接地線組絕緣桿穩(wěn)固加力輔助裝置研制

朱坤華，王文杰，黃義琪，雷亞蘭

(云南電網(wǎng)公司玉溪供電局，云南玉溪，653100)

0 引言

倒閘操作作為變電運(yùn)行專業(yè)的核心業(yè)務(wù)，在變電站日常工作中占據(jù)重要位置。一次設(shè)備停電檢修，更是重中之重。在斷路器本體檢修作業(yè)時(shí)，合接地刀閘，在對(duì)隔離開關(guān)或者其他一次設(shè)備進(jìn)行檢修時(shí)，往往需要懸掛接地線，一次設(shè)備轉(zhuǎn)檢修時(shí)，需要裝設(shè)接地線的操作明顯較多。由于目前的接地線直接旋扭裝設(shè)拆除存在效率下、可靠率不高，裝拆接地線時(shí)易導(dǎo)致耗時(shí)較長和體力消耗過多的問題，甚至出現(xiàn)接地線操作棒脫落砸壞設(shè)備砸傷人員等威脅電網(wǎng)安全和人員安全的情況。裝拆接地線在停送電工作中占用大量操作時(shí)間和人力資源，且無法保證其工作的可靠性和安全性。因此小組確定研制一種工具或裝置，提高裝設(shè)拆除接地線的速度、效率和安全性。

1 現(xiàn)狀分析

某電網(wǎng)變電站倒閘操作票，2020年全年操作任務(wù)為有25697項(xiàng)，其中裝拆接地線操作一共有6721項(xiàng)，占操作總數(shù)的26.15%，超過四分之一。

1.1 耗時(shí)分析

統(tǒng)計(jì)某500kV變電站2018年度設(shè)備轉(zhuǎn)檢修的操作中，220kV、35kV設(shè)備裝設(shè)、拆除接地線任務(wù)占比約為72%，其中220kV設(shè)備裝設(shè)1組接地線最長耗時(shí)約41min最短耗時(shí)約12min，平均耗時(shí)約17min，2019年度500kV玉溪變一次設(shè)備轉(zhuǎn)檢修的操作中裝設(shè)1組接地線平均耗時(shí)約15min。

1.2 耗力分析

現(xiàn)場裝拆接地線操作人員普遍反映，在裝設(shè)接地線過程中存在接地線重、安裝位置高、戴絕緣手套旋扭不便一些問題，從而導(dǎo)致裝設(shè)接地線工作費(fèi)時(shí)、費(fèi)力。在旋扭接地線操作棒的過程中，一般需要20圈方可使接地線線夾卡緊導(dǎo)線，在前15圈的旋扭過程中，操作人手臂會(huì)出現(xiàn)輕微酸軟，在最后逐漸擰緊過程中阻力突然增大，嚴(yán)重影響工作人員用力。操作人員往往在擰到第二相時(shí)出現(xiàn)吃力需要休息，在第三相操作時(shí)旋扭緩慢，大大降低了裝設(shè)進(jìn)度。對(duì)于需要裝設(shè)多組接地線的工作，操作人往往出現(xiàn)操作時(shí)間與接地線數(shù)量呈指數(shù)增長趨勢。

1.3 風(fēng)險(xiǎn)分析

運(yùn)行人員在高強(qiáng)度的工作中出現(xiàn)扭傷、脫力等情況時(shí)有發(fā)生，對(duì)變電工作的正常運(yùn)行產(chǎn)生了非常不良的影響，甚至出現(xiàn)接地線絕緣操作桿脫落砸壞設(shè)備砸傷人員等威脅電網(wǎng)安全和人員安全的情況。根據(jù)《南方電網(wǎng)公司作業(yè)危害辨識(shí)與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估公式：風(fēng)險(xiǎn)值=后果(S)×暴露(E)×可能性(P)對(duì)裝拆200kV接地線裝拆操作的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行評(píng)估，得出裝設(shè)220kV接地線的風(fēng)險(xiǎn)值為25分，為低風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)。

2 接地線組絕緣桿穩(wěn)固加力輔助裝置的研制

2.1 接地線組絕緣桿穩(wěn)固加力輔助裝置設(shè)計(jì)目標(biāo)

