轉動硬壓板兩接線柱鎖母手動模式和電動模式的快速投退裝置的CAD設計及研制

黃鳳萍

（廣東電網有限責任公司惠州供電局，廣東 惠州 516001）

0 引 言

當前國內廣泛使用的繼電保護硬壓板均為常規硬壓板，既可作為保護功能的選擇控制方式，又可作為保護跳閘出口的實現方式。歷年來的實際運行經驗證明，因硬壓板誤投切或漏投切導致的電力安全事故在繼電保護專業所有事故中的占比較大。

繼電保護裝置硬壓板管理需要有保護定值執行人員、保護試驗調試人員以及保護運行操作人員共同承擔責任。按照壓板接入保護裝置二次回路位置的不同，繼電保護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幾個部分。其中，功能壓板就是主保護、距離保護、零序保護投退功能的選擇方式。出口壓板根據保護動作出口作用的對象不同，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或聯跳其他開關，啟動壓板作為其他保護開入之用。如果保護裝置失去保護作用，那么會造成很大區域的停電故障，所以需要對轉動硬壓板兩接線柱鎖母手動模式和電動模式的快速投退裝置進行深入研究[1]。

保護硬壓板的正確投退對于電力行業的穩定運行極其重要，是電力行業不可缺少的組成部分，也是電網安全運行的一道重要防線。文獻[2]研制的保護壓板快速測量裝置的優點是會促使測量的工作比較全面到位，但是操作方法相對復雜。本文克服了文獻[2]所提出保護壓板快速測量裝置操作方法相對復雜的弊端，并為研制操作方法相對簡單的新裝置開辟了新思路。針對頻繁操作硬壓板存在運行人員或繼保人員觸電風險等問題，本文用CAD軟件設計及研制一種轉動硬壓板兩接線柱鎖母手動模式和電動模式的快速投退裝置并應用于變電站，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，可實現硬壓板的投退電動化。

1 轉動硬壓板兩接線柱鎖母手動模式和電動模式快速投退裝置的基本結構原理

常規擰接式硬壓板結構如圖1所示。目前，在技術手段上難以克服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，因此當前急需研制一套轉動硬壓板兩接線柱鎖母手動模式和電動模式的快速投退的新裝置來攻克上述技術盲區。

圖1 常規擰接式硬壓板結構

轉動硬壓板兩接線柱鎖母手動模式和電動模式的快速投退裝置的CAD智能化設計基本結構主要包括板頭套筒、摩擦力較大的硬質絕緣保護凹凸槽環形連接件以及用于連接安裝在電動扳手輸出軸上的不銹鋼電批轉動操作部件3個部分。

其中，板頭套筒呈內部中空結構，一端內壁設有用于套接硬壓板兩接線柱鎖母的梅花狀螺紋，而另一端固定連接有摩擦力較大的硬質絕緣保護凹凸槽環形連接件。摩擦力較大的硬質絕緣保護凹凸槽環形連接件遠離板頭套筒的一端，可拆卸地連接于不銹鋼電批轉動操作部件。板頭套筒的直徑從設有梅花狀螺紋的一端至連接有摩擦力較大的硬質絕緣保護凹凸槽環形連接件的一端逐漸增大，和摩擦力較大的硬質絕緣保護凹凸槽環形連接件之間通過螺紋連接，而后者環形連接件和不銹鋼電批轉動操作部件之間也是通過螺紋連接。

不銹鋼電批轉動操作部件安裝在電動扳手輸出軸上，通過操作電動扳手旋轉帶動不銹鋼電批轉動操作部件轉動，利用梅花狀螺紋擰緊或旋松硬壓板兩接線柱鎖母。

轉動硬壓板兩接線柱鎖母手動模式和電動模式的快速投退裝置的CAD設計通過電動扳手旋轉，帶動安裝在電動扳手輸出軸上的不銹鋼電批轉動操作部件轉動，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，可實現硬壓板投退電動化。

2 轉動硬壓板兩接線柱鎖母手動模式和電動模式的快速投退裝置的預期效果及CAD設計圖

近年來，國家大力提倡堅強智能電網和調控一體化戰略，該戰略指導方針要求變電站內采用新型繼電保護硬壓板，依靠調度自動化主站系統，實現繼電保護硬壓板的遠程智能監視和實時告警，解決繼電保護硬壓板的運行監視問題[3-6]。

但是由于硬壓板的體積較小，各硬壓板之間的距離以及硬壓板兩接線柱之間的距離比較窄，這樣不但操作空間受限，而且連續多次操作還會造成運行人員手指疼痛，進而難以保證硬壓板電氣連接片的連接牢固性和操作安全性。

