10 kV中置柜刀閘口擋板開啟工具的研制與應(yīng)用

武魯曉，劉 釗，徐東生，張大偉，秦 松

（國網(wǎng)泰安供電公司，山東 泰安 271000）

0 引言

變電站10 kV低壓側(cè)設(shè)備大多采用中置手車式開關(guān)柜，當(dāng)線路改造后或新線路投入運(yùn)行前，為避免該線路相序錯(cuò)誤出現(xiàn)故障短路造成用戶損失，在送電前必須進(jìn)行一次核相試驗(yàn)，相序正確后方可送電。核相試驗(yàn)屬于帶電作業(yè)，危險(xiǎn)程度高，安全措施至關(guān)重要。其工作過程為：拉出斷路器，試驗(yàn)人員使用工具打開中置柜刀閘口擋板，露出帶電的母線和出線閘口，再用核相器以母線相序?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)與出線反送電源相序進(jìn)行核對［1］。由于中置柜的斷路器室空間狹小，核相前刀閘口擋板開啟時(shí)的安全問題突出。

1 中置柜刀閘口擋板開啟工具現(xiàn)狀

對公司所轄64座變電站10 kV設(shè)備區(qū)開關(guān)柜型式進(jìn)行調(diào)查，有56座變電站均采用中置柜模式，占比近90%，這說明大部分變電站核相工作都存在安全距離不夠的問題。

利用現(xiàn)有工具，試驗(yàn)人員進(jìn)行擋板開啟操作時(shí)，手部和頭部與帶電觸頭的距離非常近，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足安全規(guī)程對于10 kV帶電作業(yè)人身與帶電體安全距離大于0.4 m的要求，安全隱患很大。

針對現(xiàn)有中置柜刀閘口擋板開啟工作的危險(xiǎn)性和復(fù)雜性，開發(fā)一種安全性高、通用性強(qiáng)的擋板工具，能有效提升一次核相工作安全性和工作效率。

2 中置柜刀閘口擋板開啟工具的研制

2.1 中置柜刀閘口擋板開啟工具方案設(shè)計(jì)

10 kV中置柜中的刀閘口擋板（活門）安裝在斷路器室的后壁上。手車從試驗(yàn)位置移動(dòng)到工作位置過程中，隔板自動(dòng)打開，反方向移動(dòng)手車則完全復(fù)合，保障了操作人員不觸及帶電體。活門的閉合是靠兩側(cè)彈簧機(jī)構(gòu)作用于左右側(cè)傳動(dòng)連板，從而控制連接支撐架拉緊上下兩塊擋板實(shí)現(xiàn)的。外力開啟可以直接作用于上下?lián)醢迨┘由舷路捶较虻淖饔昧⑵淅_，也可以間接作用與柜內(nèi)兩側(cè)的連板聯(lián)動(dòng)分開上下?lián)醢澹?］。

根據(jù)工具設(shè)計(jì)制造要求需要對擋板開啟工具的尺寸、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行確定。

2.1.1 尺寸確定

手車框架的調(diào)節(jié)必須與斷路器室的尺寸相配合，同時(shí)為滿足工具安全性目標(biāo)要求，最小框架深度應(yīng)不小于0.4 m［3］。為了保證小車的通用性，選取所收集開關(guān)柜內(nèi)部尺寸的大小極值作為參考，小車框架尺寸調(diào)節(jié)范圍的具體數(shù)據(jù)如下：

