一種多地形適用的閘刀機構箱安裝平臺

國網浙江省電力有限公司寧波供電公司 何 迪 張國鋒 施小帥 顧朝旭 徐東捷 方凱倫

閘刀又稱隔離開關，是電力系統中使用量最大的電氣設備之一，起到在無負載的情況下隔離電源以及改變運行方式、通斷小電流的作用，基本結構包括支持底座、導電觸頭、絕緣子、傳動機構等部分。而閘刀機構箱為閘刀的分合提供電動或手動操作動力，機構的動力輸出軸通過垂直連桿直接連接到傳動部分，帶動閘刀分合動作。現有閘刀機構箱的安裝方式目前主要依靠人工抬升法或堆疊法，在裝配過程中存在以下弊端：安裝過程中機構箱的移動和就位費時費力；臨時搭建的支撐物難以精確調節；工作場地不平整影響支撐物的穩定性，產生人身和設備風險。

1 閘刀機構箱安裝現狀

閘刀機構箱的安裝目前主要依靠多采用人工抬高或堆疊法將閘刀機構箱人力懸空或放置在支撐物（如堆疊木塊、鐵架等）上，通過調整墊在機構箱底部的木塊或鐵架位置調節高度和水平度，再用鉛垂校驗同軸度。如有偏差則需移動機構箱位置并重新校驗水平度和同軸度。上述校驗無誤后用槽鋼焊接機構箱背板與抱箍、固定機構垂直連桿，最后拆除搭建的鐵架、木塊等支撐結構。采用傳統安裝方式效率低，也易發生施工危險。通過對檢修人員在變電站閘刀機構箱安裝情況進行調查，統計他們的平均工作用時，其統計結果如表1。

此外，安裝過程中需對機構箱進行水平及前后左右抬移，從而找準中心及箱體高度，最后才能固定在設備支架上。這種方法不但費時費力、效率低下，且易造成水平度及同軸度不符合標準，導致閘刀的連桿、延長軸、軸承及拐臂等傳動部件安裝位置的錯位，引發閘刀操作機構傳動不暢，操作扭矩過大等問題，這是造成閘刀操作卡澀，甚至引起垂直連桿彎曲變形、抱箍斷裂的設備損壞缺陷的重要原因。因閘刀機構箱要求安裝精度高、自身重量重，加上露天作業、勞動強度大，為提高安裝效率和安裝質量，使得合適的閘刀機構箱安裝平臺的研制勢在必行。

表1 閘刀機構箱傳統安裝方式用時調查表

2 新型安裝平臺結構設計

新研制的多地形適用的閘刀機構箱安裝平臺如圖1，包括底板1和安裝板2，底板1的底部設置有多個用于調整底板1使底板1的上表面水平的升降支腳3，安裝板2通過一升降機構4設置在底板1上，安裝板2的上表面為用于擱置閘刀機構箱的放置平面21，底板1上還開設有第一開口11，安裝板2開設有第二開口22，第一開口21和第二開口22用于供管道通過。由圖2可見，升降機構4包括第一絲桿41、第二絲桿42、第三絲桿43、第四絲桿44和聯動組件，聯動組件用于驅動四根絲桿同步轉動，四根絲桿分別沿豎直方向設置在安裝板2上，且四根絲桿呈矩形分布；當聯動組件驅動四根絲桿同步轉動時，安裝板2沿豎直方向上下移動。該結構中聯動組件可驅動四根絲桿同步轉動，因此安裝板2可以平穩上升或下降，不會出現傾斜的情況，利于調整閘刀機構箱的高度。

圖1 新研制閘刀機構箱安裝平臺結構圖

圖2 安裝平臺上層傳動結構

聯動組件包括驅動電機45、減速器46、第一換向器47和第二換向器48，減速器46具有輸入端、第一輸出端和第二輸出端，驅動電機45固定在底板1的上端，驅動電機45的輸出軸與減速器46的輸入端相連接，第一換向器47固定在減速器46的左側，且第一換向器47的輸入端與減速器46的第一輸出端相連接，第一換向器47的輸出端通過第一蝸輪蝸桿減速機49與第一絲桿41連接，第一蝸輪蝸桿減速機49的輸出端連接有第二蝸輪蝸桿減速機50，第二絲桿42豎直連接在第二蝸輪蝸桿減速機50上，第二換向器48固定在減速器46的右側，且第二換向器48的輸入端與減速器46的第二輸出端相連接，第二換向器48的輸出端通過第三蝸輪蝸桿減速機51與第三絲桿43連接，第三蝸輪蝸桿減速機51的輸出端連接有第四蝸輪蝸桿減速機52，第四絲桿44豎直連接在第四蝸輪蝸桿減速機52上。

