高壓隔離開(kāi)關(guān)遙控多功能檢修裝置的研制與開(kāi)發(fā)

摘要：通過(guò)對(duì)變電站不同接觸方式的高壓隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行研究分析，設(shè)計(jì)了一種高壓隔離開(kāi)關(guān)遙控多功能檢修裝置。該裝置能夠在地面遙控，操作方便，檢修試驗(yàn)可靠到位，從而可以保證人身、設(shè)備安全，提高檢修工作效率。

關(guān)鍵詞：高壓隔離開(kāi)關(guān)；遙控；多功能；檢修裝置

作者簡(jiǎn)介：莊建煌（1974-），男，福建莆田人，福建省電力有限公司莆田電業(yè)局，高級(jí)工程師，高級(jí)技師。（福建 莆田 351100）王銳鳳（1981-），女，福建泉州人，福建省電力有限公司泉州電力技能研究院，講師。（福建 泉州 362021）

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）26-0220-03

高壓隔離開(kāi)關(guān)遙控多功能檢修裝置主要是由遙控多功能試驗(yàn)裝置及遙控打磨裝置組成。試驗(yàn)裝置可適合不同隔離開(kāi)關(guān)的接入口方式，通過(guò)高強(qiáng)度絕緣管延長(zhǎng)裝置可直接在地面操作，裝置由電池供電，免去煩瑣的接線；同時(shí)，工作人員可在地面通過(guò)無(wú)線的方式控制，既提高了工作效率又保障了工作人員的安全。該試驗(yàn)裝置可以除去接觸面表面的污漬，同時(shí)接觸之間牢靠，試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。而打磨裝置主部件以0°～180°可旋轉(zhuǎn)方式安裝，方便不同方式隔離開(kāi)關(guān)的打磨清掃；只需將多功試驗(yàn)裝置換下，通過(guò)高強(qiáng)度絕緣管及遙控器，檢修人員可無(wú)線控制打磨裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓隔離開(kāi)關(guān)接觸面進(jìn)行清掃及打磨，檢修到位，高低壓隔離安全方便。此裝置也可以運(yùn)用在其他的高壓設(shè)備中，如高壓斷路器、互感器、阻波器、避雷器等。

一、操作桿的設(shè)計(jì)和選用

1.操作桿桿體設(shè)計(jì)

（1）由于需要地面操作，所以桿要求重量輕、體積小，因此采用高強(qiáng)度絕緣空心管，直徑Φ50mm。

（2）桿的連接可取1.0米為單位的絕緣空心管，截取若干根，在桿與桿的端口上安裝連接裝置，也可以通過(guò)大管套小管的方式進(jìn)行伸縮。由于將管分成幾段，需要的時(shí)候?qū)⒐苓B接起來(lái)，不需要的時(shí)候旋下來(lái)，收到儀器箱里面，便于攜帶。如圖1所示。

（3）將檢修裝置安裝在絕緣桿的一端，操作時(shí)根據(jù)設(shè)備實(shí)際高度的情況，改變桿的長(zhǎng)度，通過(guò)桿將檢修裝置夾到需要檢測(cè)的隔離開(kāi)關(guān)上，或需要打磨的觸頭上。

2.操作桿桿頭設(shè)計(jì)

為了使檢修裝置便于靈活操作，且適應(yīng)不同角度和不同接入點(diǎn)，在安裝檢修裝置的絕緣管上加工一個(gè)凹狀連接頭，將檢修裝置安裝在凹狀的接頭上，中間通過(guò)中軸連接，調(diào)節(jié)中軸將檢修裝置固定在管上，檢修裝置可以繞著中軸在凹狀的接頭上作180度的旋轉(zhuǎn)，滿足不同角度的測(cè)試接點(diǎn)。如圖2所示。

二、試驗(yàn)裝置的設(shè)計(jì)分析

1.除垢裝置的設(shè)計(jì)分析

（1）不同的隔離開(kāi)關(guān)接入口的方式不一樣，有橫的、豎的、圓的、扁的，大的、小的（如110kV、220kV、500kV）。為了讓試驗(yàn)裝置可靠作用在試品上，使試驗(yàn)出來(lái)的數(shù)值真實(shí)可靠。由于隔離開(kāi)關(guān)暴露在戶外，表面會(huì)形成一層氧化膜，或積累塵埃，而這些都將影響到試驗(yàn)的真實(shí)性，如何排除這些影響試驗(yàn)結(jié)果的因素是需要解決的，也是難點(diǎn)。