1）小車可調(diào)節(jié)框架深度調(diào)節(jié)范圍：調(diào)節(jié)范圍550～800 mm。

2）小車可調(diào)節(jié)框架寬度調(diào)節(jié)范圍：調(diào)節(jié)范圍500～750 mm。

2.1.2 材質(zhì)選擇

選取抗沖擊耐腐蝕、易加工、成本適中的不銹鋼作為主材料［4］。

2.1.3 結(jié)構(gòu)形式

采用可調(diào)節(jié)的底盤框架加固定的運(yùn)動(dòng)輪軸承，其尺寸調(diào)節(jié)范圍大，調(diào)節(jié)精度高，質(zhì)量輕、易加工，能滿足功能要求［5］?？烧{(diào)節(jié)的底盤框架加固定的運(yùn)動(dòng)輪軸承方案主要包括可調(diào)節(jié)的矩形空心不銹鋼框架、擋板連動(dòng)固定式連桿壓合部件、配合中置柜導(dǎo)軌的手車運(yùn)動(dòng)輪、鎖定銷與開關(guān)柜鎖定的手車鎖定部件4部分，各部件采用鉚接、焊接、螺栓連接、螺栓壓接4種連接方式進(jìn)行連接。

通過多次分析試驗(yàn)，設(shè)計(jì)出10 kV中置柜刀閘口擋板開啟工具的方案，根據(jù)確定的10 kV中置柜刀閘口擋板開啟工具的方案，繪制了工具的結(jié)構(gòu)草圖，如圖1所示。

圖1 開啟工具結(jié)構(gòu)草圖

2.2 中置柜刀閘口擋板開啟工具實(shí)物研制

根據(jù)CAD繪制的開啟工具，采用3 mm厚度［6］的矩形空心不銹鋼材料進(jìn)行焊接加工制作。固定式連桿壓合部件采用3 mm厚度的不銹鋼板進(jìn)行加工制作。運(yùn)動(dòng)輪選用直徑為4 cm的不銹鋼滑輪［7］。在手車開啟工具操作一側(cè)的不銹鋼空心框架內(nèi)設(shè)計(jì)安裝彈簧鎖定機(jī)構(gòu)，自然狀態(tài)下鎖定銷在內(nèi)部彈簧作用下彈出，推入工具時(shí)拉動(dòng)控制桿將鎖定銷連動(dòng)壓入。手車開啟擋板到位后，松開控制桿鎖定銷自動(dòng)彈出與開關(guān)柜門處插孔鎖定，確保手車在核相工作中不移動(dòng)。

在焊接加工制作的不銹鋼框架上鉚接支撐板，將固定式壓合構(gòu)件與支撐板用螺栓連接，安裝所有的運(yùn)動(dòng)滑輪，可調(diào)節(jié)模塊間加裝螺栓壓接起緊固作用，將所有非調(diào)節(jié)部件緊固。組裝后的可調(diào)節(jié)不銹鋼框架實(shí)物圖如圖2所示。

圖2 工具組裝完成實(shí)物圖

3 現(xiàn)場實(shí)施實(shí)例

結(jié)合秋檢開關(guān)柜停電計(jì)劃，對110 kV虎山變電站10 kV配電室中利用新研制的中置柜刀閘口擋板開啟工具進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)。

利用開啟工具進(jìn)行擋板開啟工作，操作人員全程在中置柜外，與帶電部位安全距離大于50 cm，滿足安全規(guī)程要求。

隨后在不同廠家不同型號10 kV中置柜中進(jìn)行刀閘口擋板開啟試驗(yàn)，試驗(yàn)信息如表1。

表1 不同廠家開關(guān)柜擋板開啟試驗(yàn)信息統(tǒng)計(jì)表

由統(tǒng)計(jì)可得出，由于采用了新的開啟工具，只需1名作業(yè)人員就能順利操作開啟擋板，并且能夠做到一機(jī)多用，可以應(yīng)用于不用廠家中置柜擋板開啟工作，有很好的通用性。此外，工具結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)合理，操作簡便，如表1所示，開啟擋板平均用時(shí)為30.6 s，此輔助效益大大提高了核相工作效率。

4 結(jié)束語

核相工作在電力系統(tǒng)電氣操作中起著至關(guān)重要的作用。本論文研制的10 kV中置柜刀閘口擋板開啟工具，操作方便，安全性高，解決了安全距離不足的問題，擁有良好的通用性，降低了現(xiàn)場試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了10 kV中置柜核相試驗(yàn)的工作效率。