郭銳 路嶠 王志童 計(jì)夢(mèng)瑤 張曉峰

在配電網(wǎng)維護(hù)與保養(yǎng)過(guò)程中常常需要進(jìn)行更換，配電站常采用站內(nèi)配件儲(chǔ)存的方式對(duì)斷路器進(jìn)行富余的配備[1]。然而，由于保存方式及條件等客觀限制而容易使得斷路器受到潮濕甚至是浸水等問(wèn)題的困擾，客觀上降低了斷路器的使用壽命，甚至是完全失效。這就需要對(duì)配電站站內(nèi)儲(chǔ)存柜進(jìn)行開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)并進(jìn)行進(jìn)一步的規(guī)范化管理。

一、多功能備用開(kāi)關(guān)柜的功能需求分析

（一）開(kāi)關(guān)儲(chǔ)存現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

在配電網(wǎng)維護(hù)的過(guò)程中所需要的斷路器一般采用原地存儲(chǔ)或集中存儲(chǔ)等兩種方式來(lái)予以實(shí)現(xiàn)。原地存儲(chǔ)則主要針對(duì)于具有室內(nèi)條件的配電站，在配電站室內(nèi)規(guī)劃一定的區(qū)域?qū)Π〝嗦菲髟趦?nèi)的常用元器件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)，施工人員根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)選取使用，當(dāng)配貨存量不足時(shí)由大庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)配[2]；集中存儲(chǔ)主要是指以縣級(jí)或以上配電網(wǎng)管理部門(mén)為主體建立集中備料儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)，當(dāng)維養(yǎng)過(guò)程中需要使用或更換斷路器時(shí)由現(xiàn)場(chǎng)施工人員提出使用需求，由大庫(kù)統(tǒng)一調(diào)配相關(guān)的物資，再由施工人員領(lǐng)取并帶到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行更換與使用。由于集中存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)建設(shè)規(guī)模較大、投資較高，進(jìn)而能夠有效保障存儲(chǔ)的合規(guī)性，對(duì)元器件的使用壽命沒(méi)有明顯影響，而部分開(kāi)閉站配電室采用室內(nèi)原地存儲(chǔ)的方式對(duì)包括斷路器在內(nèi)的常見(jiàn)元器件進(jìn)行存儲(chǔ)。

（二）功能需求分析

基于實(shí)際的功能規(guī)劃以及現(xiàn)場(chǎng)施工需求，多功能存放柜在具體的設(shè)計(jì)中需要具有如下的基本功能。第一，多功能存放柜需要具有除濕功能。電氣開(kāi)關(guān)對(duì)于存儲(chǔ)條件中的空氣濕度較為敏感，如果濕度過(guò)大容易產(chǎn)生銹蝕，進(jìn)而影響開(kāi)關(guān)的靈敏度甚至是增加額外的電阻，產(chǎn)生發(fā)熱、跳電等故障。該功能需要通過(guò)安裝智能除濕器來(lái)予以實(shí)現(xiàn)，設(shè)定溫度和濕度的動(dòng)作參數(shù)，通過(guò)除濕器的傳感器探頭，除濕器液晶屏顯示柜內(nèi)實(shí)時(shí)溫度和濕度，從而實(shí)現(xiàn)濕度與溫度直觀可調(diào)，避免斷路器受潮腐蝕老化短路。第二，多功能存放柜需要具有防塵功能。現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)存條件下的安裝條件較為惡劣，周?chē)h(huán)境更容易產(chǎn)生灰塵。在具體的實(shí)現(xiàn)方面可以通過(guò)“兩步走”的方式來(lái)進(jìn)行：其一是在多功能存放柜柜門(mén)裝有密封條，進(jìn)行防塵保護(hù)；其二是利用獨(dú)立包裝對(duì)其內(nèi)存儲(chǔ)的開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行包裹。通過(guò)上述兩種方式能夠?qū)⒎缐m效果提高到最大。第三，多功能存放柜需要具有試驗(yàn)便捷性。在具體的實(shí)現(xiàn)層面上，多功能存放柜后部裝有斷路器觸頭盒，備用開(kāi)關(guān)斷路器通過(guò)底盤(pán)車(chē)可搖至工作位，動(dòng)觸頭和靜觸頭連接，斷路器做特性試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)人員操作方便。第四，多功能存放柜需要具有轉(zhuǎn)運(yùn)便捷性。開(kāi)關(guān)在安裝過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)搬運(yùn)與轉(zhuǎn)移，這一過(guò)程需要不斷地調(diào)整轉(zhuǎn)運(yùn)小車(chē)的高度以適應(yīng)安裝高程。多功能存儲(chǔ)柜在設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)該對(duì)高度設(shè)置進(jìn)行有效的關(guān)注。

