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        35 kV手車開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)的研制與應(yīng)用

        2023-03-29 03:16:56袁季方陳蘇芳王林發(fā)楊丕瀠廖志華
        機(jī)電信息 2023年6期
        關(guān)鍵詞:萬(wàn)向輪手車基座

        袁季方 陳蘇芳 王林發(fā) 楊丕瀠 廖志華

        (國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司龍巖供電公司,福建龍巖 364000)

        0 引言

        手車開(kāi)關(guān)是變電站內(nèi)最為常用的電氣設(shè)備之一,在對(duì)手車開(kāi)關(guān)進(jìn)行周期性預(yù)試、故障檢修時(shí),為了隔離帶電部位,保證作業(yè)人員的安全,需要將手車開(kāi)關(guān)移動(dòng)至中置柜外,轉(zhuǎn)運(yùn)到指定地點(diǎn)[1-2]。據(jù)某地市供電公司統(tǒng)計(jì),因人工轉(zhuǎn)運(yùn)手車開(kāi)關(guān)造成的設(shè)備故障達(dá)14起,累計(jì)延誤送電時(shí)間達(dá)15.6 h,這不僅嚴(yán)重影響了公司設(shè)備精益化管理水平的提升,也造成了公司供電服務(wù)質(zhì)量和客服滿意度降低[3]。另外,人工轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中不僅會(huì)造成開(kāi)關(guān)底部磨損、零部件損壞等問(wèn)題,若發(fā)生開(kāi)關(guān)跌落,還會(huì)嚴(yán)重危害人身、設(shè)備安全。針對(duì)手車開(kāi)關(guān)的轉(zhuǎn)運(yùn)工作,目前尚無(wú)可直接有效使用的工具。針對(duì)存在的不足,本文開(kāi)展了35 kV手車開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)研究,研制的35 kV手車開(kāi)關(guān)新型通用轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái),適用于各型號(hào)35 kV手車開(kāi)關(guān),規(guī)避了操作人員的安全風(fēng)險(xiǎn),并具有平穩(wěn)升降、靈活轉(zhuǎn)移和可靠固定等功能,可有效保障人員安全,具有較大的推廣價(jià)值。

        1 35 kV手車開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)

        本35 kV手車開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)由四部分組成:支撐單元、動(dòng)力單元、升降單元和控制單元,結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        圖1 35 kV手車開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)圖

        1.1 支撐單元

        根據(jù)變電站10 kV高壓室走廊實(shí)際寬度,確定底部支撐基座尺寸為1 100 mm×1 300 mm。采用壓力機(jī),對(duì)底部支撐基座施加5 000 N的壓力,測(cè)試是否發(fā)生變形,結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定。重復(fù)試驗(yàn)20次,記錄試驗(yàn)結(jié)果如表1所示,可知,底部支撐基座能夠承受5 000 N的力,且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

        表1 底部支撐基座承重試驗(yàn)

        選定移動(dòng)速度和轉(zhuǎn)彎半徑滿足要求的3種不同萬(wàn)向輪(萬(wàn)向輪A:車輪直徑6 cm;萬(wàn)向輪B:車輪直徑8 cm;萬(wàn)向輪C:車輪直徑10 cm),將這3種萬(wàn)向輪分別安裝在底部支撐基座上,進(jìn)行載物移動(dòng)速度測(cè)試。小組成員最終選擇了車輪直徑最大的萬(wàn)向輪,測(cè)試結(jié)果如表2所示,可知,安裝萬(wàn)向輪后可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)速度>1.0 m/s。

        表2 載物移動(dòng)速度測(cè)試 單位:m/s

        1.2 動(dòng)力單元

        根據(jù)變電站內(nèi)開(kāi)關(guān)柜的實(shí)際尺寸(長(zhǎng)、寬、高:1 500 mm×800 mm×2 200 mm)和基座的尺寸,確定出制作C形槽的尺寸,進(jìn)而設(shè)計(jì)CAD圖紙和實(shí)物,如圖2所示,將C形槽焊接在底部支撐基座上。

        圖2 C形槽支架圖紙和實(shí)物圖

        導(dǎo)軌在升降過(guò)程中的摩擦力應(yīng)小于120 N,利用與實(shí)際各類型號(hào)手車開(kāi)關(guān)相同重量的重物進(jìn)行模擬,對(duì)導(dǎo)軌在升降過(guò)程中的摩擦力進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如表3所示,槽型導(dǎo)軌支架在升降過(guò)程中的摩擦力小于120 N,滿足要求。

        表3 導(dǎo)軌摩擦力試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表 單位:N

        根據(jù)扭矩要求,采用750 W交流電機(jī),用電機(jī)扭矩功率測(cè)試儀測(cè)量交流電機(jī)的輸出扭矩。進(jìn)行50組試驗(yàn),結(jié)果如表4所示,輸出扭矩大于50 N·m,滿足要求。

