國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司寧波供電公司 何 迪 張國(guó)鋒 施小帥 顧朝旭 徐東捷 方凱倫

閘刀又稱隔離開關(guān)，是電力系統(tǒng)中使用量最大的電氣設(shè)備之一，起到在無(wú)負(fù)載的情況下隔離電源以及改變運(yùn)行方式、通斷小電流的作用，基本結(jié)構(gòu)包括支持底座、導(dǎo)電觸頭、絕緣子、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部分。而閘刀機(jī)構(gòu)箱為閘刀的分合提供電動(dòng)或手動(dòng)操作動(dòng)力，機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出軸通過(guò)垂直連桿直接連接到傳動(dòng)部分，帶動(dòng)閘刀分合動(dòng)作?，F(xiàn)有閘刀機(jī)構(gòu)箱的安裝方式目前主要依靠人工抬升法或堆疊法，在裝配過(guò)程中存在以下弊端：安裝過(guò)程中機(jī)構(gòu)箱的移動(dòng)和就位費(fèi)時(shí)費(fèi)力；臨時(shí)搭建的支撐物難以精確調(diào)節(jié)；工作場(chǎng)地不平整影響支撐物的穩(wěn)定性，產(chǎn)生人身和設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)。

1 閘刀機(jī)構(gòu)箱安裝現(xiàn)狀

閘刀機(jī)構(gòu)箱的安裝目前主要依靠多采用人工抬高或堆疊法將閘刀機(jī)構(gòu)箱人力懸空或放置在支撐物（如堆疊木塊、鐵架等）上，通過(guò)調(diào)整墊在機(jī)構(gòu)箱底部的木塊或鐵架位置調(diào)節(jié)高度和水平度，再用鉛垂校驗(yàn)同軸度。如有偏差則需移動(dòng)機(jī)構(gòu)箱位置并重新校驗(yàn)水平度和同軸度。上述校驗(yàn)無(wú)誤后用槽鋼焊接機(jī)構(gòu)箱背板與抱箍、固定機(jī)構(gòu)垂直連桿，最后拆除搭建的鐵架、木塊等支撐結(jié)構(gòu)。采用傳統(tǒng)安裝方式效率低，也易發(fā)生施工危險(xiǎn)。通過(guò)對(duì)檢修人員在變電站閘刀機(jī)構(gòu)箱安裝情況進(jìn)行調(diào)查，統(tǒng)計(jì)他們的平均工作用時(shí)，其統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1。

此外，安裝過(guò)程中需對(duì)機(jī)構(gòu)箱進(jìn)行水平及前后左右抬移，從而找準(zhǔn)中心及箱體高度，最后才能固定在設(shè)備支架上。這種方法不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低下，且易造成水平度及同軸度不符合標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致閘刀的連桿、延長(zhǎng)軸、軸承及拐臂等傳動(dòng)部件安裝位置的錯(cuò)位，引發(fā)閘刀操作機(jī)構(gòu)傳動(dòng)不暢，操作扭矩過(guò)大等問(wèn)題，這是造成閘刀操作卡澀，甚至引起垂直連桿彎曲變形、抱箍斷裂的設(shè)備損壞缺陷的重要原因。因閘刀機(jī)構(gòu)箱要求安裝精度高、自身重量重，加上露天作業(yè)、勞動(dòng)強(qiáng)度大，為提高安裝效率和安裝質(zhì)量，使得合適的閘刀機(jī)構(gòu)箱安裝平臺(tái)的研制勢(shì)在必行。

