變電站繼保試驗線收線工具的設計與應用

藍運河 鄺若簫 江匯

摘要：為提高變電站繼電保護人員對二次設備的驗收、維護效率，設計了一款便攜式雙向卷揚型試驗線收線工具，它能在日常使用中實現雙向出線、自動鎖止、自動收線的功能，具有收線快、便于存放和攜帶的特點，解決了采用傳統收線方式時出現的收線效率低、形態不整、不便攜帶等難題，有利于繼電保護人員在高強度的試驗維護工作中節省寶貴的時間。該收線工具在繼電保護試驗領域具有廣泛的應用前景。

關鍵詞：繼電保護;試驗線;收線工具;自動收線

0? ? 引言

隨著電網的不斷發展，越來越多的變電站需要繼電保護人員去驗收和維護;同時，電網公司提出的“精益管理”理念要求繼電保護人員以更高的效率進行日常維護和驗收工作。目前定檢和驗收前準備試驗線時均采取手工展開和卷收方式，由于標準和個人習慣難以統一，經常出現各種形態的卷收效果，這無論對于存儲搬運還是插接測試儀和保護裝置，都帶來了很多不便。基于該背景設計的便攜式雙向卷揚型試驗線收線工具，能有效解決上述難題，它通過彈簧提供扭矩，并加以適當的阻尼系數，讓試驗線能在兩端分別收放自如地伸縮，一端接試驗儀，一端接保護裝置。在拉伸到所需長度后，行程卡扣自動鎖止，此時不對試驗線受力。在需要收回試驗線的情況下，按下收線按鈕，即可解除行程卡扣對試驗線的鎖止，裝置里面的彈簧帶動轉軸有序回收試驗線。其中，試驗線在裝置內部通過一個共軸不共圓的滾輪實現兩端異步收線，更加方便了現場的實際操作。由于試驗線整齊地蜷縮于收線工具內，收好后工具所占空間很小，便于存放和攜帶，具有便攜性，方便了繼電保護人員平時搬運工具。

1? ? 設計方案

本設計應用于變電站設備輔助工具的技術領域，涉及一種試驗線雙向收線裝置，包括殼體、卷簧、收線滾軸、試驗線和鎖止組件等，零件示意圖如圖1所示。殼體中部設有中心軸，殼體對稱的端部設有第一出口和第二出口，卷簧套一端卡在中心軸上，另一端卡在收線滾軸套內側，收線滾軸分為第一滾軸半體和第二滾軸半體，第一滾軸半體和第二滾軸半體共軸疊置，試驗線為一組集成排式三相四線制試驗線，在卷收狀態時，其兩端分別纏繞于第一滾軸半體和第二滾軸半體，試驗線兩端纏繞方向一致，兩端分別從第一出口和第二出口導出，在殼體的第一出口和第二出口處設有鎖止組件，裝配示意圖如圖2所示。

本試驗線雙向收線裝置的試驗線與收線滾軸一體成型，第一滾軸半體直徑為第二滾軸半體直徑的2倍。第一滾軸半體和第二滾軸半體設有軸向的線孔，線孔用于試驗線從第一滾軸半體轉換至第二滾軸半體纏繞時通過。卷簧外端卡在弧形卡板的端部。在放線時，由于第一滾軸和第二滾軸的直徑不同，在相同角速度之下的兩個滾軸半體在同一時間收放線長度之比等于兩個滾軸的直徑比。直徑較小的一側放線較短，直徑較大的一側放線較長，滿足了實際使用中試驗儀側需短線，被測設備側需長線的要求。

在滾軸內側設有弧形卡板，弧形卡板與滾軸形成通道，線孔和通道配合，用于試驗線從第一滾軸半體轉換至第二滾軸半體纏繞時通過。在本次設計中，試驗線在纏繞時，可先通過第一滾軸半體的線孔從第一滾軸半體表面進入通道，然后再通過第二滾軸半體的線孔穿出至第二滾軸半體的表面，然后兩端分別纏繞在第一滾軸半體和第二滾軸半體，如此可使試驗線的纏繞方式更為穩定，不易在收線滾軸上脫落，并且充分利用滾軸內部空間，提高了空間的利用率。

鎖止組件包括鎖止塊、弧形連接片和解除鎖止按鈕，鎖止塊和弧形連接片位于殼體內部，解除鎖止按鈕位于殼體外部，殼體的出口處設有供解除鎖止按鈕滑動的滑槽，按鈕設在滑槽遠離試驗線的一側，解除鎖止按鈕端部穿過滑槽和弧形連接片的第一端連接，弧形連接片的第二端和鎖止塊的第一端鉸接，鎖止塊為V字形結構，其中部與殼體可轉動連接，第二端在鎖止時將試驗線抵在殼體上。當需要收線時，滑動解除鎖止按鈕，通過弧形連接片解除鎖止塊對試驗線的抵壓作用，此時內部卷簧的彈性勢能釋放，帶動兩個收線滾軸半體進行收線。殼體的上下半部為圓角矩形結構，下半部的底面設有橡膠層。矩形結構的底面可以平穩放在地面上，方便收放線，設有橡膠層可起到耐磨和固定的作用。

2? ? 應用

使用試驗線時，可從兩端拉出試驗線，試驗線收線滾軸轉動，收線滾軸帶動卷簧圍繞中心軸壓縮，從而產生彈性勢能，當拉伸至需要的長度后，利用鎖止組件鎖緊試驗線，卷簧對試驗線不再受力。當需要收集試驗線時，解除鎖止組件，卷簧的彈性勢能釋放，帶動收線滾軸進行收線。本設計可以實現自動雙向收納試驗線，快捷方便，有效利用了空間，使用時無需再將試驗線全部展開，提高了工作效率。現場應用圖如圖3所示。

對傳統收線方式與本設計收線方式進行對比，將一組試驗線從普通線箱中取出展開與試驗完成后收至線箱時間進行累積，發現長達2.5 min左右;而采用該收線工具后，累積時間可降至1.5 min，至少縮短了40%的時間，有效提高了工作效率。當一次定檢或整個變電站驗收過程中同時用到幾組試驗線時，則可累積節省更多的時間，為電網的復電與投運工作爭取寶貴的時間。

3? ? 結語

該收線工具能夠有效代替傳統的人工收線方式，解決了試驗線收納耗時、形態不整、不便攜帶等問題;同時，通過不同于普通收線工具的內部優化設計與一體化成型打造，有效貼合了當前實際的作業環境，在變電站快節奏、高要求的驗收維護中，發揮了至關重要的作用，在電網不斷發展壯大、繼電保護人員工作量日益增加的背景下，有效節省了時間和人力資源。

[參考文獻]

[1] 陳晶晶，何文豐，孫發第，等.電線切剝機自動收線系統的設計和開發[J].安順學院學報，2014，16（2）：127-129.

[2] 王群.微細漆包線全自動收線裝置探析[J].科技經濟導刊，2018（22）：34.

[3] 揭毅，林明偉，梁增杰.快速收放型線盤的研制與應用[J].機電信息，2017（36）：59-60.

收稿日期：2019-12-16

作者簡介：藍運河（1994—），男，廣東陽春人，助理電氣工程師，研究方向：繼保自動化。