变电站开关柜通用多功能检修小车的研制
时间：2023-04-16 21:15:02 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
吕 健，王 强，孙 磊，李 垚
（国网山东淄博供电公司，山东 淄博 255000）
目前国网山东淄博供电公司所管辖30 座220 kV变电站、84 座110 kV 变电站和14 座35 kV 变电站，与此同时，随着每年都有新建变电站投入运行，所管辖的变电站逐年增多，变电站所采用的10、35 kV手车开关柜设备多种多样，其生产厂家众多，不同生产厂家生产的手车开关柜设备各不相同，同时变电站在后期更换、改造投运的新手车开关柜设备与其他原有设备可能也不相同，这也造成不同变电站甚至是同一个变电站，手车开关柜检修小车类型众多[1-2]。
10、35 kV 手车开关柜是10、35 kV 电压等级的一种常用开关设备，在柜体前面设有断路器室、母线室及电缆室分隔开，母线室在中间的开关柜又称为中置式开关柜。在柜体的母线室内设有手车开关、隔离手车、TV 手车、避雷器手车等各种不同型号的手车元件[3-5]。目前，开关柜手车在检修过程中使用的检修小车主要是平台式检修小车。
通过对国网山东淄博供电公司变电运维中心近4 年（2018-2021 年）倒闸操作记录进行查询，发现将手车开关柜手车拉至检修位置的操作次数成逐年递增趋势，2021 年达到168 次，如表1 所示。
表1 2018-2021 年手车拉至检修位置的操作次数
由于手车开关、隔离手车、TV 手车、避雷器手车等各种不同型号的手车，不同厂家生产的不同型号手车开关高度、宽度和重量存在较大差异，在大型操作中须要操作多种手车时，经常须要多次更换使用相对应类型的检修小车，只能手动进行高度调节以完成对位工作，操作过程费时费力，给运维人员操作增加了难度。
在母线停送电操作中，运维人员须要将不同种类的手车拉至检修位置进行检修，因此须要使用不同的检修小车。小组成员选择了最近有母线停送电操作10 座变电站，统计手车开关柜检修小车的种类都在3 种以上，以及停母线操作中将一台手车拉至检修位置所需时间平均为21.60 min。
综上所述，研制一种变电站开关柜通用多功能检修小车，能够适用于所有类型开关柜，电动调节宽度和高度，高效精准对位，缩短操作时间，提高开关车检修时倒闸操作效率，降低减轻运维人员工作强度。
研制种变电站开关柜通用多功能检修小车将一台手车拉至检修位置所需时间小于15 min。将一台手车拉至检修位置所需时间包括手车拉至检修位置操作时间、高度等调节时间、将检修小车移动至操作位置的时间，即t=t操作+t调节+t移动。
小组成员根据叉车式AGV 小车以及各检修小车厂家的设计思路，针对研制一种变电站开关柜通用多功能检修小车的设计思路：借鉴叉车式AGV小车整体结构。提出方案一：叉车式结构的变电站开关柜通用多功能检修小车方案；
借鉴各检修小车厂家设计思路，提出方案二：平台式结构的变电站开关柜通用多功能检修小车方案。对2 种方案从使用范围、设计难度、稳定性、使用难易程度进行分析，如表2 所示。
表2 方案对比
根据综合分析，小组成员最终确定研制一种变电站开关柜通用多功能检修小车采用方案一：叉车式结构的变电站开关柜通用多功能检修小车，同时对方案进行分解。
4.1 安装直流电机
直流电机输出效率性能优于交流电机，可以用电池进行供电，使用更加方便。直流电机部分组装完成后，对直流电机部分与铅酸蓄电池进行了连接调试。
4.2 制作蜗轮蜗杆
蜗轮蜗杆式的传动比性能与承重稳定性性能都优于锥形轮式传动，传动效率方面二者相差不大。传动性能方面，由于蜗轮蜗杆式传动只能正向转动，无法反向转动，因此具有自锁功能。而锥形轮传动方式则不具备这样的功能。根据设计图纸加工制作蜗轮蜗杆，制作完成后的蜗轮蜗杆以及丝杠经测量符合尺寸要求，完成蜗轮蜗杆之间的连接，对组装完成的传动单元进行试验。