表1 閘刀機(jī)構(gòu)箱傳統(tǒng)安裝方式用時(shí)調(diào)查表

2 新型安裝平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

新研制的多地形適用的閘刀機(jī)構(gòu)箱安裝平臺(tái)如圖1，包括底板1和安裝板2，底板1的底部設(shè)置有多個(gè)用于調(diào)整底板1使底板1的上表面水平的升降支腳3，安裝板2通過(guò)一升降機(jī)構(gòu)4設(shè)置在底板1上，安裝板2的上表面為用于擱置閘刀機(jī)構(gòu)箱的放置平面21，底板1上還開設(shè)有第一開口11，安裝板2開設(shè)有第二開口22，第一開口21和第二開口22用于供管道通過(guò)。由圖2可見，升降機(jī)構(gòu)4包括第一絲桿41、第二絲桿42、第三絲桿43、第四絲桿44和聯(lián)動(dòng)組件，聯(lián)動(dòng)組件用于驅(qū)動(dòng)四根絲桿同步轉(zhuǎn)動(dòng)，四根絲桿分別沿豎直方向設(shè)置在安裝板2上，且四根絲桿呈矩形分布；當(dāng)聯(lián)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)四根絲桿同步轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，安裝板2沿豎直方向上下移動(dòng)。該結(jié)構(gòu)中聯(lián)動(dòng)組件可驅(qū)動(dòng)四根絲桿同步轉(zhuǎn)動(dòng)，因此安裝板2可以平穩(wěn)上升或下降，不會(huì)出現(xiàn)傾斜的情況，利于調(diào)整閘刀機(jī)構(gòu)箱的高度。

圖1 新研制閘刀機(jī)構(gòu)箱安裝平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

圖2 安裝平臺(tái)上層傳動(dòng)結(jié)構(gòu)

聯(lián)動(dòng)組件包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)45、減速器46、第一換向器47和第二換向器48，減速器46具有輸入端、第一輸出端和第二輸出端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)45固定在底板1的上端，驅(qū)動(dòng)電機(jī)45的輸出軸與減速器46的輸入端相連接，第一換向器47固定在減速器46的左側(cè)，且第一換向器47的輸入端與減速器46的第一輸出端相連接，第一換向器47的輸出端通過(guò)第一蝸輪蝸桿減速機(jī)49與第一絲桿41連接，第一蝸輪蝸桿減速機(jī)49的輸出端連接有第二蝸輪蝸桿減速機(jī)50，第二絲桿42豎直連接在第二蝸輪蝸桿減速機(jī)50上，第二換向器48固定在減速器46的右側(cè)，且第二換向器48的輸入端與減速器46的第二輸出端相連接，第二換向器48的輸出端通過(guò)第三蝸輪蝸桿減速機(jī)51與第三絲桿43連接，第三蝸輪蝸桿減速機(jī)51的輸出端連接有第四蝸輪蝸桿減速機(jī)52，第四絲桿44豎直連接在第四蝸輪蝸桿減速機(jī)52上。

該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)45驅(qū)動(dòng)減速器46運(yùn)動(dòng)時(shí)，分別與減速器46連接的第一換向器47和第二換向器48同步工作，由于第一蝸輪蝸桿減速機(jī)49與第一換向器47的輸出端連接，因此在第一換向器47工作時(shí)，第一蝸輪蝸桿減速機(jī)49也開始運(yùn)動(dòng)，第一蝸輪蝸桿減速機(jī)49既可驅(qū)動(dòng)第一絲桿41轉(zhuǎn)動(dòng)，又可通過(guò)連接軸驅(qū)動(dòng)第二蝸輪蝸桿減速機(jī)50工作，第二絲桿42由于連接在第二蝸輪蝸桿減速機(jī)50的輸出端上，最終也實(shí)現(xiàn)了第二絲桿42的運(yùn)動(dòng)，同理第三絲桿43及第四絲桿44運(yùn)動(dòng)過(guò)程也相同，通過(guò)本機(jī)構(gòu)，只需通過(guò)一個(gè)電機(jī)便可驅(qū)動(dòng)多個(gè)機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)四根絲桿同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，來(lái)使與它們螺接的安裝板2做升降運(yùn)動(dòng)，大大優(yōu)化了整體的性能，同時(shí)制造成本較低。

圖3 升降支腳結(jié)構(gòu)

