一種農(nóng)網(wǎng)便攜式操作平臺的研制

蘇州三新供電服務(wù)有限公司太倉分公司 楊 帆 李俊男 張 歷

目前懸掛式農(nóng)網(wǎng)綜合配電箱安裝位置較高，不易操作維護，迫切需要一種可操作性強、便攜式好的協(xié)助工具，為工作人員維護時帶來方便。同時，目前農(nóng)網(wǎng)中的電力變壓器多數(shù)安裝在兩根水泥電桿中間，具有一定的高度，同樣對工作人員檢修造成不便。

文獻[1]研制了一種適用于10kV 綜合配電箱檢修的操作平臺，其主要利用兩根電桿及一根豎向撐桿搭建三個空中支點；采用兩根水平撐桿連接三個支點，建立平面的外圍支撐，利用管狀材質(zhì)編制織制作梯形平臺。該操作平臺仍存在支點不穩(wěn)定的風(fēng)險，對于能否滿足多人配合操作還需驗證；文獻[2][3]以配電箱本身設(shè)計為改進目標，不是對工具的改進；文獻[4]是關(guān)于配電箱絕緣操作棒的設(shè)計，其主要用途是如何做到更好的絕緣。

文獻[5]研究了一種通過電機控制的操作平臺，自動化程度高但不適用配電箱檢修。通過實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，伸縮梯是目前廣泛使用的檢修輔助工具。因其具有伸縮功能，已成為電力搶修、設(shè)備運維過程中的常備工具之一。但其也存在一定的功能局限性，只能滿足一人登梯操作，不能滿足當(dāng)工作人員需相互配合工作時的要求。此外工作人員站立在伸縮梯上時，腳下受力面積較小，著力點少，同時腰部也缺乏支撐，不利于工作人員操作。

本文提出研制一種具有便攜性、操作靈活性、可普及性的操作平臺，在伸縮梯的基礎(chǔ)上設(shè)置平臺機構(gòu)和支撐機構(gòu)。該操作平臺不僅提高了機械強度還增加了穩(wěn)定性，滿足高度要求的同時也能快速展開和收納，便于操作。

1 方案設(shè)計

1.1 方案對比

面對越來越多懸掛式配電箱的投入使用，日常維護也因此面臨新的問題，主要表現(xiàn)在兩方面：鄉(xiāng)村低壓綜合配電箱實際作業(yè)高度多變，傳統(tǒng)架設(shè)梯子作業(yè)的模式已無法滿足；高空作業(yè)具有空間局限性，無法滿足多人配合工作，進而影響工作效率。基于以上方面并結(jié)合現(xiàn)實工作實際，形成了兩種設(shè)計方案，并對兩種方案進行了對比分析。

方案一：采用活動式登高腳蹬與折疊式升降平臺組合的方式。該方案適用于高度較高的場所，但其需要電機驅(qū)動，成本較高且不適用鄉(xiāng)村道路環(huán)境；方案二：采用純物理鏈接方式，從地面直接搭設(shè)所需工具，適用中高度的工作場所。優(yōu)點是既能靈活伸縮又能快速折疊，方便攜帶且低成本。

1.2 確定方案

綜合考慮到鄉(xiāng)村電力線路環(huán)境的復(fù)雜性及10kV柱上變壓器離地實際高度存在多變性，且自身高度隨額定容量的變化而變化。為進一步確定方案，對浮橋地區(qū)8個低壓配電箱預(yù)計達到作業(yè)高度進行了統(tǒng)計分析。

變壓器帶電上樁頭距地高度為變壓器自身高度與變壓器底部離地高度之和，范圍約在3.6米到4.5米之間。根據(jù)《10kV 及以上變壓器設(shè)計規(guī)范》（GB 50053-94）規(guī)定：變壓器無遮欄裸帶帶電部分至安全距離最小為0.7米，離地安全距離為2.7m。除去安全距離，故檢修配電箱時需達到高度為2.9米到3.7.米。人員身高以1.8m 為參考，則需一種高度能靈活調(diào)節(jié)，且調(diào)節(jié)范圍在1.5m 到2.3m 的操作工具。

從經(jīng)濟和實際效益角度出發(fā)，采用伸縮梯就可以達到目標高度，其具有的便攜式功能有更廣泛的適應(yīng)性，適用于多種鄉(xiāng)村狹小的檢修環(huán)境。考慮到鄉(xiāng)村路面狀況，大型車輛無法進入，不宜使用高空作業(yè)車等大型工具，更需要一種體積小、便于攜帶、靈活的作業(yè)工具。因此采用方案二進行設(shè)計，研制一種符合行業(yè)標準的新式工具來滿足檢修需求。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1 整體結(jié)構(gòu)

該裝置是一種農(nóng)網(wǎng)便攜式操作平臺，主要包括伸縮梯、平臺機構(gòu)、支撐機構(gòu)等結(jié)構(gòu)。其中平臺機構(gòu)包括站立平臺和支撐部件，站立平臺轉(zhuǎn)動設(shè)置在伸縮梯的端部上，支撐部件轉(zhuǎn)動設(shè)置在站立平臺上；使用時利用支撐部件使得站立平臺水平展開；伸縮梯通過支撐機構(gòu)與電桿連接。同時支撐部件上設(shè)置鎖定插銷，伸縮梯上設(shè)置至少一組與所述鎖定插銷配合的鎖定孔。展開時，站立平臺與支撐部件間的夾角大于90°，其中支撐部件為梯子，站立平臺上還設(shè)有扶手。整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中1為伸縮梯、2為平臺機構(gòu)、3為支撐機構(gòu)。