該結構中，當驅動電機45驅動減速器46運動時，分別與減速器46連接的第一換向器47和第二換向器48同步工作，由于第一蝸輪蝸桿減速機49與第一換向器47的輸出端連接，因此在第一換向器47工作時，第一蝸輪蝸桿減速機49也開始運動，第一蝸輪蝸桿減速機49既可驅動第一絲桿41轉動，又可通過連接軸驅動第二蝸輪蝸桿減速機50工作，第二絲桿42由于連接在第二蝸輪蝸桿減速機50的輸出端上，最終也實現了第二絲桿42的運動，同理第三絲桿43及第四絲桿44運動過程也相同，通過本機構，只需通過一個電機便可驅動多個機構聯動，最終實現四根絲桿同時轉動，來使與它們螺接的安裝板2做升降運動，大大優化了整體的性能，同時制造成本較低。

圖3 升降支腳結構

圖1中的升降支腳3具體結構如圖3所示，四個升降支腳3呈矩形分布。該結構中采用四個升降支腳3，四個升降支腳3可以分別調整高度，從而利于穩定支撐底板1，使得底板1處于水平狀態。每個升降支腳3包括殼體31、墊片32、升降桿33和調節機構，殼體31固定在底板1的下端，升降桿33豎直設置在殼體31內，且升降桿33的下端伸出殼體31后與墊片32相固定，調節機構固定在殼體31上且用于驅動升降桿33上下運動。該結構中，通過調節機構驅動升降桿33的上下運動，進而微調與地面接觸的墊片32高度位置，這樣利于根據不同的地形來調節底板1，使底板1始終處于水平狀態。

升降桿33為升降絲桿，調節機構包括手輪34、蝸輪35和與蝸輪35嚙合的蝸桿36，蝸輪35可轉動設置在殼體31內，蝸輪35套設在升降桿33的外側且與升降桿33螺紋配合，蝸桿36設置在殼體31內且蝸桿36的一端伸出殼體31后與手輪34相固定。該結構中，當轉動手輪34時與手輪34相固定的蝸桿36同步轉動，蝸輪35與蝸桿36是嚙合的，因此在蝸桿36轉動的同時蝸輪35也發生轉動，蝸輪35的中心處開設有升降桿33配合的螺紋孔，這樣通過蝸輪的轉動來實現升降桿33的上下運動，采用手動調節的方式，操作較為可靠。

安裝板2上固定有水平儀6。該結構中，水平儀6為現有技術，其可快速得知安裝板2的水平位置，進而可以調節升降支腳3的位置，使得安裝板2可以快速調平。

3 現場應用及效果檢查

檢修人員將新制作的閘刀機構箱安裝平臺移至工作間隔，將閘刀機構箱放置在安裝板上后檢測其水平度，閘刀機構箱高的一側可通過調節該側對應下方升降支腳調低，閘刀機構箱低的一側也可通過調節此側對應下方升降支腳調高，即閘刀機構箱的水平度能夠通過升降支腳調節，直至調節水平。之后設置平臺上升高度，電機控制上層傳動機構動作，將閘刀機構箱抬升到指定高度。新研制的閘刀機構箱安裝平臺分別在多個變電站進行了適用。

表2 新型閘刀機構箱安裝平臺使用調查表

由表2所示，不同技能水平的檢修人員平均用時為13.25分鐘，與原來平均用時76.7分鐘相比，效率提高了468%，同時每次工作人工數量從4人減少到了2人。達成預期的效率目標值。新型閘刀機構箱安裝平臺顯著減少了安裝時間，提高了安裝效率，水平度校正也更加簡易。

綜上，本文研制的多地形適用的閘刀機構箱安裝平臺經驗證具有以下優點：針對不同的地形，通過手動轉動絲桿升降機來調節地腳長度，達到調節方便，可以微調，成本較低；通過電動程序控制四聯動升降機來調整裝配平臺抬升高度，省時省力，減少檢修人員的工作量；適用范圍廣，采用高強度鋁合金作的U 型板能夠避開二次電纜管和適應大多數閘刀機構箱的外形。