二、產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

結(jié)合多功能備存放柜的實(shí)際需求以及配電站現(xiàn)場(chǎng)配件的存儲(chǔ)規(guī)范，在多功能備存放柜的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過(guò)程中主要包括了內(nèi)外箱尺寸設(shè)計(jì)、試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)以及除濕系統(tǒng)設(shè)計(jì)等三項(xiàng)主要內(nèi)容，其他諸如承重結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)輪、電源等并非本文研究的重點(diǎn)[3]。

（一）內(nèi)外箱尺寸設(shè)計(jì)

內(nèi)外箱尺寸設(shè)計(jì)主要是指對(duì)箱體外部尺寸及內(nèi)部空間進(jìn)行設(shè)計(jì)與規(guī)劃。在外部尺寸上，柜體的總體規(guī)格為800*687*1500cm，側(cè)上部安裝觸頭盒，向外延伸30*687*50cm。在內(nèi)部空間上，存儲(chǔ)柜分為上下兩層結(jié)構(gòu)。其中上層結(jié)構(gòu)尺寸為800*687*700cm，為除濕防塵室，正向柜門(mén)配備提拉式門(mén)鎖把手，并配備密封膠墊，隔絕空氣的流通，以達(dá)到防濕、防塵的目的，底部隔板除了與除濕器連通之外，同樣采用密封布局的方式進(jìn)行構(gòu)建。下層結(jié)構(gòu)尺寸為800*687*800cm，為開(kāi)放存儲(chǔ)空間，可以用于存儲(chǔ)部分對(duì)于存儲(chǔ)條件無(wú)特殊要求的元器件和基本維養(yǎng)工具。同時(shí)，下層柜體內(nèi)置了除濕器，可以用于存儲(chǔ)需保持干燥的元器件，并保障其自身散熱的有效性，避免溫度過(guò)高。在具體的設(shè)計(jì)安排中，內(nèi)部頂部?jī)?nèi)置一臺(tái)除濕器，側(cè)面外壁以及底部開(kāi)設(shè)散熱孔，同時(shí)預(yù)留帶3C認(rèn)證的鋼化玻璃作為觀察口，可以用于觀察除濕器的工作狀態(tài)并進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置。存儲(chǔ)柜底部在四個(gè)角落分別安裝有直徑為10cm的帶有剎車(chē)的萬(wàn)向轱轆，用于柜體的整體移動(dòng)與固定。除此之外，在非觀察口的側(cè)面安裝有接地螺栓在必要時(shí)可以將柜體與墻面進(jìn)行固定，提高固定強(qiáng)度。具體設(shè)計(jì)如圖1所示。

圖1 內(nèi)外箱尺寸及設(shè)計(jì)圖

（二）試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)

試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)的核心在于可以在不移動(dòng)或不大范圍移動(dòng)備用開(kāi)關(guān)的情況下，對(duì)開(kāi)關(guān)的有效性進(jìn)行測(cè)試。總體的設(shè)計(jì)思路是開(kāi)關(guān)在存儲(chǔ)柜中以預(yù)安裝的方式進(jìn)行存儲(chǔ)，既開(kāi)關(guān)以安裝非固定的方式連接在箱體預(yù)留的開(kāi)關(guān)接口處，在存儲(chǔ)柜外側(cè)提供2組安裝觸頭盒。值得注意的是，按照設(shè)計(jì)的目的性要求，該存儲(chǔ)柜可以對(duì)6組開(kāi)關(guān)進(jìn)行同時(shí)存儲(chǔ)，試驗(yàn)是可以按照不同的跨接方式對(duì)不同開(kāi)關(guān)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，在施工人員需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)設(shè)備僅需要通過(guò)與觸頭盒進(jìn)行連接便可以構(gòu)建試驗(yàn)通路，對(duì)開(kāi)關(guān)的有效性進(jìn)行試驗(yàn)與評(píng)價(jià)。此種設(shè)計(jì)方式極大地降低了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的人工需求，并有效地縮短了所需時(shí)間。與此同時(shí)，由于試驗(yàn)中不需要搬動(dòng)開(kāi)關(guān)設(shè)備，也不需要進(jìn)行二次連接，既保障了現(xiàn)場(chǎng)操作人員的生產(chǎn)安全，又能夠避免可能會(huì)對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備造成的損傷。具體的連接方式設(shè)計(jì)要點(diǎn)如圖2所示。

