中置式高壓開關柜檢修平臺改進裝置的設計與優(yōu)化

國網(wǎng)河南省電力公司超高壓公司 孫桐妍 柳 青 朱 穆 石 博

1 引言

針對中置式高壓開關柜檢修平臺存在的結構力差、承重不足、升降不便等問題，本文提出了一種改進措施。通過加強裝置的結構強度、采用液壓傳動、增設水平位移調整機構和安裝新型腳輪等方式，以提高平臺的性能。改進后的平臺提高了承載能力、實現(xiàn)了平穩(wěn)升降、簡化了水平調整流程，降低了操作人員的工作強度和事故風險[1]。本文研究成果可應用于大部分中置式高壓開關柜檢修平臺改進，提高檢修效率和倒閘操作安全性，具有廣泛的應用前景和較高的經(jīng)濟價值。

2 裝置與目標

2.1 研制中置式高壓開關柜檢修平臺改進裝置

旨在研制一種改進的中置式高壓開關柜檢修平臺，以提高檢修效率和倒閘操作安全性。該檢修平臺將針對現(xiàn)有設備的不足進行優(yōu)化，提高設備的承載能力、操作便利性和精確性。

2.2 提高檢修平臺強度和承重力

目前，市面上的中置式高壓開關柜檢修平臺普遍存在承重能力不足的問題，特別是在承載PT 小車和開關小車時，車體框架容易發(fā)生嚴重形變，導致中置手車拉出后無法正常承托，甚至滑脫、傾倒引發(fā)人身事故。因此，本項目將通過優(yōu)化結構設計和選用高強度材料，以提高檢修平臺的承載能力，確保設備在承重狀態(tài)下保持穩(wěn)定。

2.3 增加液壓裝置

現(xiàn)有的中置式高壓開關柜檢修平臺在調整高度時往往需要手動操作，費力且不便。為解決這一問題，本項目將在檢修平臺中引入液壓傳動裝置，實現(xiàn)平臺的平穩(wěn)升降。這樣，操作人員可以更方便地調整平臺的高度，提高了工作效率[2]。

2.4 增加球螺紋線性滑軌機構

中置式高壓開關柜檢修完畢恢復運行時，需要將PT 小車和開關小車準確地推入開關柜。現(xiàn)有的檢修平臺往往難以實現(xiàn)這一要求，導致操作人員需要花費大量時間進行手動調整。為解決這一問題，本項目將在檢修平臺中采用球螺紋線性滑軌機構，實現(xiàn)平臺水平的精準調整，從而簡化操作流程，提高檢修效率。

3 理論和實踐依據(jù)

3.1 研究內容的原理簡述

本研究內容主要基于機械設計基本概念及設計通則（GBT15706.2-2007）和液壓元件通用技術條件（GBT7935-1987）等理論和實踐依據(jù)。機械設計基本概念及設計通則提供了設備設計的基本要求和指導，包括結構設計、傳動設計和材料選擇等方面，以確保設備的可靠性和耐用性。液壓元件通用技術條件為液壓系統(tǒng)的設計、制造和測試提供了技術依據(jù)，涉及液壓泵、液壓缸、液壓管路等方面，有助于提高液壓傳動系統(tǒng)的工作效率和使用壽命。在項目的研究過程中，將根據(jù)這些理論和實踐依據(jù)，綜合考慮結構設計、液壓傳動系統(tǒng)設計和材料選擇等因素，以提高中置式高壓開關柜檢修平臺的性能和可靠性。通過優(yōu)化設計和選用合適的材料和元件，將解決平臺結構力差、承重不足、升降不便等問題，提高工作現(xiàn)場檢修效率和倒閘操作安全性。

3.2 項目研究內容的理論或者實踐依據(jù)

一是機械設計基本概念及設計通則（GBT15706.2-2007）：本研究涉及的結構設計、傳動設計和材料選擇等方面都需要遵循機械設計基本原則，以確保設備的可靠性和耐用性。機械設計通則提供了設備設計的基本要求和指導，有助于確保改進后的檢修平臺在力學性能、使用壽命和操作安全性等方面達到預期水平。二是液壓元件通用技術條件（GBT7935-1987）：本研究采用的液壓傳動系統(tǒng)需要滿足相關技術標準，以確保液壓裝置的安全性、穩(wěn)定性和耐用性。液壓元件通用技術條件為液壓系統(tǒng)的設計、制造和測試提供了技術依據(jù)，有助于提高液壓傳動系統(tǒng)的工作效率和使用壽命。三是項目研究的關鍵和難點。

