微型千斤頂的研究

【摘要】在電力系統中開關機箱內部的斷路器的作用非常重要，其是實現對整個轄區進行電力傳輸以及電力配送的關鍵控制單元。由于傳統的機械式的斷路器的機箱內部結構使得其在使用的過程中極易發生損壞，所以要對斷路器機箱進行經常性的檢查，然后對檢查過程中發現的形變以及損壞的元件要及時的進行更換，以避免在進行斷路器聯動的過程中造成斷路器系統的誤操作進而造成電力系統的故障，但是由于機箱內部空間狹小無法使用傳統的微型千斤頂進行元件更換作業所以本文對開關機箱內部能夠使用的千斤頂進行了相關的研究。

【關鍵詞】電力系統;開關機箱;斷路器;元器件更換;微型千斤頂

1.引言

在電力系統中斷路器是對電力配送進行控制最為基本的單元，斷路器對于電力的傳輸配送起著中轉站的重要角色。目前安裝斷路器的機箱內部的結構一般是機械式的，所以在斷路器使用的過程中，經過長時間的使用其內部的機械元器件會發生變形甚至是發生損壞，這些機械元件單元組合在一起起著對電力系統進行控制的基本作用，一旦其中的某個聯動的元件出現故障，那么在對電力系統進行控制的過程中出現聯動故障的概率就比較高，所以對出現形變或者損壞的元件要及時更換，但是內部空間狹小無法使用傳統的千斤頂來對上述形變的器件進行更換作業，本文基于該問題背景，對在狹小空間內部能夠使用的千斤頂進行了相關的研究。開關斷路器機箱如圖1所示從圖1中可以看出開關機箱空間大小大致的在幾十厘米乘以幾十厘米，如果要對機箱內部形變或者損壞的器件進行更換首先來講必須先要借助千斤頂，但是這么狹小的空間確實無法利用傳統的千斤頂進行更換作業，必須設計一種能夠在機箱內部這種狹小的空間內能夠使用的微型的千斤頂。

圖1 斷路器開關機箱

2.斷路器機構箱內設備現狀

目前在我國很多的變電站以及變電所所使用的斷路器基本上都是機械式的，其聯動裝置在沒有相關的保護措施下極易發生腐蝕，氧化，變形甚至是損壞等一系列的問題，由于斷路器的聯動裝置發生損壞而引發的電路故障隱患屢見不鮮，220kV信都變電站由河南平高集團有限公司生產的35kV斷路器，在經過10年的運行時間后已經進入設備的“衰老期”，特別是機構的傳動部位容易出現氧化和變形的情況，這樣不得不對開關機構進行更換傳動元件和調整連桿處理。其傳動部位出現的問題如圖2所示，從圖2中可以較為明顯的看出，聯動裝置之間相互連接的螺絲由于長期的傳動以及負重已經發生嚴重的形變，這會使得該斷路器在很大程度上出現傳動上的故障隱患，另外在淺藍色所標記的方框內部可以較為清楚的看到聯動裝置的聯動臂掛接已經開始發生脫落，脫落后那么聯動裝置在傳動的過程中就會失效，失效之后就會引發斷路器聯動系統的故障，所以要對斷路器機箱進行時常的檢查以避免斷路器故障所引發的電力系統的故障，但是問題隨之又出現了由于開關機箱內部內部空間較為狹小無法利用傳統的千斤頂來施展作業對損壞或者變形的元器件進行更換。所以筆者根據自身多年的工作經驗設計了一種微型的千斤頂可以在開關機箱的內部來對形變脫落的元器件進行更換作業。

圖2 斷路器開關箱內部存在的問題

3.微型千斤頂的設計

首先如果研制一種微型千斤頂那么就要確定該千斤頂的型號功能，由于本文所研究的千斤頂使其能在狹小的空間內將物體頂起，并且在斷路器機構內，輕易就能將生銹的、無法拔出的插銷頂出來。針對機構類型多樣化的特點，目前市面上已經具有比較成熟的微型的千斤頂，但是無法應用在開關機構箱內部的原因除了空間狹小之外還有一個非常重要的原因就是其能夠實現的功能較為單一，不能夠完成開關機箱狹小空間內更換作業，所以所研制的微型千斤頂還要能夠滿足上述所講的不僅能夠將重物頂起還能夠將生銹腐蝕無法插拔的插銷進行拔出，所以要在現在微型千斤頂的基礎上對傳統的微型千斤頂進行適當的改進以能夠實現上述兩項最為基本的功能。