（2）為了使試驗(yàn)裝置有良好的接觸，使試驗(yàn)數(shù)據(jù)可靠，因此在裝置中設(shè)計(jì)安裝一排細(xì)鋸齒排，齒排做成活動(dòng)方式，通過(guò)微型電機(jī)帶動(dòng)鋸齒排來(lái)回運(yùn)動(dòng)將表層氧化膜或油漆除去。而微型電機(jī)通過(guò)大容量鋰電池供電，主要考慮到鋰電池質(zhì)量輕、容量大，這樣能夠減輕整個(gè)裝置的重量。鋰電池安裝在連接裝置的絕緣桿頭上，并安裝無(wú)線接收模塊，工作人員通過(guò)手持遙控器來(lái)控制電機(jī)的動(dòng)作，這樣就無(wú)需外接電源，免去煩瑣的拉電接線問(wèn)題，提高工作效率，也方便操作和攜帶。通過(guò)細(xì)鋸齒排的來(lái)回運(yùn)動(dòng)，除去表面污垢，試驗(yàn)裝置就能可靠接觸在金屬導(dǎo)電體上，測(cè)試線接在試驗(yàn)裝置上，這樣就能真實(shí)的測(cè)試出隔離開(kāi)關(guān)接觸情況。如圖3所示。

2.夾緊裝置的設(shè)計(jì)分析

夾緊裝置的設(shè)計(jì)是為了使試驗(yàn)裝置牢靠地固定在接入口，將試驗(yàn)裝置的上夾唇做成固定形式，而把下夾唇做成活節(jié)（如圖4），在下夾唇焊接螺桿，螺桿上旋上帶有齒輪的螺母，在試驗(yàn)裝置的主干上裝上一個(gè)微型馬達(dá)，馬達(dá)上裝有齒輪，通過(guò)控制馬達(dá)的正向反向運(yùn)動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)下夾具的松緊。此過(guò)程也是通過(guò)無(wú)線遙控的方式完成，檢修人員通過(guò)手持無(wú)線遙控器來(lái)控制。如圖4所示。

三、打磨裝置的設(shè)計(jì)分析

打磨裝置設(shè)計(jì)（如圖5），在裝置上安裝微型電機(jī)，電機(jī)用鋰電池供電，并在裝置上安裝無(wú)線接收裝置，用于控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)與停止，并針對(duì)不同的觸頭設(shè)計(jì)不同規(guī)格的打磨輪。根據(jù)開(kāi)口方式更換不同的打磨輪，檢修人員將換好的打磨裝置，伸到需要打磨的觸頭后，通過(guò)手持無(wú)線遙控，開(kāi)啟打磨，主部件以0°～180°可旋轉(zhuǎn)方式安裝，方便不同安裝方式隔離開(kāi)關(guān)的打磨清掃。根據(jù)觸頭表面材質(zhì)和形狀的不同，配有不同材質(zhì)、不同規(guī)格的打磨頭，包括0號(hào)砂紙、羊絨打磨頭、尼絨打磨頭、百葉輪0號(hào)砂紙、棉布等打磨頭。如圖5所示。

四、檢修裝置成果介紹

1.檢修裝置的工作原理

高壓隔離開(kāi)關(guān)遙控多功能檢修裝置是針對(duì)高壓隔離開(kāi)關(guān)高空檢修、試驗(yàn)難、效率低等問(wèn)題，用于方便高壓隔離開(kāi)關(guān)的打磨及高壓開(kāi)關(guān)回路電阻測(cè)試的裝置。針對(duì)不同型號(hào)的開(kāi)關(guān)采用不同的打磨頭，通過(guò)無(wú)線的方式控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而對(duì)高壓隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行打磨。同時(shí)對(duì)不同型號(hào)的開(kāi)關(guān)測(cè)試接口可更換裝置，通過(guò)唇口上的小鋸齒來(lái)回運(yùn)動(dòng)進(jìn)行表層污垢的清除；位于底部的電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)，下夾唇沿著導(dǎo)軌上升，在測(cè)試接口夾緊，然后操作人員可對(duì)高壓隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行接觸電阻的測(cè)試。如圖6所示。

2.檢修裝置達(dá)到的主要技術(shù)指標(biāo)

操作桿的耐壓程度；夾子的結(jié)構(gòu)；微型電機(jī)的結(jié)構(gòu)和安裝方式；夾口的松緊度的控制；去除表面氧化膜或污漬的結(jié)構(gòu)；打磨輪材質(zhì)、磨具的設(shè)計(jì)；工作電壓：DC；環(huán)境溫度：-30℃～+70℃；相對(duì)濕度：≤90%；操作方式：遙控按鍵 ；每節(jié)長(zhǎng)度：1000mm；重量：10kg。

