互感器二次端子多功能拆卸工具的設(shè)計

李杏　陳浩　黎藝苗　康錢江　莫仲輝

摘要：不同廠家生產(chǎn)的互感器型號眾多，二次端子箱內(nèi)外的螺栓形狀和大小不統(tǒng)一，給拆卸端子箱箱蓋和引線端子帶來了一定的困難，嚴重影響了預(yù)試工作效率?；诖?，設(shè)計了一種互感器二次端子多功能拆卸工具，包括棘輪、連接桿和操作裝置，用于快速拆卸互感器的二次端子箱，能夠避免作業(yè)人員多次重復(fù)攀爬互感器。

關(guān)鍵詞：互感器;二次端子箱;拆卸;工具

0 引言

互感器是狀態(tài)檢修試驗的重點設(shè)備，現(xiàn)場常用的互感器分為電流互感器、電壓互感器等。根據(jù)《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》（Q/CSG 114002—2011），需要定期對互感器進行預(yù)防性試驗，檢測互感器性能。110 kV電流互感器、電壓互感器試驗周期一般為6年，220 kV電流互感器、電壓互感器一般為3年。絕緣電阻測試、介損及電容量測試等試驗項目為常規(guī)的預(yù)防性試驗，這些項目往往都需要拆開互感器的二次端子箱箱蓋才能進行。進行預(yù)防性試驗工作時，互感器的試驗項目較多，試驗接線方式隨著試驗項目的更改而變化，需要多次拆卸互感器二次端子箱內(nèi)的引線端子。由于互感器廠家較多，二次端子箱上的螺栓并沒有統(tǒng)一標準，形狀和大小都不統(tǒng)一，常用的有十字螺栓、一字螺栓、六角螺栓等;不同廠家出廠的互感器二次端子箱內(nèi)部的引線端子也沒有統(tǒng)一標準。

互感器裝設(shè)的位置一般較高，110 kV、220 kV電流互感器、電壓互感器的操作平臺離地一般為3～5 m，500 kV電流互感器、電壓互感器的操作平臺離地一般為6～8 m，因此，對于不同電壓等級的設(shè)備，使用的登高工具也有差異，登高作業(yè)要用到人字絕緣梯、高空作業(yè)車等。

因此，作業(yè)人員工作時需要攜帶大量的手工具，重復(fù)攀爬人字梯或者重復(fù)使用高空作業(yè)車，給現(xiàn)場作業(yè)帶來了一定的作業(yè)風險、人身風險，嚴重影響了預(yù)試工作效率。

1 互感器預(yù)防性試驗作業(yè)流程

電流互感器、電壓互感器預(yù)防性試驗項目為絕緣電阻測試和介質(zhì)損耗及電容量測量。由于不同互感器絕緣電阻、介質(zhì)損耗及電容量測量的方法有所不同，因此，試驗接線方式也是有差異的。設(shè)備中不同部位絕緣電阻測量需要拆卸設(shè)備不同部位的引線，如N-地。介損試驗采用正接法需要解開和恢復(fù)二次端子N-地的連接，自激法需要解開和恢復(fù)二次端子N-地、da、dn的連接。電流互感器一般采用正接法，110 kV電壓互感器采用自激法，220 kV電壓互感器采用的是正接法、反接法和自激法。

110 kV、220 kV互感器預(yù)防性試驗作業(yè)流程：在試驗人員進行安全交底后，攀爬人字梯觀察互感器二次端子箱箱體外螺栓的形狀和大小，爬下至地面;選擇合適的手工具若干，攜帶手工具爬上人字梯進行箱體外螺栓的拆卸;拆卸完畢后，將若干手工具和螺栓放至互感器操作平臺，打開二次端子箱箱體，觀察二次端子N-地、da、dn螺栓的大小和形狀，爬下至地面;選擇合適的手工具若干，再次爬上人字梯拆卸箱體內(nèi)的二次端子，接上相關(guān)的試驗測試線，爬下至地面操作試驗;試驗完畢后，選擇合適的手工具若干，攀爬至合適的位置，對箱體內(nèi)的端子箱進行恢復(fù)，然后恢復(fù)二次端子箱箱蓋，爬至地面，收拾儀器，結(jié)束作業(yè)。

在作業(yè)流程中，試驗人員至少需要攀爬人字梯8次，還要拿著多個手工具，造成手工具容易被遺漏在設(shè)備操作平臺上，同時攀爬人字梯還存在安全問題等隱患。如果拆卸工作不順利，攀爬次數(shù)會相應(yīng)增多，嚴重影響作業(yè)效率;如果增設(shè)傳遞工具人員，整個作業(yè)人數(shù)會相應(yīng)增加。另外，500 kV互感器高度更高，需要借助高空作業(yè)車進行作業(yè)，要求作業(yè)人員有特種作業(yè)資質(zhì)水平，也增加了作業(yè)人員人數(shù)，不利于人機工效的提高。

2 互感器二次端子多功能拆卸工具設(shè)計

針對互感器預(yù)試過程中存在試驗人員重復(fù)攀爬人字梯，工作重復(fù)性高，效率低下的問題，設(shè)計一種互感器二次端子多功能拆卸工具，設(shè)計目標為只需攀爬一次人字梯就能完成互感器二次端子的拆卸工作。

設(shè)計關(guān)鍵點包括：（1）拆卸工具力矩的分布問題;（2）選取合適的金屬材料，既要耐磨、堅韌，又要便于加工;（3）加工棘輪與一字螺絲、十字螺絲、活動扳手、套筒相連接是難點。

