35kV手車式斷路器推車工具研發(fā)與設(shè)計(jì)

云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司玉溪供電局 雷亞蘭 李建東 王天宇 王文杰 潘奇峰

本文中發(fā)明一種具有防傾倒功能的35kV手車式斷路器推車，主要由水平推車、推車推拉裝置和防傾倒裝置三部分組成，在進(jìn)行停電操作時(shí)，將推車推至開關(guān)柜門前，將防傾倒裝置打開，通過(guò)推車推拉裝置將35kV手車式斷路器牽引至水平推車上，將防傾倒裝置關(guān)閉后將推車推至空地即可。在進(jìn)行送電操作時(shí)，將推車推至開關(guān)柜處，將防傾倒裝置打開，通過(guò)推車推拉裝置將35kV手車式斷路器推入開關(guān)柜導(dǎo)軌內(nèi)，將推車撤出后，將開關(guān)柜閉合到位即可。通過(guò)上述裝置的研發(fā)，可有效避免傾倒事故發(fā)生，同時(shí)降低員工工作強(qiáng)度，從而消除了安全隱患，避免了經(jīng)濟(jì)損失。

1 現(xiàn)狀分析

1.1 斷路器小車參數(shù)確定

如圖1所示，對(duì)斷路器小車尺寸、把手間距、輪子間距、高度等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量并進(jìn)行CAD制圖。各部件的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：

圖1

一是開關(guān)柜采用封閉模式，打開面板門后可將其中的斷路器小車?yán)?，斷路器小車與柜體空間較小，底部有軌道，順延軌道可拉出，柜體內(nèi)部視為帶電，外部任何工具均不可進(jìn)入柜體，所以牽引小車只能在柜門口操作。二是斷路器小車高度為1550mm，寬度為1175mm，小車兩個(gè)輪間距為300mm，軸距為900mm，輪厚15mm，斷路器小車深900mm，上端第一副把手間距545mm，把手寬100mm，下端第二幅把手間距580，把手寬100mm。三是原導(dǎo)軌長(zhǎng)為900mm，寬為930mm，加固橫檔型號(hào)為30mm×2.5mm，導(dǎo)軌高度為70mm。

1.2 存在困難

當(dāng)前，變電站35kV斷路器設(shè)備中部分采用35kV手車式斷路器，在停電操作檢修時(shí)，將推車開關(guān)拉出，如送電操作時(shí)，將其推入即可，較為方便，但廠家所配置的推車導(dǎo)軌為斜坡式支架，再外拉出時(shí)推車有向外傾倒的風(fēng)險(xiǎn)，加之體積較重、操作人員活動(dòng)空間有限等情況，在設(shè)備傾倒后，人員無(wú)法及時(shí)逃離，存在嚴(yán)重的安全隱患。

根據(jù)現(xiàn)狀可知，存在以下幾方面的問題：一是變電站過(guò)道的操作空間有限；二是設(shè)備較重且高；三是原支架為斜坡式支架，滑動(dòng)時(shí)小車會(huì)加速，速度較快；四是作業(yè)人員操作空間有限，來(lái)不及反應(yīng)。

1.3 解決思路

以問題為導(dǎo)向，將問題分為不可改變因素和可改變因素分析兩類。

一是變電站過(guò)道的操作空間有限，房子和設(shè)備是固定的，是無(wú)法改變的現(xiàn)實(shí)，是不可改變因素；二是設(shè)備較重且高，這是設(shè)備本身的特點(diǎn)，也是不可改變因素；三是原支架為斜坡式支架，滑動(dòng)時(shí)小車會(huì)加速，速度較快，支架是輔助設(shè)施，改變相對(duì)容易一些，可視為可改變因素；四是作業(yè)人員操作空間有限，人的反應(yīng)時(shí)間相對(duì)很短，改變難度較大，如果制造一個(gè)相對(duì)安全空間，解決安全風(fēng)險(xiǎn)是可行的，也可視為可改變因素。

2 35kV手車式斷路器推車整體設(shè)計(jì)