圖1中的升降支腳3具體結(jié)構(gòu)如圖3所示，四個(gè)升降支腳3呈矩形分布。該結(jié)構(gòu)中采用四個(gè)升降支腳3，四個(gè)升降支腳3可以分別調(diào)整高度，從而利于穩(wěn)定支撐底板1，使得底板1處于水平狀態(tài)。每個(gè)升降支腳3包括殼體31、墊片32、升降桿33和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，殼體31固定在底板1的下端，升降桿33豎直設(shè)置在殼體31內(nèi)，且升降桿33的下端伸出殼體31后與墊片32相固定，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定在殼體31上且用于驅(qū)動(dòng)升降桿33上下運(yùn)動(dòng)。該結(jié)構(gòu)中，通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)升降桿33的上下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而微調(diào)與地面接觸的墊片32高度位置，這樣利于根據(jù)不同的地形來(lái)調(diào)節(jié)底板1，使底板1始終處于水平狀態(tài)。

升降桿33為升降絲桿，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括手輪34、蝸輪35和與蝸輪35嚙合的蝸桿36，蝸輪35可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在殼體31內(nèi)，蝸輪35套設(shè)在升降桿33的外側(cè)且與升降桿33螺紋配合，蝸桿36設(shè)置在殼體31內(nèi)且蝸桿36的一端伸出殼體31后與手輪34相固定。該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪34時(shí)與手輪34相固定的蝸桿36同步轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪35與蝸桿36是嚙合的，因此在蝸桿36轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)蝸輪35也發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪35的中心處開設(shè)有升降桿33配合的螺紋孔，這樣通過(guò)蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)升降桿33的上下運(yùn)動(dòng)，采用手動(dòng)調(diào)節(jié)的方式，操作較為可靠。

安裝板2上固定有水平儀6。該結(jié)構(gòu)中，水平儀6為現(xiàn)有技術(shù)，其可快速得知安裝板2的水平位置，進(jìn)而可以調(diào)節(jié)升降支腳3的位置，使得安裝板2可以快速調(diào)平。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果檢查

檢修人員將新制作的閘刀機(jī)構(gòu)箱安裝平臺(tái)移至工作間隔，將閘刀機(jī)構(gòu)箱放置在安裝板上后檢測(cè)其水平度，閘刀機(jī)構(gòu)箱高的一側(cè)可通過(guò)調(diào)節(jié)該側(cè)對(duì)應(yīng)下方升降支腳調(diào)低，閘刀機(jī)構(gòu)箱低的一側(cè)也可通過(guò)調(diào)節(jié)此側(cè)對(duì)應(yīng)下方升降支腳調(diào)高，即閘刀機(jī)構(gòu)箱的水平度能夠通過(guò)升降支腳調(diào)節(jié)，直至調(diào)節(jié)水平。之后設(shè)置平臺(tái)上升高度，電機(jī)控制上層傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，將閘刀機(jī)構(gòu)箱抬升到指定高度。新研制的閘刀機(jī)構(gòu)箱安裝平臺(tái)分別在多個(gè)變電站進(jìn)行了適用。

表2 新型閘刀機(jī)構(gòu)箱安裝平臺(tái)使用調(diào)查表

由表2所示，不同技能水平的檢修人員平均用時(shí)為13.25分鐘，與原來(lái)平均用時(shí)76.7分鐘相比，效率提高了468%，同時(shí)每次工作人工數(shù)量從4人減少到了2人。達(dá)成預(yù)期的效率目標(biāo)值。新型閘刀機(jī)構(gòu)箱安裝平臺(tái)顯著減少了安裝時(shí)間，提高了安裝效率，水平度校正也更加簡(jiǎn)易。

綜上，本文研制的多地形適用的閘刀機(jī)構(gòu)箱安裝平臺(tái)經(jīng)驗(yàn)證具有以下優(yōu)點(diǎn)：針對(duì)不同的地形，通過(guò)手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)絲桿升降機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)地腳長(zhǎng)度，達(dá)到調(diào)節(jié)方便，可以微調(diào)，成本較低；通過(guò)電動(dòng)程序控制四聯(lián)動(dòng)升降機(jī)來(lái)調(diào)整裝配平臺(tái)抬升高度，省時(shí)省力，減少檢修人員的工作量；適用范圍廣，采用高強(qiáng)度鋁合金作的U 型板能夠避開二次電纜管和適應(yīng)大多數(shù)閘刀機(jī)構(gòu)箱的外形。