互感器二次端子多功能拆卸工具的設計

李杏　陳浩　黎藝苗　康錢江　莫仲輝

摘要：不同廠家生產的互感器型號眾多，二次端子箱內外的螺栓形狀和大小不統一，給拆卸端子箱箱蓋和引線端子帶來了一定的困難，嚴重影響了預試工作效率。基于此，設計了一種互感器二次端子多功能拆卸工具，包括棘輪、連接桿和操作裝置，用于快速拆卸互感器的二次端子箱，能夠避免作業人員多次重復攀爬互感器。

關鍵詞：互感器;二次端子箱;拆卸;工具

0 引言

互感器是狀態檢修試驗的重點設備，現場常用的互感器分為電流互感器、電壓互感器等。根據《電力設備預防性試驗規程》（Q/CSG 114002—2011），需要定期對互感器進行預防性試驗，檢測互感器性能。110 kV電流互感器、電壓互感器試驗周期一般為6年，220 kV電流互感器、電壓互感器一般為3年。絕緣電阻測試、介損及電容量測試等試驗項目為常規的預防性試驗，這些項目往往都需要拆開互感器的二次端子箱箱蓋才能進行。進行預防性試驗工作時，互感器的試驗項目較多，試驗接線方式隨著試驗項目的更改而變化，需要多次拆卸互感器二次端子箱內的引線端子。由于互感器廠家較多，二次端子箱上的螺栓并沒有統一標準，形狀和大小都不統一，常用的有十字螺栓、一字螺栓、六角螺栓等;不同廠家出廠的互感器二次端子箱內部的引線端子也沒有統一標準。

互感器裝設的位置一般較高，110 kV、220 kV電流互感器、電壓互感器的操作平臺離地一般為3～5 m，500 kV電流互感器、電壓互感器的操作平臺離地一般為6～8 m，因此，對于不同電壓等級的設備，使用的登高工具也有差異，登高作業要用到人字絕緣梯、高空作業車等。

因此，作業人員工作時需要攜帶大量的手工具，重復攀爬人字梯或者重復使用高空作業車，給現場作業帶來了一定的作業風險、人身風險，嚴重影響了預試工作效率。

1 互感器預防性試驗作業流程

電流互感器、電壓互感器預防性試驗項目為絕緣電阻測試和介質損耗及電容量測量。由于不同互感器絕緣電阻、介質損耗及電容量測量的方法有所不同，因此，試驗接線方式也是有差異的。設備中不同部位絕緣電阻測量需要拆卸設備不同部位的引線，如N-地。介損試驗采用正接法需要解開和恢復二次端子N-地的連接，自激法需要解開和恢復二次端子N-地、da、dn的連接。電流互感器一般采用正接法，110 kV電壓互感器采用自激法，220 kV電壓互感器采用的是正接法、反接法和自激法。

110 kV、220 kV互感器預防性試驗作業流程：在試驗人員進行安全交底后，攀爬人字梯觀察互感器二次端子箱箱體外螺栓的形狀和大小，爬下至地面;選擇合適的手工具若干，攜帶手工具爬上人字梯進行箱體外螺栓的拆卸;拆卸完畢后，將若干手工具和螺栓放至互感器操作平臺，打開二次端子箱箱體，觀察二次端子N-地、da、dn螺栓的大小和形狀，爬下至地面;選擇合適的手工具若干，再次爬上人字梯拆卸箱體內的二次端子，接上相關的試驗測試線，爬下至地面操作試驗;試驗完畢后，選擇合適的手工具若干，攀爬至合適的位置，對箱體內的端子箱進行恢復，然后恢復二次端子箱箱蓋，爬至地面，收拾儀器，結束作業。

在作業流程中，試驗人員至少需要攀爬人字梯8次，還要拿著多個手工具，造成手工具容易被遺漏在設備操作平臺上，同時攀爬人字梯還存在安全問題等隱患。如果拆卸工作不順利，攀爬次數會相應增多，嚴重影響作業效率;如果增設傳遞工具人員，整個作業人數會相應增加。另外，500 kV互感器高度更高，需要借助高空作業車進行作業，要求作業人員有特種作業資質水平，也增加了作業人員人數，不利于人機工效的提高。

2 互感器二次端子多功能拆卸工具設計

針對互感器預試過程中存在試驗人員重復攀爬人字梯，工作重復性高，效率低下的問題，設計一種互感器二次端子多功能拆卸工具，設計目標為只需攀爬一次人字梯就能完成互感器二次端子的拆卸工作。

設計關鍵點包括：（1）拆卸工具力矩的分布問題;（2）選取合適的金屬材料，既要耐磨、堅韌，又要便于加工;（3）加工棘輪與一字螺絲、十字螺絲、活動扳手、套筒相連接是難點。