圖2 試驗(yàn)裝置連接設(shè)計(jì)圖

（三）除濕系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為保障上層箱體內(nèi)的除濕效果，本設(shè)備在下層箱體中內(nèi)置了除濕器一臺(tái)。根據(jù)存儲(chǔ)箱體的尺寸與除濕需求，除濕器選擇工業(yè)級(jí)小型除濕器沃頓WT-H500（該設(shè)備由深圳市沃頓電氣技術(shù)有限公司提供）。該除濕器能夠的啟動(dòng)功率為15W，能夠有效對(duì)3立方米內(nèi)的密閉空間中的空氣水分進(jìn)行去除，除濕器通過(guò)密封軟管與上層儲(chǔ)存空間連接，并將空氣濕度感應(yīng)器采用外接的方式內(nèi)置于上層存儲(chǔ)空間底部。排水管以軟管形式經(jīng)由側(cè)面散熱孔伸出，接入放置在存儲(chǔ)柜邊緣的塑料桶內(nèi)，防止排水對(duì)配電站內(nèi)其他裝置可能產(chǎn)生的危害。其內(nèi)的水分一般經(jīng)自然蒸發(fā)而去除，如果存在存水則可以由現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行清理。該款除濕器內(nèi)部整合了空氣濕度檢測(cè)、自動(dòng)啟動(dòng)等智能功能，故而對(duì)于除濕功能不需要進(jìn)行二次設(shè)計(jì)。同時(shí)，針對(duì)除濕器的應(yīng)用特征在安裝時(shí)與其與側(cè)柜的鋼化玻璃觀察口之間的高度進(jìn)行對(duì)其安裝，方便現(xiàn)場(chǎng)操作人員對(duì)除濕器進(jìn)行操作并對(duì)其工作狀態(tài)進(jìn)行觀察。

三、產(chǎn)品應(yīng)用效果與優(yōu)勢(shì)分析

（一）產(chǎn)品應(yīng)用及效果

本設(shè)備并不需要現(xiàn)場(chǎng)安裝，應(yīng)用較為簡(jiǎn)便。在具體的配變電站應(yīng)用中，僅需要將箱體設(shè)備整體運(yùn)輸至存儲(chǔ)場(chǎng)地，按照開(kāi)關(guān)安裝高度施工建設(shè)高程臺(tái)，后將設(shè)備放置其上進(jìn)行固定后接通電源便可以投入使用。依次按需求將包括開(kāi)光裝置的配變電站需求常備配件放置其中，設(shè)置適宜的濕度閾值（一般為系統(tǒng)默認(rèn)參數(shù)），緊閉設(shè)備外門(mén)后便可[4]。

從上述的安裝與應(yīng)用過(guò)程中不難發(fā)現(xiàn)，該設(shè)備的使用較便捷，首次布置由于需要涉及設(shè)備的運(yùn)輸與固定的操作，一般需要4個(gè)人工進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作。而后續(xù)對(duì)于配件的取用與補(bǔ)充則僅需要1名現(xiàn)場(chǎng)操作人員，考慮到配電站維養(yǎng)與安全生產(chǎn)要求也僅需要2名操作人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)操作便可。為了進(jìn)一步證明，本設(shè)備的有效性，本文在實(shí)際布置應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對(duì)其存儲(chǔ)有效性、應(yīng)用便捷性以及操作人員滿(mǎn)意性等三個(gè)方面對(duì)其應(yīng)用效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中存儲(chǔ)有效性以開(kāi)關(guān)設(shè)備是否失效為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，便捷性以及滿(mǎn)意性指標(biāo)以現(xiàn)場(chǎng)操作人員的現(xiàn)場(chǎng)評(píng)分為準(zhǔn)。其中0分為十分不便/不滿(mǎn)意，10分為十分便捷/滿(mǎn)意。在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，在全省范圍內(nèi)共布置多功能備存放柜一百臺(tái)，其中有83臺(tái)涉及相關(guān)的維養(yǎng)操作，可以作為評(píng)價(jià)標(biāo)的納入其中，具體結(jié)果如下表所示：

