿與下垂的圓環(huán)鐵鏈的組合可以將油壓千斤頂向上頂舉的力轉(zhuǎn)化為固定部件向上提拉的力。設(shè)計(jì)移動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，考慮其為升降機(jī)構(gòu)提供放置空間和支持部件，還要具備自由平穩(wěn)的行走能力和方便人力搬運(yùn)操作的輕便能力，如圖1采用碳素鋼長(zhǎng)方形框架式四轉(zhuǎn)輪手推板車(chē)，材料方面具有硬度高、耐磨性好、刷漆后可耐腐蝕、原材料簡(jiǎn)單易得、成本低廉等特性，能夠良好支撐升降機(jī)構(gòu);而長(zhǎng)方形框架式結(jié)構(gòu)達(dá)到了節(jié)約材料、輕便的特性;采用四轉(zhuǎn)輪手推板車(chē)作為移動(dòng)機(jī)構(gòu)，能夠平穩(wěn)行走、自由轉(zhuǎn)向，方便長(zhǎng)距離移動(dòng)作業(yè)。最終各種大小部件組合構(gòu)成變電站落水井蓋裝拆裝置，全面提升各方面工作的可靠性與有效性，充分發(fā)揮相關(guān)材料的積極作用，全面提升整體的處理工作效果。

圖1

3 制定相關(guān)的對(duì)策

在制定對(duì)策方面，首先需要制定油壓千斤頂性能要求清單，向廠家進(jìn)行樣品定制，要求自重不大于5kg、起重范圍大于57kg、操作輕松、安全可靠;繪制碳素鋼橫桿設(shè)計(jì)圖，要求長(zhǎng)度適應(yīng)井蓋兩孔洞之間的距離，與油壓千斤頂通過(guò)螺栓連接，可水平自由轉(zhuǎn)動(dòng)，兩側(cè)可懸掛鏈條;繪制鍍鋅圓環(huán)鐵鏈設(shè)計(jì)圖，要求鏈條與碳素鋼橫桿連接牢固，長(zhǎng)度適應(yīng)井蓋裝拆產(chǎn)生的高度差;繪制不銹鋼鐵鉤和碳素鋼T型扣設(shè)計(jì)圖，要求適應(yīng)各種變電站落水井井蓋孔洞形狀，平穩(wěn)抓取井蓋，與鍍鋅圓環(huán)鐵鏈連接牢固;繪制碳素鋼四轉(zhuǎn)輪手推板車(chē)設(shè)計(jì)圖，要求支撐升降機(jī)構(gòu)，平穩(wěn)行走，自由轉(zhuǎn)向;廠家進(jìn)行樣品制作及加工，應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)500kV紅河變內(nèi)，進(jìn)行預(yù)裝實(shí)驗(yàn)和模擬操作實(shí)驗(yàn)，最終進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)井蓋裝拆作業(yè)。

4 對(duì)策實(shí)施

在實(shí)際使用前需要測(cè)試各部件的制作效果，當(dāng)各部件符合要求后，還需要測(cè)試部件與部件之間的連接契合度，最終測(cè)試裝置整體的性能。1、向廠家提供油壓千斤頂性能需求清單進(jìn)行樣品定制，樣品到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)進(jìn)行性能測(cè)試，明確具體的應(yīng)用效果，確保樣品符合定制需求及現(xiàn)場(chǎng)起重效果的需求。2、向廠家提供碳素鋼橫桿、鍍鋅圓環(huán)鐵鏈、不銹鋼鐵鉤和碳素鋼T型扣的原理設(shè)計(jì)圖。樣品到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，逐個(gè)進(jìn)行外觀檢查和力學(xué)實(shí)驗(yàn)。然后進(jìn)行三部件的組合實(shí)驗(yàn)，要求相互匹配、連接可靠。最后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)提取井蓋的實(shí)驗(yàn)，要求不銹鋼鐵鉤和碳素鋼T型扣與井蓋提孔吻合，能放入井蓋提孔并抓牢井蓋，以人力通過(guò)提升碳素鋼橫桿進(jìn)行井蓋提取實(shí)驗(yàn)，要求實(shí)驗(yàn)過(guò)程中三部件不存在斷裂現(xiàn)象且井蓋抓取牢靠。3、向廠家提供碳素鋼長(zhǎng)方形框架式四轉(zhuǎn)輪手推板車(chē)設(shè)計(jì)圖，樣品到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)首先進(jìn)行移動(dòng)實(shí)驗(yàn)，滿足定制需求后與起重機(jī)構(gòu)進(jìn)行組裝構(gòu)成變電站落水井蓋裝拆裝置。選擇500kV紅河變往期地下排水系統(tǒng)工作情況檢查中能夠正常開(kāi)啟的井蓋J-01與井蓋銹蝕卡澀嚴(yán)重而未開(kāi)啟的井蓋J-06進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)井蓋裝拆實(shí)驗(yàn)，首先要求裝置移動(dòng)到工作現(xiàn)場(chǎng)要省時(shí)省力，將裝置移動(dòng)到實(shí)驗(yàn)井蓋上方，旋轉(zhuǎn)碳素鋼橫桿使不銹鋼鐵鉤和碳素鋼T型扣對(duì)準(zhǔn)井蓋提孔，用手把不銹鋼鐵鉤和碳素鋼T型扣抓牢井蓋后，反復(fù)扳動(dòng)油壓千斤頂扳手，結(jié)果裝置輕松的實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)井蓋J-01與J-06的裝拆工作。

對(duì)于此次變電站落水井蓋裝拆裝置的研發(fā)，可以發(fā)現(xiàn)，運(yùn)用變電站落水井蓋裝拆裝置后，工作效率大大提高，井蓋開(kāi)啟成功率能達(dá)到100%，并且良好的規(guī)避了傳統(tǒng)人力裝拆井蓋的安全風(fēng)險(xiǎn)，促成了運(yùn)行人員進(jìn)行地下排水系統(tǒng)的檢查工作，保證了電纜溝的防汛防潮工作，使二次電纜得到了良好的防護(hù)，電纜接地、短路事故沒(méi)有發(fā)生，大大降低二次電纜短路和接地故障的概率、可以有效維護(hù)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行安全性與可靠性，確保變電站的穩(wěn)定運(yùn)行，減少了電量的損失。