3.1 測量插銷與底座之間的縫隙距離，準確選用微型千斤頂的尺寸

對微型千斤頂進行改進工作首先要對插銷以及底座之間的縫隙進行規格的測量，這樣可以以此選擇千斤頂的規格，千斤頂的規格過大或者過小都無法在該狹小的空間內部工作。如果規格過大那么會因為空間的狹小使得千斤頂根本計入不了縫隙之間去，如果過小就可能千斤頂在狹小的空間內仍然達不到頂起重物的要求。所以所要基于改進的微型千斤頂一定要選好型號。將微型千斤頂放在底座上，緩慢逼緊微型千斤頂上的行程螺絲。然后將微型千斤頂放置于開關機箱內部的底座上，然后對準開關機箱內部已經發生形變的形成螺絲，通過不斷的升高千斤頂來頂出已經發生形變的行程螺絲。讓微型千斤頂的頂帽對準插銷的一頭，繼續利用棘輪機構逼緊微型千斤頂上的行程螺絲。根據上述的作業情形可以在微型千斤頂的上部安裝一些相應的螺母，來使得微型的千斤頂能夠套牢發生形變的螺絲，并通過千斤頂的作用將上述的發生形變的螺絲頂出，然后利用千斤頂本身的作用就可以將上述發生脫落的機械臂關節元件頂出，對微型千斤頂進行改進的設計方案如下圖3所示。從圖3可以看出為了拔出發生形變的螺絲，筆者還在千斤頂了焊制了不同型號的螺絲，通過千斤頂的上升作用將千斤頂上的螺絲旋進螺孔就能夠將發生損壞的螺絲進行頂出。同時發生脫落的機械臂關節也可以利用上述加裝在微型千斤頂上的螺絲進行旋進而將脫落的機械臂取下。

3.2 相關的實驗測試

本文筆者在對上述微型千斤頂結合自身的工作實際進行改進之后對改進后的微型千斤頂是否能夠順利應用在開關機箱內部，能夠順利完成發生形變的元器件的更換的工作本文做了相關的實驗，通過對于筆者工作變電站的數個斷路器機箱內部發生老化形變損壞的元器件的相關作業，實驗發現本文所改進后的微型千斤頂能夠較好的適應于本文所測試的所有的開關機箱，能夠對所有的開關斷路器發生故障的聯動裝置進行作業，在作業過程中不僅能夠發揮其頂起重物的最為基本的作用，并且在對上述測試過程中微型千斤頂上所加裝的螺絲能夠很好完成頂出發生形變的螺絲以及發生脫落的機械臂等功能達到了筆者所改進上述微型千斤頂預期的目的。

圖3 微型千斤頂設計圖

4.結束語

由于開關機箱內部的斷路器在經歷長時間的使用過程中會發生磨損，磨損之后斷路器上的傳遞裝置部分元器件會發生不同程度的形變甚至是損壞，這使得斷路器在發生動作進行傳動的過程中極容易發生傳動的故障進而可能會造成電力系統的故障，這是一個不小的隱患，但是由于開關機箱已經安裝好，且機箱內部空間狹小很難在其內部對發生形變或者發生損壞的器件進行更換作業，基于這個問題筆者將微型千斤頂進行重新的設計與改進使得其能夠在開關機箱內部頂起重物也可以利用其上加裝的螺絲來對開關機箱內部發生形變的螺絲進行更換的作業，并且經過相應的實驗測試表明，改進后的微型千斤頂能夠適應絕大多數變電站斷路器機箱內部中的相關的零件更換作業，并且取得了較好的效果節省了人力物力，大大提升了工作的效率。

參考文獻

[1]謝海東，余巖.新型臥式螺旋千斤頂動力學研究[J].精密成型工程，2012（3）：51-54.