由表1中的結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，利用多功能備存放柜對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備進(jìn)行存儲(chǔ)，全部開(kāi)關(guān)均保存良好，未出現(xiàn)失效與損壞的情況；針對(duì)便捷性的評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，現(xiàn)場(chǎng)操作人員對(duì)于便捷性的評(píng)分最低分為7分，最高分為10分，平均分為9.1分，方差為0.46。這一結(jié)果表明絕大部分現(xiàn)場(chǎng)施工人員認(rèn)為多功能備存放柜的使用較為便捷，能夠顯著的提高工作效率，并保障施工安全。其中針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的便捷性提高最為顯著；在滿(mǎn)意度方面，評(píng)分最低分為6分，最高分為10分，平均分為8.3分，方差為0.67。該結(jié)果表明大部分員工均對(duì)多功能備存放柜的應(yīng)用表示滿(mǎn)意，尤其是針對(duì)利用小車(chē)進(jìn)行開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)移環(huán)節(jié)的滿(mǎn)意度最高，也有部分員工認(rèn)為現(xiàn)場(chǎng)存儲(chǔ)不利于配電站內(nèi)的空間布局，進(jìn)而存在一定程度的滿(mǎn)意度下降。

表1 多功能備存放柜應(yīng)用效果評(píng)價(jià)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

（二）產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)分析

本產(chǎn)品的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。一是應(yīng)用便捷。采用萬(wàn)向輪的方式對(duì)其進(jìn)行構(gòu)建，對(duì)于多功能柜體的首次布置與后續(xù)的可能移動(dòng)提供了有效的便捷性。萬(wàn)向輪自帶剎車(chē)鎖死功能，在布置完成后，如果地面平緩則可以采用萬(wàn)向輪自帶的剎車(chē)功能予以固定，如果現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較為惡劣，還可以通過(guò)固定螺栓的方式將柜體與墻體進(jìn)行固定；二是試驗(yàn)便捷。在轉(zhuǎn)運(yùn)及安裝實(shí)際操作中，能夠利用外部接口直接進(jìn)行有效性試驗(yàn)，進(jìn)而保障了設(shè)備在安裝后的有效性與可靠性，同時(shí)避免了試驗(yàn)過(guò)程中的拆裝，提高了試驗(yàn)的效能；三是免維養(yǎng)性。在維養(yǎng)上，除濕系統(tǒng)具有自動(dòng)報(bào)警功能，如果出現(xiàn)故障或上層存儲(chǔ)空間空氣濕度超出范圍則會(huì)自動(dòng)報(bào)警。其他設(shè)備的維護(hù)上除了出現(xiàn)人為或不可抗力的損壞外，密封膠條的使用壽命在5年以上，僅需要定期進(jìn)行更換便可保障多功能柜的長(zhǎng)期有效。

總結(jié)

針對(duì)需求與現(xiàn)實(shí)之間的不匹配，本文開(kāi)發(fā)了一款具有除濕功能的密封多功能存儲(chǔ)柜，詳細(xì)介紹了此種設(shè)備的功能需求、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，并采用現(xiàn)場(chǎng)布置測(cè)試試驗(yàn)的方式對(duì)其有效性、便捷性與滿(mǎn)意度等指標(biāo)進(jìn)行分析；與此同時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工人員的反饋，該設(shè)備投入使用后，能夠提高現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的效能，降低人工投入，在便捷性以及滿(mǎn)意度方面取得了優(yōu)異的成績(jī)。通過(guò)本文的研究認(rèn)為除濕條件下配電網(wǎng)多功能備存放柜具有較高的推廣與應(yīng)用價(jià)值。