劉寶吉　溫焯飛　羅其鋒　陳偉雄

摘要：變電站戶外手動拉合型刀閘設(shè)備，由于室外運行刀閘的機構(gòu)均有不同程度的氧化、銹蝕、空間狹小、難于發(fā)力等情況而難以拉合。為此，研制了一種緊湊空間型便捷刀閘操作桿，以梅花結(jié)構(gòu)的多角度、可固定結(jié)構(gòu)特性為突破點，實現(xiàn)操作角度不受限、增大操作力矩、適用性廣等目的，解決了戶外刀閘操作把手短小、發(fā)力空間小等技術(shù)難題。

關(guān)鍵詞：操作;普適性;刀閘;操作桿;任意角度

0 引言

目前部分敞開式變電站中普遍存在手動操作型刀閘設(shè)備。這些設(shè)備長期在惡劣的戶外環(huán)境下運行，其刀閘操作機構(gòu)均因不同程度的氧化、銹蝕等情況導(dǎo)致操作卡滯，且部分舊型刀閘在設(shè)計之初便存在操作把手短小、預(yù)留操作空間小等問題。以上各種問題的存在，導(dǎo)致現(xiàn)場運行人員操作此類刀閘時會遇到“難出力、人機工效差、難操作到位”等問題，影響作業(yè)進度的同時，也存在一定的人身、設(shè)備安全風(fēng)險。

因此，為消除以上空間裕度小、角度可選擇性小、缺力矩等技術(shù)缺陷，研制了一種緊湊空間型便捷刀閘操作桿，以梅花結(jié)構(gòu)的多角度、可固定結(jié)構(gòu)特性為突破關(guān)鍵點，配合套筒部分、延長桿部分、操作桿部分等傳統(tǒng)部件結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)解除空間限制、增大力矩的功能，達到操作省時、省力、可靠性高等目的。

1 現(xiàn)狀分析

傳統(tǒng)敞開式變電站的刀閘類設(shè)備操作機構(gòu)分為電動型和手動型，此類設(shè)備長期處于戶外環(huán)境，使得機構(gòu)有不同程度的氧化及生銹現(xiàn)象，易造成操作卡滯現(xiàn)象。此外，操作手柄短小、網(wǎng)門或墻體的阻擋等因素，使得刀閘的操作空間極其有限，妨礙人工出力，人機工效差。

在梅雨季節(jié)，絕緣手套與操作把手之間摩擦阻力降低，用力操作時會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，可能會迫使作業(yè)人員直接“赤手操作”來完成操作任務(wù)，違背《中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力安全工作規(guī)程》中9.5.3.7條款“手動操作有機械傳動的斷路器或隔離開關(guān)時”的相關(guān)要求[1]，存在一定的人身安全風(fēng)險。

2 設(shè)計方案

2.1? ? 組成及功能

為了解決空間、角度等限制而在手動操刀過程中出現(xiàn)的費時、費力、效率低以及作業(yè)過程風(fēng)險較高的人身、設(shè)備安全風(fēng)險等問題，研制了一種緊湊空間型便捷刀閘操作桿，其主要結(jié)構(gòu)可分為三部分：套筒部分、延長桿部分、操作桿部分。

采用緊湊空間型便捷刀閘操作桿能夠使刀閘操作過程流暢，刀閘操作更加容易、可靠，并實現(xiàn)以下功能：（1）操作人員通過調(diào)整梅花結(jié)構(gòu)的連接方向，可實現(xiàn)操作發(fā)力角度靈活可調(diào);（2）使用延長桿可有效增加垂直方向選擇范圍;（3）在操作桿外包覆海綿層套，增大摩擦力，降低人員脫手致傷的概率;（4）增加操作力矩，有效降低人員操作所需發(fā)力[2]。

2.2? ? 部件結(jié)構(gòu)

便捷刀閘操作桿結(jié)構(gòu)如圖1所示，連接套筒的外側(cè)頂部有螺旋孔與蝶形螺栓配合，可通過將蝶形螺栓旋入、旋出的方式，實現(xiàn)連接套筒與操作把手間的固定。連接套筒的內(nèi)側(cè)有一凹槽，凹槽用于固定刀閘把手上的翼型結(jié)構(gòu)，增大與操作構(gòu)件的連接密度。

梅花套筒底部有內(nèi)梅花結(jié)構(gòu)，底部中心處與第一螺桿頂部相焊接。延長桿設(shè)有內(nèi)螺紋端和外螺紋端;內(nèi)螺紋端設(shè)有與第一螺桿底部外螺紋凸起匹配的內(nèi)螺紋，外螺紋端設(shè)有與螺母匹配的外螺紋;延長桿可通過內(nèi)螺紋端先與第一螺桿連接，再將外螺紋端穿過第一通孔從連桿伸出，通過螺母實現(xiàn)延長桿和連桿的鎖緊，為連桿提供垂直方向固定的力。