35kV手車式斷路器推車整體功能應(yīng)具備開關(guān)牽引和推出功能、35kV手車式斷路器把手鎖扣功能、推車整體移動(dòng)功能、防傾倒功能、剎車功能、裝置動(dòng)力等功能，所以應(yīng)具有以下幾個(gè)裝置：推車移動(dòng)功能、水平牽引裝置、液壓裝置、把手鎖扣裝置、防傾倒裝置。

2.1 推車移動(dòng)功能

將35kV手車式斷路器移至推車上，可水平自由移動(dòng)，同時(shí)移動(dòng)平臺(tái)載重需承受400kg，需選用2.5mm以上鋼材，其特征在于所述固定門型框架外側(cè)設(shè)置扶手。

2.2 水平牽引裝置

應(yīng)具備將35kV手車式斷路器牽引或推出的功能，操作空間只有2m，受場(chǎng)地空間限制，無(wú)法使用叉車或電動(dòng)叉車，牽引裝置要具備大行程、小體積的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)剪刀式、導(dǎo)軌式、鉸鏈?zhǔn)健⒁簤喉敆U式等多種模型對(duì)比，只有剪刀式可實(shí)現(xiàn)大行程、小體積的目標(biāo)，其特征在于所述第一動(dòng)支點(diǎn)由軸承、第一動(dòng)支點(diǎn)固定軸構(gòu)成，所述軸承A在第一C型滑軌上下移動(dòng)，所述第一動(dòng)支點(diǎn)固定軸穿入軸承A內(nèi)環(huán)，所述剪刀型推拉支架頂部與第一動(dòng)支點(diǎn)固定軸鉸接。

2.3 液壓裝置

主要為牽引裝置提供動(dòng)力，應(yīng)具備升降雙向功能，受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響及設(shè)備使用特點(diǎn)，動(dòng)力電源只能使用可跟車蓄電池，不可使用外接電源線，以防引發(fā)其他隱患風(fēng)險(xiǎn)。所以電源采用蓄電池，動(dòng)力裝置通過(guò)電機(jī)頂桿、液壓頂桿和千斤頂三種模式對(duì)比，電機(jī)頂桿、千斤頂都存在動(dòng)力不足、速度較慢的情況，但液壓頂桿動(dòng)力強(qiáng)勁、速度均勻滿足要求，所以動(dòng)力裝置采用液壓頂桿、蓄電池、控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)[1-3]。

2.4 把手鎖扣裝置

為將牽引裝置和35kV手車式斷路器可靠連接，根據(jù)35kV手車式斷路器上把手形狀及機(jī)械原理對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)響應(yīng)卡扣，其特征在于所述第一抓手由螺桿、搖把、豎向抓手構(gòu)成，所述螺桿與活動(dòng)門型框架螺紋連接，所述螺桿上固定連接兩個(gè)豎向抓手，所述豎向抓手相對(duì)設(shè)置，所述螺桿末端設(shè)置搖把；所述第二抓手由螺桿、搖把、水平抓手構(gòu)成，所述螺桿與活動(dòng)門型框架螺紋連接，所述螺桿上固定連接兩個(gè)水平抓手，所述水平抓手能圍繞螺桿軸線旋轉(zhuǎn)，所述螺桿末端設(shè)置搖把。

2.5 防傾倒裝置

因推車較高，為防止在牽引過(guò)程中向后傾倒，需設(shè)計(jì)防傾倒裝置，根據(jù)三角形穩(wěn)定原理，推車后面可設(shè)計(jì)兩個(gè)三角形支架，但考慮到方便收納和使用，可將三角形一邊設(shè)計(jì)為傾斜，打開狀態(tài)為支撐作用，收起后可提高對(duì)地距離并立于側(cè)面，其特征在于所述扶手與底座間設(shè)置防傾倒支架固定桿，所述防傾倒支架固定桿上鉸接防傾倒支架[4]。

經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試和試驗(yàn)，最終的設(shè)計(jì)如圖2、圖3。