        表4 交流電機(jī)的輸出扭矩試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表

        1.3 升降單元

        根據(jù)手車開(kāi)關(guān)的實(shí)際長(zhǎng)和寬,確定底部支撐基座尺寸為80 mm×700 mm;根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)手車開(kāi)關(guān)寬度的差異性,結(jié)合最大寬度和最小寬度,從而確定絲杠的可調(diào)范圍為600~1 200 mm,成品如圖3所示。設(shè)定不同的間距,模擬不同型號(hào)的開(kāi)關(guān),測(cè)量絲杠調(diào)距誤差,如表5所示,可見(jiàn)起重叉結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,調(diào)距誤差<5 mm。

        圖3 絲杠調(diào)距起重叉實(shí)物圖

        表5 絲杠調(diào)距試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

        將帶輪傳動(dòng)裝置與電機(jī)進(jìn)行組裝連接,如圖4所示。施加4 500~6 500 N的負(fù)載,測(cè)試裝置的傳動(dòng)效率,如表6所示,可見(jiàn)在負(fù)載要求范圍內(nèi),帶輪傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)效率大于0.96。

        圖4 帶輪傳動(dòng)裝置安裝圖

        表6 帶輪傳動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

        1.4 控制單元

        在KEIL開(kāi)發(fā)環(huán)境下編寫(xiě)STC89C52系列單片機(jī)啟動(dòng)程序,進(jìn)行仿真分析,在實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)板上完成編譯、調(diào)試,重復(fù)進(jìn)行輸入/輸出測(cè)試,用示波器觀測(cè)輸出脈沖信號(hào),統(tǒng)計(jì)動(dòng)作正確率,如表7所示。

        表7 在不同負(fù)載下行程開(kāi)關(guān)的制動(dòng)誤差

        根據(jù)開(kāi)關(guān)提升高度要求,在手車開(kāi)關(guān)需提升和下落的指定高度處各安裝一個(gè)行程開(kāi)關(guān),測(cè)量在不同負(fù)載情況下的制動(dòng)距離誤差。在負(fù)載要求范圍內(nèi),行程開(kāi)關(guān)的制動(dòng)距離小于1 cm。

        2 應(yīng)用效果

        2.1 有效性驗(yàn)證

        將轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)組裝好,如圖5所示,對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)做負(fù)重提升模擬測(cè)試。因目前使用的手車開(kāi)關(guān)重量最大為400 kg,為驗(yàn)證轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)提升重量是否達(dá)到目標(biāo)值,用同等重量的重物模擬手車開(kāi)關(guān)進(jìn)行負(fù)重搬運(yùn)試驗(yàn),如表8所示,可知手車開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)提升重物>450 kg,滿足現(xiàn)有手車開(kāi)關(guān)重量要求。

        表8 在不同負(fù)載下承重試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

        圖5 轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)實(shí)物圖

        將轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)應(yīng)用于110 kV洪緒站、110 kV善國(guó)站技改工程中,進(jìn)行實(shí)地驗(yàn)證,應(yīng)用效果如表9所示,驗(yàn)證了本平臺(tái)具有較好的普適性。

        表9 手車開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)實(shí)際應(yīng)用效果統(tǒng)計(jì)表

        2.2 經(jīng)濟(jì)和安全效益

        該裝置改變了傳統(tǒng)的手車開(kāi)關(guān)人工移動(dòng)的作業(yè)方式,實(shí)現(xiàn)了手車開(kāi)關(guān)的自動(dòng)升降搬運(yùn),有效減少了作業(yè)人員的工作量;同時(shí)該裝置具有運(yùn)行穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、維修方便等優(yōu)點(diǎn),可廣泛適用于各類型號(hào)手車開(kāi)關(guān)的搬運(yùn)工作,有效避免了傳統(tǒng)搬運(yùn)方式中手車開(kāi)關(guān)易跌落傷人的風(fēng)險(xiǎn),保證了作業(yè)人員的人身安全,達(dá)到了本質(zhì)安全的要求,具有較強(qiáng)的推廣應(yīng)用價(jià)值。

        3 結(jié)論

        針對(duì)傳統(tǒng)手車開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)存在的不足和欠缺,本文研制了35 kV手車開(kāi)關(guān)新型通用轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái),其具有以下3個(gè)創(chuàng)新點(diǎn):(1)導(dǎo)軌寬度和高度可調(diào),適用于不同大小手車開(kāi)關(guān);(2)設(shè)備轉(zhuǎn)運(yùn)中平衡性與重量承載可靠;(3)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,可實(shí)現(xiàn)單人操作。本平臺(tái)可有效代替人工進(jìn)行手車開(kāi)關(guān)的搬運(yùn)、裝卸,從而提高工作效率,減少停電時(shí)間。

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