延長梅花套筒的底端有與外梅花凸臺匹配的內(nèi)梅花結(jié)構(gòu);延長梅花套筒的頂端設(shè)有外梅花結(jié)構(gòu)與梅花套筒底部的內(nèi)梅花結(jié)構(gòu)匹配;延長梅花套筒的筒心有圓型孔洞，延長桿穿過延長梅花套筒的孔洞后，可將延長桿的內(nèi)螺紋端與第一螺桿連接，延長梅花套筒頂部的外梅花結(jié)構(gòu)與梅花套筒底部的內(nèi)梅花結(jié)構(gòu)匹配，延長桿外螺紋端穿過第一通孔從連桿伸出，延長梅花套筒與外梅花凸臺契合后，通過螺母實現(xiàn)連桿與延長梅花套筒的鎖緊。操作桿還有包覆海綿層套在連桿上，增大連桿表面摩擦力。

3 應(yīng)用效果及驗證

3.1? ? 操作過程

在該便捷刀閘操作桿具體實施過程中，先將連接套筒套在操作把手上，再將套筒上的蝶形螺栓擰進焊接在連接套筒上的螺母，頂住操作把手并擰緊，可將操作把手和套筒緊固。

當(dāng)現(xiàn)場人員方便出力的高度與操作把手高度不同時，可使用延長桿調(diào)整操作發(fā)力高度，此時需要先將延長桿旋入第一螺桿內(nèi)螺桿頂部的凹槽，再將延長梅花套筒套進延長桿外，最后將連桿和延長梅花套筒組裝起來使用螺母固定后，即可開始操作。

3.2? ? 應(yīng)用效果

（1）結(jié)合圖1、圖2，先用套筒鎖緊操作把手，選擇方便發(fā)力的角度后，再將連桿與套筒部分鎖緊，使得操作把手在操作過程中不受限于刀閘實際位置的影響，可隨意選擇便于操作的方向進行操作，實現(xiàn)水平方向360°多角度操作，良好的操作發(fā)力點極好地發(fā)揮了人機工效，使運行人員對于手動操刀的操作更方便快捷。

（2）緊湊空間型便捷刀閘操作桿有效地利用了杠桿原理，成倍增加操作力矩，減少操作刀閘所需發(fā)力，并結(jié)合可自由選擇操作角度的特性，完全能夠?qū)崿F(xiàn)刀閘分合行程中速度均勻、有力，有效地提高了工作人員在手動操作刀閘過程中的穩(wěn)定性和效率，使得刀閘的刀頭緊固效果更佳，能有效降低手動操作的刀閘類設(shè)備因接觸不良產(chǎn)生的人身、設(shè)備、電網(wǎng)風(fēng)險[3]。

3.3? ? 數(shù)據(jù)驗證

在刀閘咬合力大、人員高度不同、空間狹小[4]等情況下，分別統(tǒng)計使用緊湊空間型便捷刀閘操作桿和正常進行10 kV戶外電容器組操作的時間，以10次操作時間為樣本進行量化對比，結(jié)果如表1所示。

從表1可以看出，傳統(tǒng)方式操作單次耗時、總耗時、平均耗時均比使用新型操作桿的耗時要多;使用新型操作桿進行操作后，操作平均耗時比原來縮短了8.28 min，縮短耗時占比約53.55%，操作效率明顯提高。

4 結(jié)語

為解決手動操作把手遇到的“操作難”“難操作”等問題，本文對手動操作型刀閘機構(gòu)的操作困難、可靠性低、效率低下、存在隱患風(fēng)險的潛在原因進行了詳細(xì)分析，設(shè)計出了一種具有普適性的緊湊空間型便捷刀閘操作桿。該操作桿通過蝶形螺栓、螺母實現(xiàn)固定連接，將操作桿牢固安裝在戶外刀閘、地刀操作把手上;通過梅花套筒的梅花結(jié)構(gòu)和操作桿的結(jié)合，實現(xiàn)了操作角度不受限、增大操作力矩、適用性廣等目的。

綜上所述，本項目針對手動型刀閘操作把手的改善措施是有效的，切實解決了因操作把手短小、預(yù)留操作空間小等造成的操作難、不可靠以及有人身安全隱患等問題。同時，該操作桿具有結(jié)構(gòu)簡潔、安裝便捷、防滑、省力、可適用于多規(guī)格尺寸刀閘操作把手等優(yōu)點，擁有良好的通用性，應(yīng)用前景廣闊，具有推廣價值，其制作多角度彎曲、無死角作業(yè)的安全工器具制作思路可引申至其他應(yīng)用領(lǐng)域，具有良好的社會效益。

[參考文獻]

[1] 中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力安全工作規(guī)程：Q/CSG 510001—2015[S].

[2] 趙磊，石一峰，陸鳳楊.一種增力式接地線操作桿的研制[J].機電信息，2014（33）：149.

[3] 陳鴻光.GW16型刀閘常見缺陷分析及相應(yīng)運維策略[J].科技資訊，2016，14（31）：35-36.

[4] 丁若陽，秦艷梅，蘇德江.高壓開關(guān)柜內(nèi)互感器試驗接線新工具的研制[J].云南電業(yè)，2013（5）：39-40.

收稿日期：2020-12-16

作者簡介：劉寶吉（1993—），男，黑龍江大慶人，助理工程師，技師，主要從事變電運行工作。

溫焯飛（1973—），男，廣東清遠(yuǎn)人，工程師，高級技師，主要從事變電運行管理工作。

羅其鋒（1982—），男，廣東四會人，碩士，高級工程師，高級技師，助理技能專家，主要從事變電運行及繼保工作。