轉(zhuǎn)動硬壓板兩接線柱鎖母快速投退裝置的智能化設(shè)計

劉開貴

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司汕尾供電局，廣東汕尾516600）

0 引言

繼電保護(hù)裝置硬壓板包括功能壓板、出口壓板、備用壓板以及檢修壓板。其中，功能壓板實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置主保護(hù)、距離保護(hù)、零序保護(hù)等功能的投退。出口壓板根據(jù)保護(hù)動作出口結(jié)果和作用對象不同，可分為跳閘出口壓板和啟動壓板。跳閘出口壓板直接作用于本開關(guān)或聯(lián)跳其他開關(guān)；啟動壓板作為其他保護(hù)開入之用，如失靈啟動壓板、閉鎖備自投壓板等。檢修壓板投入后，保護(hù)裝置將其上送的事件報文屏蔽，但對裝置間的信息傳遞無影響。智能變電站發(fā)展對繼電保護(hù)裝置硬壓板的智能化管理提出了更高要求，需要繼保人員、運(yùn)行人員共同承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。硬壓板如果誤操作，保護(hù)裝置將失去保護(hù)作用，嚴(yán)重時會造成區(qū)域停電故障[1]。

保證硬壓板的正確操作對于電力行業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行極其重要，也是保障電網(wǎng)安全運(yùn)行的一道重要防線。文獻(xiàn)[2]研制的保護(hù)壓板快速測量裝置是根據(jù)跳閘出現(xiàn)的壓板電位相關(guān)變化，嘗試研制的一個測量跳閘出口壓板的實(shí)際裝置，該裝置操作方法相對復(fù)雜。

針對運(yùn)行人員或繼保人員頻繁操作硬壓板存在觸電風(fēng)險等問題，在原轉(zhuǎn)動硬壓板兩接線柱鎖母手動快速投退裝置改良的基礎(chǔ)上，本文利用CAD軟件智能化設(shè)計了一種轉(zhuǎn)動硬壓板兩接線柱鎖母快速投退裝置并應(yīng)用于變電站，操作方法相對簡單，且電動模式相比于手動模式更加省力、快捷，可實(shí)現(xiàn)硬壓板投退電動化。

1 基本結(jié)構(gòu)原理

常規(guī)擰接式硬壓板結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，目前在技術(shù)手段上難以克服人員直接用手頻繁擰緊或旋松硬壓板兩接線柱鎖母所造成的手指疼痛和效率低下等問題，所以迫切需要研制一套轉(zhuǎn)動硬壓板兩接線柱鎖母快速投退的新裝置來攻克上述技術(shù)上的盲區(qū)。

圖1 常規(guī)擰接式硬壓板結(jié)構(gòu)示意圖

轉(zhuǎn)動硬壓板兩接線柱鎖母快速投退裝置的智能化設(shè)計的基本結(jié)構(gòu)包括板頭套筒、環(huán)形連接件和用于連接安裝在電動扳手輸出軸上的電動操作部件長手柄。

板頭套筒呈內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)，板頭套筒的一端內(nèi)壁設(shè)有用于套接硬壓板兩接線柱鎖母的梅花狀螺紋，板頭套筒的另一端固定連接有環(huán)形連接件。環(huán)形連接件遠(yuǎn)離板頭套筒的一端可拆卸連接于電動操作部件長手柄上。板頭套筒的直徑從設(shè)有梅花狀螺紋的一端至連接有環(huán)形連接件的一端逐漸增大。板頭套筒和環(huán)形連接件之間通過螺紋連接。環(huán)形連接件和電動操作部件長手柄之間通過螺紋連接。

電動操作部件長手柄安裝在電動扳手輸出軸上，通過操作電動扳手旋轉(zhuǎn)帶動電動操作部件長手柄轉(zhuǎn)動，利用梅花狀螺紋擰緊或旋松硬壓板兩接線柱鎖母。其電動模式相比于手動模式更加省力、快捷，可實(shí)現(xiàn)硬壓板投退的電動化。

2 轉(zhuǎn)動硬壓板兩接線柱鎖母快速投退裝置的智能化設(shè)計

近年來國家大力提倡“堅強(qiáng)智能電網(wǎng)”建設(shè)和調(diào)控一體化戰(zhàn)略，該戰(zhàn)略指導(dǎo)方針要求變電站內(nèi)所有設(shè)備均可控可測，電力壓板也需要適應(yīng)發(fā)展需求實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控[3-4]。因此，電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對智能遠(yuǎn)方投退壓板的需求越來越迫切。

文獻(xiàn)[5]針對重合閘軟壓板的投退操作變得越來越頻繁的問題，為了提高調(diào)度監(jiān)控人員對重合閘軟壓板信號監(jiān)視力度及遠(yuǎn)方投退操作的工作效率，降低調(diào)度員填寫重合閘軟壓板投退日志的復(fù)雜度，同時減輕自動化運(yùn)行維護(hù)人員繪制壓板狀態(tài)圖的工作強(qiáng)度，開發(fā)了一種基于E8000平臺的重合閘軟壓板集中監(jiān)控工具，但該工具缺乏考慮重合閘硬壓板的投退操作需求。