圖1 操作平臺整體結(jié)構(gòu)

2.2 分支結(jié)構(gòu)

平臺機構(gòu)包括21站立平臺和22支撐部件（圖2）。站立平臺通過鉸鏈與伸縮梯的端部轉(zhuǎn)動連接，支撐部件通過鉸鏈與站立平臺轉(zhuǎn)動連接。使用時通過支撐部件使得站立平臺水平展開。支撐部件的底部設(shè)置鎖定插銷，伸縮梯上設(shè)置與鎖定插銷配合的鎖定孔，當(dāng)操作平臺展開時，鎖定插銷插入鎖定孔內(nèi)使站立平臺支撐部件和伸縮梯構(gòu)成三角形結(jié)構(gòu)。同時站立平臺呈水平狀態(tài)。另外鎖定孔可以設(shè)置多個，以配合伸縮梯放置的角度不同保證站立平臺保持水平位置。在操作平臺展開時，站立平臺和支撐部件之間的夾角大于90°。

圖2 平臺機構(gòu)示意圖

同時，在站立平臺的兩側(cè)邊設(shè)置扶手，扶手可以為框型、圓弧形等結(jié)構(gòu)。通過扶手的設(shè)置，使得工作人員從伸縮梯爬至站立平臺有支撐助力的地方。扶手能夠?qū)ぷ魅藛T進行保護，防止工作人員在檢修時踩空，也為工作人員腰部防護帶提供固定支點。

支撐機構(gòu)包括支撐座、伸縮桿和限制機構(gòu)。支撐座固定設(shè)置在所述伸縮梯的端部，其伸縮桿水平可調(diào)節(jié)的設(shè)置在所述支撐座上，限制機構(gòu)設(shè)置在伸縮桿上。同時支撐座上水平設(shè)置兩根第一導(dǎo)向槽，且伸縮桿滑動設(shè)置在第一導(dǎo)向槽內(nèi)，可分別向支撐座端滑動。如圖3：31為支撐座，32為伸縮桿，33為限制機構(gòu)，311為第一導(dǎo)向槽，312為引導(dǎo)槽。其中，限制機構(gòu)包括半圓形固定座、半圓形鎖舌、第一彈簧、把手、第二彈簧、鎖定鎖舌、鎖舌外殼和拉繩。如圖4所示，331為半圓形固定座，332為半圓形鎖舌，334為把手，337為鎖舌外殼，338為拉繩。

圖3 支撐機構(gòu)

圖4 限制機構(gòu)結(jié)構(gòu)

半圓形固定座內(nèi)同心設(shè)置第二導(dǎo)向槽，半圓形鎖舌與第一彈簧設(shè)置在第二導(dǎo)向槽內(nèi)，利用把手驅(qū)動半圓形鎖舌沿第二導(dǎo)向槽引導(dǎo)方向移動；鎖定時第一彈簧壓縮，半圓形鎖舌突出于第二導(dǎo)向槽并與第二導(dǎo)向槽配合，形成大于220°的圓環(huán)；鎖定鎖舌通過第二彈簧設(shè)置在鎖舌外殼內(nèi)，拉繩與鎖定鎖舌連接，利用拉繩驅(qū)動鎖定鎖舌向鎖舌外殼內(nèi)移動，鎖舌外殼固定在半圓形固定座上，對應(yīng)的半圓形鎖舌上設(shè)置與鎖定鎖舌配合的鎖槽。當(dāng)限制機構(gòu)在鎖定狀態(tài)下鎖舌與半圓形鎖舌相互配合時其狀態(tài)如圖5。

圖5 鎖定鎖舌與半圓形鎖舌配合狀態(tài)

該操作平臺結(jié)構(gòu)簡單，折疊后體積小，便于搬移。同時能夠快速展開和收納，操作簡單。站立平臺利用支撐部件撐開，提高了站立平臺的穩(wěn)定性。同時支撐部件采用梯子，提高支撐部件強度的同時方便工作人員從伸縮梯爬至站立平臺。增加限制機構(gòu)，采用環(huán)抱式鎖定方式，保證操作平臺與電桿之間可靠連接，防止操作平臺發(fā)生側(cè)翻，保證工作人員安全。

綜上，本文研制的便攜式操作平臺采用純力學(xué)機構(gòu)支撐，結(jié)構(gòu)簡單、折疊便攜，高度可調(diào)，施工方便，適用于多種檢修環(huán)境。既能滿足配電箱檢修中安全施工的需要，又能滿足多人相互配合作業(yè)的需求。作業(yè)靈活，能夠在狹小的空間內(nèi)使用，并減少因高空作業(yè)所帶來的安全隱患，從而保證工作人員安全。通過使用該便攜式平臺施工，有效縮短了運維檢修的時間，提高工作效率，保證了線路的安全穩(wěn)定運行，進一步提高了低壓線路的供電可靠性，具有極大的可應(yīng)用性和推廣性。