第一，液壓泵行程及升降速度的選型及配套：選擇合適的液壓泵行程和升降速度，以提高平臺的升降效率，同時確保設備的穩(wěn)定性。在這一過程中，需要綜合考慮液壓泵的功率、流量、壓力等方面的因素，以便實現(xiàn)最佳的升降效果[3]。此外，還需要為液壓泵選擇合適的配套元件，如油缸、閥組等，以確保整個液壓系統(tǒng)的高效運作。

第二，剪叉升降結構的定型：確定剪叉升降結構的具體形式，以提高平臺的承載能力和穩(wěn)定性，同時降低設備的制造成本。剪叉升降結構有多種形式，如單剪結構、雙剪結構等。本項目需要根據(jù)實際需求，綜合考慮成本、效率、穩(wěn)定性等因素，選擇最佳的剪叉升降結構形式。

第三，球螺紋線性滑軌機構的設計：合理設計球螺紋線性滑軌機構，提高平臺的水平調整精度，簡化操作流程。球螺紋線性滑軌機構的設計需要考慮到滑軌的精度、承載能力、耐磨性等方面。通過優(yōu)化設計，可以提高平臺的水平調整精度，從而簡化操作流程，提高檢修效率。

4 研究內容和實施方案

4.1 新研發(fā)設備設計承重結構

本研究將基于承重300kg 以上的要求進行設備設計，以提高平臺的承載能力。結構設計方面，將采用高強度材料（如Q345鋼）以提高設備強度，同時優(yōu)化結構布局，確保設備穩(wěn)定可靠。承重結構的設計是關鍵之一，需要綜合考慮設備的承載能力、剛度和穩(wěn)定性等因素。在滿足承載要求的前提下，通過優(yōu)化結構設計，可以降低設備的制造成本，提高設備的可靠性和使用壽命。

4.2 采用剪叉式升降結構

將采用腳踏自鎖式液壓傳動，實現(xiàn)平臺的自動升降。同時，采用剪叉式升降結構，提高平臺的承載能力和穩(wěn)定性。腳踏液壓機構安裝于平臺底部，增強平臺操作穩(wěn)定性。液壓傳動系統(tǒng)的設計是另一關鍵部分，需要綜合考慮液壓泵的功率、流量、壓力等方面的因素，以便實現(xiàn)最佳的升降效果。剪叉式升降結構有多種形式，如單剪結構、雙剪結構等。需要根據(jù)實際需求，綜合考慮成本、效率、穩(wěn)定性等因素，選擇最佳的剪叉升降結構形式。

4.3 增加水平位移調整機構

通過平臺兩側增設水平位移調整機構，采用精密直線滑軌作為運動接觸部分，提高平臺的水平調整精度。通過驅動控制部分的球螺紋絲桿和滾珠軸承，實現(xiàn)平臺輕便、精準的水平調整。水平位移調整機構的設計是又一個關鍵部分，需要綜合考慮平臺的水平調整精度、操作便捷性等因素。通過優(yōu)化設計，可以提高平臺的水平調整精度，從而簡化操作流程，提高檢修效率。在實現(xiàn)水平位移調整的基礎上，還需注意操作人員的安全性，通過增加安全防護裝置等措施，確保操作人員在調整過程中的安全。

4.4 安裝靜音橡膠腳輪

在平臺底部安裝四只6寸萬向帶剎車大載重靜音橡膠腳輪，提高平臺的移動靈活性。靜音橡膠腳輪可降低操作噪聲，提高操作舒適性。同時，腳輪具備剎車功能，確保平臺在原地旋轉時穩(wěn)定可靠。腳輪的選擇和安裝是本項目的一個重要環(huán)節(jié)，需要綜合考慮腳輪的承載能力、靈活性、靜音效果等因素。通過優(yōu)化設計和選擇合適的腳輪，可以提高平臺的移動性能，方便操作人員在現(xiàn)場進行靈活操作。

5 創(chuàng)新點和解決的主要問題

5.1 通過增加裝置的結構強度

通過優(yōu)化結構設計和選用高強度材料，提高了檢修平臺的承載能力，避免了承重時車體框架發(fā)生嚴重形變。這一改進解決了原有檢修平臺在承載能力方面的不足，提高了設備的可靠性和安全性。同時，通過優(yōu)化結構設計，降低了設備的制造成本，提高了設備的經(jīng)濟效益。為了實現(xiàn)這一改進，將采用有限元分析方法對平臺結構進行優(yōu)化設計，以提高承載能力并減輕重量。此外，將選用高強度材料，如Q345鋼，以提高平臺強度。通過這些措施，有望解決原有檢修平臺在承載能力方面的問題，提高設備的性能和可靠性。