文獻(xiàn)[6]為了提高壓板位置監(jiān)測及遠(yuǎn)方遙控投退壓板的自動化水平，對電動壓板進(jìn)行了深入研究，將傳統(tǒng)硬壓板無縫改造為兼?zhèn)潆p確認(rèn)功能和明顯斷開點(diǎn)的智能電動壓板，其方法新穎、可靠，能夠克服純軟壓板在遙控改造中無雙確認(rèn)功能、無明顯斷開點(diǎn)的不足，初步實(shí)現(xiàn)硬壓板的改造升級，但對于硬壓板無法實(shí)現(xiàn)智能遠(yuǎn)方投退的老式變電站，在還是需要運(yùn)行人員或繼保人員雙手配合操作的情況下，迫切需要設(shè)計一種省時省力的硬壓板投退操作裝置。

為了實(shí)現(xiàn)硬壓板的輕松投退，本文利用CAD軟件智能化設(shè)計了一種轉(zhuǎn)動硬壓板兩接線柱鎖母快速投退裝置，主要由梅花狀螺紋、環(huán)形連接件、用于連接安裝在電動扳手、輸出軸上的電動操作部件長手柄和電機(jī)這幾部分組成。圖2為該裝置電動操作部件長手柄正面結(jié)構(gòu)圖，圖3為該裝置電動操作部件長手柄背面結(jié)構(gòu)圖，圖4為該裝置電動操作部件長手柄梅花狀螺紋局部放大圖，圖5為該裝置電動扳手。

板頭套筒呈內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)，板頭套筒的一端內(nèi)壁設(shè)有用于套接硬壓板兩接線柱鎖母的梅花狀螺紋，因此轉(zhuǎn)動板頭套筒即可擰緊或旋松硬壓板兩接線柱鎖母。板頭套筒的另一端固定連接有環(huán)形連接件，環(huán)形連接件遠(yuǎn)離板頭套筒的一端可拆卸連接于電動操作部件長手柄。因此，可根據(jù)需要，更換不同規(guī)格尺寸的電動操作部件長手柄，以適應(yīng)不同的電動扳手。

圖2 裝置電動操作部件長手柄正面結(jié)構(gòu)圖

圖3 裝置電動操作部件長手柄背面結(jié)構(gòu)圖

圖4 裝置梅花狀螺紋局部放大圖

圖5 電動扳手

板頭套筒的直徑從設(shè)有梅花狀螺紋的一端至連接有環(huán)形連接件的一端逐漸增大。

作為一種可拆卸連接的方式，板頭套筒和環(huán)形連接件之間通過螺紋連接，環(huán)形連接件和電動操作部件長手柄之間通過螺紋連接。

電動扳手包括電機(jī)和輸出軸，輸出軸上設(shè)有插嘴，插嘴用于套設(shè)在電動操作部件長手柄遠(yuǎn)離環(huán)形連接件的一端。使用時，啟動電機(jī)，電機(jī)正轉(zhuǎn)時，輸出軸順時針轉(zhuǎn)動，使得電動操作部件長手柄順時針轉(zhuǎn)動，以擰緊硬壓板兩接線柱鎖母；電機(jī)反轉(zhuǎn)時，輸出軸逆時針轉(zhuǎn)動，使得電動操作部件長手柄逆時針轉(zhuǎn)動，以旋松硬壓板兩接線柱鎖母。

轉(zhuǎn)動硬壓板兩接線柱鎖母的電動模式快速投退裝置通過電動扳手旋轉(zhuǎn)，帶動安裝在電動扳手輸出軸上的電動操作部件長手柄轉(zhuǎn)動，利用梅花狀螺紋擰緊或旋松硬壓板兩接線柱鎖母，電動模式相比于手動模式更加省力、快捷，可實(shí)現(xiàn)硬壓板投退的電動化。

轉(zhuǎn)動硬壓板兩接線柱鎖母快速投退裝置智能化設(shè)計可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

（1）板頭套筒內(nèi)的梅花嘴內(nèi)有螺紋，可以卡緊硬壓板兩接線柱的鎖母。

（2）板頭套筒頂部設(shè)計有彈性、摩擦力較大的軟質(zhì)絕緣材料，避免運(yùn)行人員操作硬壓板時手指打滑，誤碰帶電部位造成直流觸電風(fēng)險。

（3）板頭套筒頂部固定設(shè)計有快速轉(zhuǎn)動操作把手，方便運(yùn)行人員通過操作快速轉(zhuǎn)動操作把手，從而達(dá)到扭緊硬壓板兩接線柱鎖母的目的，提高工作效率。

（4）該套裝置引入電動操作模塊，電動模式相對于手動模式操作更快捷省力，操作方式靈活多樣，適合生產(chǎn)現(xiàn)場使用。操作把手的梅花嘴接頭亦能兼容使用電動套筒扳手，能實(shí)現(xiàn)硬壓板投退電動化。操作把手梅花嘴接頭加上長手柄組成電動操作工具的通用部件，該部件需要安裝在電動扳手輸出軸上使用。

3 結(jié)語

本文利用CAD軟件智能化設(shè)計了一種轉(zhuǎn)動硬壓板兩接線柱鎖母快速投退裝置，可有效避免常規(guī)硬壓板投退方法造成的運(yùn)行人員手指疼痛、有觸電風(fēng)險等問題，大大提高了運(yùn)行人員的工作效率，適用于硬壓板無法實(shí)現(xiàn)智能遠(yuǎn)方投退的老式變電站中。