其創新點在于：（1）能夠一次性完成電容式電壓互感器二次端子的拆卸工作，避免重復攀爬人字梯;（2）所設計的多功能拆卸工具的通用性較強。

如圖1所示，設計整體為便于攜帶的四角架結構，包括棘輪、連接桿和操作裝置[1]。其中，連接桿的一端固定在棘輪外殼上，4個連接桿相鄰之間成90°角，并設置絕緣套，相鄰的連接桿可以形成力臂，方便操作、省時省力。操作裝置與連接桿的另一端固定連接，操作裝置包括外六角套筒、活動扳手、一字螺絲刀和十字螺絲刀。

互感器二次端子多功能拆卸工具是根據各種常見廠家的互感器二次端子箱內外螺栓的形狀、大小進行設計的：外六角套筒套頭為14 mm;活動扳手的規格為8寸;一字螺絲刀刀頭寬度為4 mm;十字螺絲刀規格為PH3×50;棘輪位于最中央，規格為10 mm，如圖2所示;所有連接桿長度均為50 mm。

使用過程中，互感器端子為十字螺栓、一字螺栓、14 mm外六角套筒、10 mm棘輪時，直接使用相應型號的連桿臂，另外兩個連桿形成手柄，利用杠桿原理，旋轉省力。若互感器端子不是常規規格型號的螺栓，可以用活動扳手連桿臂進行拆卸。

3 互感器二次端子多功能拆卸工具應用效果

本文研制的互感器二次端子多功能拆卸工具，在變電站電流互感器、電壓互感器預防性試驗中實現了只需攜帶一個工具即可完成拆卸任務，應用效果良好。

（1）優化了互感器預防性試驗作業流程。在進行安全交底后，攜帶多功能拆卸工具攀爬人字梯進行箱體外螺栓的拆卸;拆卸完畢后，打開二次端子箱箱體，拆卸箱體內的二次端子，接上相關的試驗測試線，爬下至地面操作試驗;試驗完畢后，對箱體內的端子箱進行恢復，然后恢復二次端子箱箱蓋，爬下至地面，收拾儀器，結束作業。

（2）降低了作業風險。未使用多功能拆卸工具前，試驗人員需要攜帶多個手工具，重復攀爬人字梯至互感器架進行作業，且拆卸過程中需要不斷更換手工具，容易造成暫未使用的手工具因數量多或者收納擺放位置不對，從高空掉落，砸傷其他地面作業人員。使用多功能拆卸工具后，試驗人員只需要攜帶一個手工具就可以完成拆卸任務。

（3）提高了作業效率。未使用多功能拆卸工具前，作業人員需要重復攀爬人字梯觀察互感器二次端子箱箱體及箱內引線端子螺栓形狀及大小。使用多功能拆卸工具后，只需攀爬一次就能完成拆卸任務。

（4）減少了維護管理工作。根據手工具相關管理標準，手工具在每次領用歸還時都需要對其進行外觀檢查，每6個月對其進行一次檢查維護。采用多功能拆卸工具替代常規工具后，可以大大減少常規手工具的數量。

采用互感器二次端子多功能拆卸工具前后，具體作業情況對比分析如表1所示。

4 結語

互感器二次端子多功能拆卸工具帶來了一定的時間效益，能夠保障預試工作如期順利地完成，也為B修、定檢工作爭取了寶貴的時間。除了時間效益，該工具還能有效降低互感器測試作業過程中的人身風險和高空墜物作業風險，減少維護管理工作量。

在現運行的電網中，110 kV及以上電壓等級的電流互感器、電壓互感器數量龐大，每天都有大量的試驗人員對其進行預試工作。而每次工作中作業風險的降低、作業效率的提高，將伴隨龐大的基數而形成巨大的效益，因此互感器二次端子多功能拆卸工具對于安全、高效生產具有重要意義[2]。

該工具目前在電力系統中為首創，已申請專利，可在全電網推廣使用。

[參考文獻]

[1] 康錢江，李杏，莫仲輝，等.一種互感器二次端子拆卸工具：201922215992.0[P].2019-12-10.

[2] 劉罡，于洋，韓佳妤，等.電容式電壓互感器二次端子箱接地點虛接對現場檢定的影響[J].東北電力技術，2015，36（6）：17-19.

收稿日期：2021-08-06

作者簡介：李杏（1986—），女，湖南邵陽人，工學碩士，工程師，從事高壓絕緣技術、電力系統運行、規劃等工作。

陳浩（1989—），男，湖南湘潭人，工學碩士，工程師，從事繼電保護、安全管理、電力系統運行、規劃等工作。