3.檢修裝置系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由絕緣桿、轉(zhuǎn)接頭、打磨頭夾具、打磨頭、減速電機(jī)、鋰電池、無(wú)線接收器、微電腦處理器、遙控器、導(dǎo)軌組成。打磨裝置如圖7所示；試驗(yàn)裝置如圖8所示；整體產(chǎn)品如圖9所示。

4.技術(shù)評(píng)價(jià)

研制的高壓隔離開(kāi)關(guān)遙控多功能檢修裝置采用高強(qiáng)度絕緣管多段連接、多功能遙控試驗(yàn)及全工位打磨技術(shù)，能夠解決多型號(hào)隔離開(kāi)關(guān)導(dǎo)電回路污穢問(wèn)題，同時(shí)適用于高壓斷路器等其他高壓設(shè)備。

該裝置克服了變電站檢修通道、停電范圍、安全距離等限制，尤其適用于高空作業(yè)車輛或檢修平臺(tái)無(wú)法達(dá)到檢修位置的場(chǎng)合，能有效降低一次設(shè)備檢修高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)及作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率。

經(jīng)科學(xué)技術(shù)部西南信息中心查新中心（國(guó)家一級(jí)科技查新咨詢單位）查證表明，該高壓隔離開(kāi)關(guān)遙控多功能檢修裝置在國(guó)內(nèi)還未見(jiàn)相同的報(bào)道。因此屬于國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

五、影響及預(yù)期前景

1.經(jīng)濟(jì)效益

目前，本裝置在填補(bǔ)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的一項(xiàng)空白，從工作效率及風(fēng)險(xiǎn)成本來(lái)看不但提高工作效率，減少高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，而且又能可靠地試驗(yàn)，減少設(shè)備停電時(shí)間。按地市一級(jí)供電企業(yè)計(jì)算，一次減少停電時(shí)間為5小時(shí)，一年按100次計(jì)算，一年至少多供電量300多萬(wàn)度，極大地滿足了地區(qū)社會(huì)工農(nóng)業(yè)和居民的正常用電需求。按每千瓦時(shí)產(chǎn)生5元的產(chǎn)值來(lái)估算，為社會(huì)平均每年多增加工業(yè)產(chǎn)值約1500萬(wàn)元。投入人力、物力（高空作業(yè)車）一次若按節(jié)資5000元，按地市一級(jí)供電企業(yè)一年檢修工作量計(jì)算為100次，可節(jié)資50萬(wàn)元。

2.社會(huì)效益

采用本項(xiàng)目成果后不但提高了工作效率，縮短設(shè)備停電時(shí)間，而且免去攀爬高空作業(yè)的危險(xiǎn)，通過(guò)遙控接觸面除污漬又能確保試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，從而作出準(zhǔn)確的判斷，大大提升檢修的安全性、精確性、可靠性，提高工作效率，保障工作人員的安全，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展和構(gòu)建和諧社會(huì)提供有力支撐。

六、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果介紹

2012年10月16日在變電檢修基地110kV GW16-126型和220kV S3C型刀閘進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，采用百葉輪0號(hào)砂紙磨具打磨處理，并進(jìn)行刀閘接觸電阻測(cè)試。打磨后磨具沒(méi)有出現(xiàn)大的消耗，百葉輪0號(hào)砂紙磨具上沾染部分灰塵，可以清除。檢查被處理觸頭表面灰塵及附著物清除干凈，觸頭表面鍍銀層沒(méi)有任何損傷。接觸電阻測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。（試驗(yàn)日期2012年；環(huán)境溫度33℃；濕度30%）

七、結(jié)束語(yǔ)

研制的高壓隔離開(kāi)關(guān)遙控多功能檢修裝置設(shè)計(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)，能夠消除受變電站檢修通道、停電范圍、安全距離的限制，高空作業(yè)車或檢修升降平臺(tái)有時(shí)不能到達(dá)檢修位置。該裝置可提高工作效率，減少高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，又能可靠地檢修、試驗(yàn)，減少設(shè)備停電時(shí)間，延長(zhǎng)檢修周期，確保設(shè)備使用壽命。本項(xiàng)目核心技術(shù)已取得國(guó)家專利授權(quán)，關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

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（責(zé)任編輯：王祝萍）