圖2

圖3

3 推車具體實(shí)施方式

解決了斷路器手車與另一面開關(guān)柜配合安裝安裝過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力問題。推車包括車架、載物架和提升裝置，所述的車架上設(shè)有導(dǎo)滑板，所述的導(dǎo)滑板上固接有齒條，所述的導(dǎo)滑板可升降的設(shè)置在所述的車架上，所述的載物架包括支撐桿和兩個(gè)托架，所述的支撐桿設(shè)在導(dǎo)滑板的底部，所述的托架套裝在支撐桿上，所述的支撐桿上設(shè)有偶數(shù)個(gè)定位孔，所述的托架與支撐桿的定位孔限位配合。托架通過(guò)支撐桿設(shè)在導(dǎo)滑板的底部，方便從托盤上將斷路器手車移動(dòng)到推車上；而且兩個(gè)托架由支撐桿的定位孔定位，可以使托架與斷路器手車相適配。安裝時(shí)只需要將托架的側(cè)邊與開關(guān)柜相對(duì)應(yīng)時(shí)，便可方便地安裝斷路器手車。

具體實(shí)施方式為：一種斷路器推車包括固定門型框架、活動(dòng)門型框架、剪刀型推拉支架、底座，所述固定門型框架與底座固定連接，所述底座頂部設(shè)置滑軌，所述固定門型框架由第一槽鋼、第一C型滑軌構(gòu)成，所述第一槽鋼與底座固定連接，所述第一槽鋼內(nèi)安裝第一C型滑軌，所述第一槽鋼中部設(shè)置第一動(dòng)支點(diǎn)、底部設(shè)置第一固定支點(diǎn)，所述第一動(dòng)支點(diǎn)在第一C型滑軌內(nèi)運(yùn)動(dòng)；所述活動(dòng)門型框架由第二槽鋼、第二C型滑軌構(gòu)成，所述第二槽鋼底部設(shè)置腳輪A，所述腳輪A沿著滑軌運(yùn)動(dòng)，所述第二槽鋼內(nèi)安裝第二C型滑軌，所述第二槽鋼中部設(shè)置第二動(dòng)支點(diǎn)、底部設(shè)置第二固定支點(diǎn)，所述第二動(dòng)支點(diǎn)在第二C型滑軌內(nèi)運(yùn)動(dòng)，所述活動(dòng)門型框架外側(cè)設(shè)置第一抓手、第二抓手；所述剪刀型推拉支架底部與第一固定支點(diǎn)、第二固定支點(diǎn)鉸接，頂部與第一動(dòng)支點(diǎn)、第二動(dòng)支點(diǎn)鉸接，所述剪刀型推拉支架一側(cè)通過(guò)橫桿相連接；所述底座上設(shè)置頂升裝置，所述頂升裝置與所述橫桿鉸接，所述底座前部設(shè)置腳輪B，后部設(shè)置萬(wàn)向輪。

具體所述固定門型框架外側(cè)設(shè)置扶手。所述扶手方便操作人員操控推車。

具體所述扶手與底座間設(shè)置防傾倒支架固定桿，所述防傾倒支架固定桿上鉸接防傾倒支架。所述防傾倒支架在取下、轉(zhuǎn)運(yùn)斷路器過(guò)程中，因斷路器中心過(guò)高，避免推車發(fā)生傾倒的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，不執(zhí)行轉(zhuǎn)運(yùn)斷路器任務(wù)時(shí)，可將防傾倒支架折疊至固定門型框架、活動(dòng)門型框架處，減少占用空間。

具體所述底座上設(shè)置有銷釘孔，所述防傾倒支架對(duì)應(yīng)設(shè)置通孔，所述通孔、銷釘孔內(nèi)放置銷釘。所述銷釘、通孔、銷釘孔可實(shí)現(xiàn)鎖緊防傾倒支架，避免防傾倒支架轉(zhuǎn)動(dòng)引發(fā)安全事故。