通過對一套轉動硬壓板兩接線柱鎖母手動模式和電動模式的快速投退裝置的設計及研制，本研究預期達到以下效果。一是設計并研制出一套轉動硬壓板兩接線柱鎖母手動模式和電動模式的快速投退裝置并應用于變電站擰緊硬壓板的操作工作處理。二是裝置能有效解決硬壓板在實際運行過程中的頻繁投退，需要操作人員雙手配合并直接用手擰動硬壓板的兩接線柱鎖母，速度慢且效率低，而且存在運行人員觸電風險等問題，應用前景廣闊。三是提高工作效率，無需操作人員雙手配合并直接用手擰動硬壓板的兩接線柱鎖母，避免了運行人員在狹小的空間內直接用手接觸硬壓板的操作風險，提高了運行人員和繼保人員的工作效率，適用于硬壓板無法實現智能遠方投退的老式變電站。通過試驗分析驗證新工具操作方法的有效性，具有廣闊的應用平臺和推廣空間。

為了實現硬壓板的輕松投退，本文用CAD軟件設計一種轉動硬壓板兩接線柱鎖母手動模式和電動模式的快速投退裝置。如圖2所示為轉動硬壓板兩接線柱小號八角鎖母電動操作模式快速投退裝置的結構圖。如圖3所示為轉動硬壓板兩接線柱大號八角鎖母電動操作模式快速投退裝置的結構圖。如圖4所示為轉動硬壓板兩接線柱小號八角鎖母兩端均可手動操作快速投退裝置的結構圖。如圖5所示為前端轉動硬壓板兩接線柱大號八角鎖母，后端轉動硬壓板兩接線柱小號八角鎖母，兩端均可手動操作快速投退裝置的方案A0。如圖6所示為轉動硬壓板兩接線柱小號八角鎖母電動操作模式快速投退裝置的方案A1。如圖7所示為轉動硬壓板兩接線柱大號八角鎖母電動操作模式快速投退裝置的方案A2。如圖8所示為前端轉動硬壓板兩接線柱小號八角鎖母，后端轉動硬壓板兩接線柱大號八角鎖母，兩端均可手動操作快速投退裝置的方案A3。如圖9所示為轉動硬壓板兩接線柱小號八角鎖母兩端均可手動操作快速投退裝置的方案A4。如圖10所示為前端轉動硬壓板兩接線柱大號八角鎖母，后端轉動硬壓板兩接線柱大號六角鎖母，兩端均可手動操作快速投退裝置的方案A5。圖11所示為轉動硬壓板兩接線柱大號六角鎖母電動操作模式快速投退裝置的方案A6。

圖2 轉動硬壓板兩接線柱小號八角鎖母電動操作模式快速投退裝置

圖3 轉動硬壓板兩接線柱大號八角鎖母電動操作模式快速投退裝置

圖4 轉動硬壓板兩接線柱小號八角鎖母兩端均可手動操作快速投退裝置

圖5 方案A0

圖6 方案A1

圖7 方案A2

圖8 方案A3

圖9 方案A4

圖10 方案A5

圖11 方案A6

3 轉動硬壓板兩接線柱鎖母手動模式和電動模式的快速投退裝置的技術創新點和關鍵點

用CAD軟件設計并研制一套轉動硬壓板兩接線柱鎖母手動模式和電動模式的快速投退裝置，該裝置在技術上的關鍵點如下所述。一是本轉動硬壓板兩接線柱鎖母手動模式和電動模式的快速投退裝置由梅花嘴、板頭套筒、摩擦力較大的硬質絕緣保護凹凸槽環形連接件、固定套接在電動操作的不銹鋼電批轉動操作部件的內八角套筒以及電動扳手組成。二是板頭套筒里面梅花嘴內有梅花狀螺紋，可以卡緊卡牢硬壓板兩接線柱的小號八角鎖母、大號八角鎖母或大號六角鎖母中任意一種類型鎖母。三是板頭套筒一端固定設計有絕緣保護凹凸槽環形連接件，由摩擦力較大的硬質絕緣材料制成，避免運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險。四是板頭套筒的另一端固定設計有不銹鋼電批轉動操作部件和電動扳手，方便運行人員通過操作電動扳手帶動電動操作的不銹鋼電批轉動操作部件旋轉，從而達到擰緊硬壓板兩接線柱小號八角鎖母、大號八角鎖母或大號六角鎖母中任意一種類型鎖母的目的，提高工作效率。五是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，適合生產現場使用。操作把手梅花嘴接頭亦能兼容使用電動內八角套筒扳手，實現硬壓板投退電動化。操作把手梅花嘴接頭加上不銹鋼電批轉動操作部件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。

4 結 論

本文用CAD軟件設計并研制一套轉動硬壓板兩接線柱鎖母手動模式和電動模式的快速投退裝置，并應用于變電站擰緊硬壓板的操作，有效解決硬壓板在實際運行過程中的頻繁投退，需要操作人員雙手配合并直接用手擰動硬壓板的兩接線柱小號八角鎖母、大號八角鎖母或大號六角鎖母中任意一種類型鎖母，速度慢、效率低且存在運行人員觸電風險等問題，提高了工作效率，避免了運行人員在狹小的空間內直接用手接觸硬壓板的操作觸電風險，為運行人員和繼保人員減負。