其創(chuàng)新點在于：（1）能夠一次性完成電容式電壓互感器二次端子的拆卸工作，避免重復(fù)攀爬人字梯;（2）所設(shè)計的多功能拆卸工具的通用性較強。

如圖1所示，設(shè)計整體為便于攜帶的四角架結(jié)構(gòu)，包括棘輪、連接桿和操作裝置[1]。其中，連接桿的一端固定在棘輪外殼上，4個連接桿相鄰之間成90°角，并設(shè)置絕緣套，相鄰的連接桿可以形成力臂，方便操作、省時省力。操作裝置與連接桿的另一端固定連接，操作裝置包括外六角套筒、活動扳手、一字螺絲刀和十字螺絲刀。

互感器二次端子多功能拆卸工具是根據(jù)各種常見廠家的互感器二次端子箱內(nèi)外螺栓的形狀、大小進行設(shè)計的：外六角套筒套頭為14 mm;活動扳手的規(guī)格為8寸;一字螺絲刀刀頭寬度為4 mm;十字螺絲刀規(guī)格為PH3×50;棘輪位于最中央，規(guī)格為10 mm，如圖2所示;所有連接桿長度均為50 mm。

使用過程中，互感器端子為十字螺栓、一字螺栓、14 mm外六角套筒、10 mm棘輪時，直接使用相應(yīng)型號的連桿臂，另外兩個連桿形成手柄，利用杠桿原理，旋轉(zhuǎn)省力。若互感器端子不是常規(guī)規(guī)格型號的螺栓，可以用活動扳手連桿臂進行拆卸。

3 互感器二次端子多功能拆卸工具應(yīng)用效果

本文研制的互感器二次端子多功能拆卸工具，在變電站電流互感器、電壓互感器預(yù)防性試驗中實現(xiàn)了只需攜帶一個工具即可完成拆卸任務(wù)，應(yīng)用效果良好。

（1）優(yōu)化了互感器預(yù)防性試驗作業(yè)流程。在進行安全交底后，攜帶多功能拆卸工具攀爬人字梯進行箱體外螺栓的拆卸;拆卸完畢后，打開二次端子箱箱體，拆卸箱體內(nèi)的二次端子，接上相關(guān)的試驗測試線，爬下至地面操作試驗;試驗完畢后，對箱體內(nèi)的端子箱進行恢復(fù)，然后恢復(fù)二次端子箱箱蓋，爬下至地面，收拾儀器，結(jié)束作業(yè)。

（2）降低了作業(yè)風險。未使用多功能拆卸工具前，試驗人員需要攜帶多個手工具，重復(fù)攀爬人字梯至互感器架進行作業(yè)，且拆卸過程中需要不斷更換手工具，容易造成暫未使用的手工具因數(shù)量多或者收納擺放位置不對，從高空掉落，砸傷其他地面作業(yè)人員。使用多功能拆卸工具后，試驗人員只需要攜帶一個手工具就可以完成拆卸任務(wù)。

（3）提高了作業(yè)效率。未使用多功能拆卸工具前，作業(yè)人員需要重復(fù)攀爬人字梯觀察互感器二次端子箱箱體及箱內(nèi)引線端子螺栓形狀及大小。使用多功能拆卸工具后，只需攀爬一次就能完成拆卸任務(wù)。

（4）減少了維護管理工作。根據(jù)手工具相關(guān)管理標準，手工具在每次領(lǐng)用歸還時都需要對其進行外觀檢查，每6個月對其進行一次檢查維護。采用多功能拆卸工具替代常規(guī)工具后，可以大大減少常規(guī)手工具的數(shù)量。

采用互感器二次端子多功能拆卸工具前后，具體作業(yè)情況對比分析如表1所示。

4 結(jié)語

互感器二次端子多功能拆卸工具帶來了一定的時間效益，能夠保障預(yù)試工作如期順利地完成，也為B修、定檢工作爭取了寶貴的時間。除了時間效益，該工具還能有效降低互感器測試作業(yè)過程中的人身風險和高空墜物作業(yè)風險，減少維護管理工作量。

在現(xiàn)運行的電網(wǎng)中，110 kV及以上電壓等級的電流互感器、電壓互感器數(shù)量龐大，每天都有大量的試驗人員對其進行預(yù)試工作。而每次工作中作業(yè)風險的降低、作業(yè)效率的提高，將伴隨龐大的基數(shù)而形成巨大的效益，因此互感器二次端子多功能拆卸工具對于安全、高效生產(chǎn)具有重要意義[2]。

該工具目前在電力系統(tǒng)中為首創(chuàng)，已申請專利，可在全電網(wǎng)推廣使用。

[參考文獻]

[1] 康錢江，李杏，莫仲輝，等.一種互感器二次端子拆卸工具：201922215992.0[P].2019-12-10.

[2] 劉罡，于洋，韓佳妤，等.電容式電壓互感器二次端子箱接地點虛接對現(xiàn)場檢定的影響[J].東北電力技術(shù)，2015，36（6）：17-19.

收稿日期：2021-08-06

作者簡介：李杏（1986—），女，湖南邵陽人，工學(xué)碩士，工程師，從事高壓絕緣技術(shù)、電力系統(tǒng)運行、規(guī)劃等工作。

陳浩（1989—），男，湖南湘潭人，工學(xué)碩士，工程師，從事繼電保護、安全管理、電力系統(tǒng)運行、規(guī)劃等工作。