針對(duì)本課題需要解決裝拆接地線作業(yè)過程中耗時(shí)、耗力、裝拆接地線過程中人身易受傷的實(shí)際問題，我們統(tǒng)計(jì)了某500kV變電站2018年和2019年裝拆接地線作業(yè)的操作時(shí)長、運(yùn)行人員連續(xù)裝設(shè)接地線組數(shù)、作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)值評(píng)估，對(duì)每個(gè)維度進(jìn)行改善。

2.2 接地線組絕緣桿穩(wěn)固加力輔助裝置原理

接地線組絕緣桿穩(wěn)固加力輔助裝置由齒輪箱、接地棒套筒及旋轉(zhuǎn)握把三個(gè)主要部分組成。各部件尺寸如圖1所示。運(yùn)行人員使用旋轉(zhuǎn)握把帶動(dòng)縱齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，縱齒輪與橫齒輪嚴(yán)密咬合，帶動(dòng)橫齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，橫齒輪帶動(dòng)套筒依靠套筒與接地棒絕緣桿的靜摩擦力轉(zhuǎn)動(dòng)接地棒絕緣桿。通過轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)握把替代直接手握接地棒避免了手與接地棒之間的滑動(dòng)，減少了出力的損耗，提高了旋動(dòng)接地棒效率。根據(jù)杠桿平衡條件：動(dòng)力X動(dòng)力臂=阻力X阻力臂，用代數(shù)式表示為F1*L1=F2*L2。式中F1表示動(dòng)力，L1表示動(dòng)力臂，其值為60mm，F(xiàn)2表示阻力，L2表示阻力臂，其值為20mm。從上式可以看出，在使用接地線組絕緣桿穩(wěn)固加力輔助裝置，扭動(dòng)動(dòng)力為阻力的三分之一，節(jié)省出力達(dá)66.7%。

圖1 接地線組絕緣桿穩(wěn)固加力輔助裝置原理圖

2.3 接地線組絕緣桿穩(wěn)固加力輔助裝置優(yōu)點(diǎn)

經(jīng)濟(jì)性：裝置結(jié)構(gòu)簡單，材料易得，容易加工，成本較低。

操作性：當(dāng)運(yùn)行人員需要裝拆接地線時(shí)，只需要將接地線組絕緣操作桿尾部套進(jìn)套筒旋緊螺絲固定牢固，即可轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)把手從而帶動(dòng)絕緣操作桿轉(zhuǎn)動(dòng)分合線夾。操作相對(duì)簡單。

美觀性：外觀簡單，美觀度一般。

后期維護(hù)：此種接地線組絕緣桿穩(wěn)固加力輔助裝置，各個(gè)連接部位比較簡單，相對(duì)易于生產(chǎn)，后期維護(hù)比較簡單。

3 實(shí)作驗(yàn)證

分別使用接地線組絕緣桿穩(wěn)固加力輔助裝置和不使用此裝置裝設(shè)220kV接地線組做對(duì)比實(shí)驗(yàn)。通過驗(yàn)證：

（1）使用接地線組絕緣桿穩(wěn)固加力輔助裝置裝設(shè)一組接地線的平均耗時(shí)約為9min，裝設(shè)一組接地線小于10min，平均可以連續(xù)裝設(shè)4.8組，裝設(shè)能力提高71.4%，前后時(shí)間對(duì)比結(jié)果如下圖2所示。

圖2 某500kV變電站接地線裝設(shè)時(shí)間

（2）運(yùn)行人員連續(xù)操作可以平均裝設(shè)4組接地線，前后效果對(duì)比如下圖3所示。

圖3 使用接地線組絕緣桿穩(wěn)固加力輔助裝置前后裝設(shè)接地線組數(shù)

（3）裝設(shè)220kV接地線的風(fēng)險(xiǎn)值為12.5，作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)值降低50%，前后風(fēng)險(xiǎn)對(duì)比如下圖4所示。

圖4 某500kV變電站線路停送電裝拆接地線風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

4 結(jié)束語

本次研制的接地線組絕緣桿穩(wěn)固加力輔助裝置做到了節(jié)約時(shí)間、節(jié)省人力、降低風(fēng)險(xiǎn)。為今后變電運(yùn)行接地操作裝置設(shè)計(jì)和方法改良提供了新的思路。設(shè)計(jì)裝置可靠性需要進(jìn)一步提升，保證使用不出現(xiàn)裝置故障，功能失效等情況。怎樣提高接地線裝拆效率，需要我們做出進(jìn)一步研究。