5.2 增加液壓裝置

采用液壓傳動裝置，實現(xiàn)了平臺的自動升降，降低了操作人員的勞動強度，提高了工作效率。這一改進解決了原有檢修平臺在升降操作方面的不便，提高了設備的易用性和操作舒適性。此外，通過采用液壓傳動系統(tǒng)，提高了平臺的升降效率，從而提高了檢修作業(yè)的效率。為了實現(xiàn)這一改進，將設計一種腳踏自鎖式液壓傳動系統(tǒng)，以便在升降過程中保持平臺穩(wěn)定。同時，將優(yōu)化液壓系統(tǒng)的設計，以提高系統(tǒng)的效率和可靠性。

首先，在設計腳踏自鎖式液壓傳動系統(tǒng)時，將關注以下幾個方面：液壓泵的選擇、液壓缸的選型與安裝、液壓管路的布置以及液壓控制系統(tǒng)的設計。液壓泵作為整個液壓系統(tǒng)的動力源，其類型、流量和壓力等方面都需要根據(jù)具體要求進行選擇。同樣，液壓缸的選型和安裝也需要根據(jù)平臺的負載和行程要求進行確定。液壓管路的布置則要考慮液壓油的流速、壓力損失和管路振動等因素。最后，液壓控制系統(tǒng)的設計需要確保液壓系統(tǒng)能夠實現(xiàn)自動升降、速度調節(jié)和安全保護等功能。其次，在優(yōu)化液壓系統(tǒng)設計方面，將從提高系統(tǒng)的效率和可靠性入手。具體措施包括：采用高效的液壓元件，如液壓泵、液壓閥等，以降低壓力損失和功率損失；優(yōu)化液壓管路的布置，以減少壓力損失和管路振動；設置安全保護裝置，如液壓鎖、溢流閥和順序閥等，以確保液壓系統(tǒng)的安全性和可靠性。

5.3 增加球螺紋線性滑軌機構

本項目采用的球螺紋線性滑軌機構實現(xiàn)了平臺水平的精準調整，簡化了操作流程，提高了檢修效率。這一改進解決了原有檢修平臺在對正設備時的困難，提高了設備的操作精度和便利性。通過優(yōu)化球螺紋線性滑軌機構的設計，提高了平臺的水平調整精度，從而提高了檢修作業(yè)的準確性和安全性。

5.4 降低操作人員的工作強度和事故風險

通過改進措施，降低了操作人員的工作強度，提高了操作安全性，降低了事故風險。這一改進對于提高檢修作業(yè)的效率和可靠性具有重要意義。首先，通過優(yōu)化結構設計和采用液壓傳動，降低了操作人員在升降平臺上所需的體力勞動。其次，通過增設水平位移調整機構和安裝新型腳輪，提高了平臺的移動性能和操作便利性，從而降低了操作人員在現(xiàn)場操作時的工作強度。此外，通過提高設備的可靠性和安全性，降低了操作人員在作業(yè)過程中發(fā)生事故的風險。

6 產生的經(jīng)濟效益和社會效益

6.1 可在全國網(wǎng)系統(tǒng)內推廣

本研究成果可應用于大部分中置式高壓開關柜檢修平臺改進，提高檢修效率和安全性，具有廣泛的應用前景和較高的經(jīng)濟價值。首先，通過對現(xiàn)有設備的升級改造，可以提高設備的使用壽命和可靠性，從而降低設備的更新成本。其次，通過提高檢修效率，可以縮短設備停機時間，提高電力系統(tǒng)的運行效率。最后，本項目的研究成果還可以推廣至其他類似的電力設備檢修領域，從而提高整個電力行業(yè)的設備維護水平。

6.2 降低操作人員工作強度

改進措施降低了操作人員的工作強度，提高了操作安全性，有助于降低勞動事故風險，具有良好的社會效益。首先，通過降低操作人員的工作強度，可以提高工作效率和員工的工作滿意度。其次，通過提高設備的安全性能，可以減少設備故障和人員傷亡事故的發(fā)生，從而降低企業(yè)的運營風險。最后，研究成果還可以提高電力行業(yè)的整體安全水平，為社會的穩(wěn)定發(fā)展作出貢獻。

7 結語

通過對中置式高壓開關柜檢修平臺的改進，提高了平臺的性能，解決了原有設備存在的問題。改進后的平臺具有更高的承載能力、更便捷的升降操作和更精確的水平調整功能，降低了操作人員的工作強度和事故風險。研究成果有望在全國范圍內推廣應用，為電力行業(yè)的設備檢修提供更好的支持，具有廣泛的應用前景和較高的經(jīng)濟價值。