具體所述頂升裝置可采用液壓缸、氣動(dòng)缸、電推桿中的任意一種。

具體所述固定門型框架頂部設(shè)置第一加強(qiáng)桿。所述第一加強(qiáng)桿提高固定門型框架承重能力。

具體所述第一抓手由螺桿、搖把、豎向抓手構(gòu)成，所述螺桿與活動(dòng)門型框架螺紋連接，所述螺桿上固定連接兩個(gè)豎向抓手，所述豎向抓手相對(duì)設(shè)置，所述螺桿末端設(shè)置搖把。通過(guò)所述搖把驅(qū)動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)豎向抓手轉(zhuǎn)動(dòng)，豎向抓手連接斷路器門板上豎向安裝的把手，實(shí)現(xiàn)固定斷路器。

具體所述第二抓手由螺桿、搖把、水平抓手構(gòu)成，所述螺桿與活動(dòng)門型框架螺紋連接，所述螺桿上固定連接兩個(gè)水平抓手，所述水平抓手能圍繞螺桿軸線旋轉(zhuǎn)，所述螺桿末端設(shè)置搖把。通過(guò)所述搖把驅(qū)動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)水平抓手轉(zhuǎn)動(dòng)，水平抓手連接斷路器門板上水平安裝的把手，實(shí)現(xiàn)固定斷路器。

具體所述第一動(dòng)支點(diǎn)由軸承A、第一動(dòng)支點(diǎn)固定軸構(gòu)成，所述軸承A在第一C型滑軌上下移動(dòng)，所述第一動(dòng)支點(diǎn)固定軸穿入軸承A內(nèi)環(huán)，所述剪刀型推拉支架頂部與第一動(dòng)支點(diǎn)固定軸鉸接。所述軸承A與第一C型滑軌滑動(dòng)連接，減低摩擦，使得第一動(dòng)支點(diǎn)、剪刀型推拉支架、活動(dòng)門型框架運(yùn)行平穩(wěn)。

具體所述第二動(dòng)支點(diǎn)由軸承B、第二動(dòng)支點(diǎn)固定軸構(gòu)成，所述軸承B在第二C型滑軌上下移動(dòng)，所述第二動(dòng)支點(diǎn)固定軸穿入軸承B內(nèi)環(huán)，所述剪刀型推拉支架頂部與第二動(dòng)支點(diǎn)固定軸鉸接。所述承B與第二C型滑軌滑動(dòng)連接，減低摩擦，使得第二動(dòng)支點(diǎn)、剪刀型推拉支架、活動(dòng)門型框架運(yùn)行平穩(wěn)。

4 結(jié)論

本文研制的斷路器推車主要從生產(chǎn)實(shí)際需求出發(fā)，結(jié)合設(shè)備現(xiàn)狀、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、目前現(xiàn)有技術(shù)及工藝，有運(yùn)維人員創(chuàng)新性地自主研究設(shè)計(jì)而成，主要應(yīng)用于電路檢修裝備技術(shù)領(lǐng)域，含包括固定門型框架、活動(dòng)門型框架、剪刀型推拉支架、底座，所述固定門型框架與底座固定連接，所述底座頂部設(shè)置滑軌，所述固定門型框架由第一槽鋼、第一C型滑軌構(gòu)成，所述第一槽鋼與底座固定連接，所述第一槽鋼內(nèi)安裝第一C型滑軌，所述第一槽鋼中部設(shè)置第一動(dòng)支點(diǎn)、底部設(shè)置第一固定支點(diǎn)，所述第一動(dòng)支點(diǎn)在第一C型滑軌內(nèi)運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用本實(shí)用新型一種斷路器推車，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，使用、維護(hù)方便，取出、搬運(yùn)斷路器過(guò)程中不易傾倒，避免安全事故，操作人員距離斷路器較遠(yuǎn)，不易被斷路器砸傷，人機(jī)工程學(xué)優(yōu)異，為后續(xù)繼續(xù)深入研究和改進(jìn)提供了思路和方向，具有一定的依據(jù)和研究?jī)r(jià)值。