4.3 制作操作按键
采用按键操作传动单元进行升降，可调档位多，操作精度高。按设计要求制作操作按键，与连接传动单元连接进行试验。
4.4 制作并在小车框架上加装稳定轴承
轴承式操作固定单元将固定轴承嵌入或焊接在检修小车侧面，利用固定轴承连接操作单元与传动单元。按设计要求制作轴承，并与车体进行焊接，将轴承与操作按键连接后进行试验。
4.5 安装万向轮
万向轮转弯半径小，转向灵活。移动速度块。根据万向轮尺寸，安装在小车框架，进行万向轮性能测试。
4.6 安装铅酸蓄电池
铅酸蓄电池输出电压稳定性好，续航能力强。根据所需铅酸蓄电池容量、电压，安装在检修小车框架，进行铅酸蓄电池性能测试。
4.7 制作单边限位式轨道
限位单元设置在叉车式检修小车两侧以及顶部的远离开关柜侧，用于限制开关手车位置，防止拉出开关手车时手车位置碰撞小车其他调节部分。单边限位式轨道在结构、重量、成本上均就有较大优势，最终选择单边限位式。确定单边轨道尺寸，按尺寸要求制作轨道，将轨道固定后进行试验。
4.8 加工限位柱并安装
热塑橡胶材质限位柱的抗撞击性能及耐久性更好。因此，选择热塑橡胶材质限位柱为最佳方案。按照设计要求加工限位柱，并在叉车式台面上安装，对安装完成的限位柱进行撞击试验。
4.9 整体组装试验
将制作完成的各零部件进行了组装、焊接，将高度调节单元、宽度调节单元、动力单元及车体框架等部分组装成变电站开关柜通用多功能检修小车。实物图如图1 所示。
图1 变电站开关柜通用多功能检修小车
经开关柜检修小车生产厂家鉴定测试合格后，测试检修小车调节至各种不同高度、宽度尺寸时，均能承重180 kg，满足所辖变电站手车开关最大重量为160 kg 的要求，承重性、稳定性良好。
变电站开关柜通用多功能检修小车装配加工完毕并经开关柜检修小车生产厂家鉴定测试合格、公司运维检修部及安全监察部提出了应用申请并获批后，在20 座有相关倒闸操作的变电站进行了试验，记录了将一台手车拉至检修位置所需时间为14.24 min，小于15 min，并且满足在各种调节尺寸下承载重量180 kg 的目标要求。
变电站开关柜通用多功能检修小车在实现了适用于全部类型、型号、尺寸的开关手车的同时，将一台手车拉至检修位置所需时间已经从21.60 min 降低到14.24 min，降幅高达34.01%。极大地提高了运维人员的工作效率，减轻运维人员的工作强度，解决了传统检修小车使用过程中存在的须要多次更换的问题，并且缩短了变电运维人员操作时间，提高了供电可靠性，使开关柜小车设施更加规范、统一，提高了设备管理水平。
猜你喜欢蜗杆开关柜限位浅谈起重机双限位的设置中国特种设备安全(2022年6期)2022-09-20分体式消隙蜗杆副瞬态动力学研究陕西理工大学学报(自然科学版)(2020年6期)2021-01-15蜗杆砂轮磨齿机液压系统故障分析及节能改造装备制造技术(2020年4期)2020-12-25数控车床蜗杆加工工艺创新实践设备管理与维修(2020年20期)2020-11-17某型轴承限位销装配工装的改进与应用哈尔滨轴承(2020年4期)2020-03-17高低压开关柜安装时应注意的问题电子制作(2018年10期)2018-08-04分阶段减少母猪限位栏的使用猪业科学(2018年4期)2018-05-19基于ANSYS Workbench的ZC1型蜗杆副瞬态动力学分析*组合机床与自动化加工技术(2018年3期)2018-04-03防自动弹出的摩托车、电动车锁新能源科技(2018年1期)2018-02-17一种用于低压开关柜“S”形型材的设计与运用山东工业技术(2016年15期)2016-12-01
