10kV线路配电变压器JP柜折叠式检修平台装置的研发与应用

0引言

在现代电力系统中,大型变压器扮演着至关重要的角色,它们不仅是互联电网中的关键节点,还是功率交换的重要枢纽,其可靠性和安全性对于整个电网的稳定运行至关重要^[1]。目前,随着城市化进程的推进和电力需求的增加,变压器的安装和维护已成为电力工业面临的一个主要挑战。尤其是配电变压器JP柜,根据国家电网公司的安装标准,其距离地面的高度不得低于2 m,这使得其任何检修活动均被归类为一级高处作业。传统的检修方法,如使用人字梯或登杆操作,存在显著的安全隐患和效率问题。操作人员在对JP柜执行停电、装表、抄表及无功补偿调试等任务时,不仅面临着坠落的风险,还常因地面不平整而无法稳固梯具。此外,随着配网自动化技术的发展,JP柜内部将安装更多的传感器和监测设备,这进一步加剧了检修的复杂性和操作上的不便利。鉴于上述背景,研发一种折叠式检修平台装置变得迫切且必要。该装置旨在优化传统的JP柜检修流程,通过其折叠式设计,不仅可以在狭窄的城市环境中轻松展开和收纳,还能显著提高检修作业的安全性和效率。这种创新性解决方案,可以解决传统检修方法操作不便的问题,降低高空作业的风险,确保电力工作人员的身体健康和安全,并进一步提升供电系统的可靠性和维护效率。

1配电变压器JP柜检修工作存在的问题

1.1作业人员技能不成熟

电力状态检修、故障抢修等涉及的知识多,维修作业人员并不是人人都对电力设备维护和检修工作了如指掌,不少作业人员仅熟悉基础的理论知识,缺乏实战经验,在紧急条件下更是难以应对。

1.2检修操作难度大

电力系统10 kV变压器的安装是一个工序相当复杂和重要的过程,安装质量的好坏直接影响到变压器的安全稳定运行。

在日常工作中,地区配网线路需频繁开展配变 JP柜检修、抄表、无功补偿柜调试、空气开关停电等操作,广泛使用人字梯进行作业。

根据高空作业规范要求,一般配变JP柜安装距地面不应小于2m,属于高空作业中的一级高处作业,需要做好安全措施,办理工作票,在检修前制定安全技术措施,并向所有检修施工人员进行技术交底,让所有操作人员知晓并签字确认。

1.3电力检修风险

通常情况下,10 kV配电线路在郊外都采用架空安装,但是当遇到恶劣天气的时候,配电线路基座可能发生倾斜或倒塌,在采用传统的人字梯进行配电 JP柜检修、抄表、无功补偿调试时,检修工作人员很容易因为人字梯不稳而跌落,从而导致腿部、头部发生碰撞。

减少甚至杜绝高处作业导致的人身事故发生,保障人员频繁登高作业安全,已成为运检人员的迫切需求。因此,研制10 kV架空线路配电变压器JP柜折叠式检修平台装置^[2],从而杜绝高处作业风险,确保工作人员人身安全十分必要。

2研制方案与实施

目前,检修主要使用人字梯,人字梯稳定性差,检修时通常需要1~2人进行辅助,帮助固定人字梯,这无疑造成了人员的浪费。如遇恶劣天气,人员检修过程中不仅需在检修设备上集中精力,还要将自身固定在人字梯上,稍不注意就会有人员伤亡风险^[3]。于是设备研制小组决定研制一款稳定性强,适合单人操作可折叠的JP柜检修平台,这种平台直接由单人操作,有液压系统和抽梯,可以稳定固定在10 kV 架空线路配电变压器下,并且有高强度的钢结构和绝缘树脂板,能在提供有效支撑力的前提下保证良好的检修安全性能,并提供灵活的可调节性和可收纳性。

为实现该装置支架的稳定性、安全性和可收纳性,在装置设计方面主要需解决以下三个问题:1)装置材料的选择,选用什么材料才能满足装置的机械特征和抗腐蚀及绝缘特性;2)如何保证检修平台的机械稳定性和支撑性;3)如何设计来保证该设备的可收纳性以及操作便携性。

针对上述问题,设备研制小组进行会议讨论,制定设计方案,其中材料、设备固定方式的选择过程如图1所示。

1)为提升10 kV架空线路配电变压器JP柜的检修效率和安全性,精心研发一款折叠式检修平台装置。在设计该装置时,充分考虑了检修工作的承重需求和操作便捷性,选择了具有高强度和优良抗腐蚀性能的绝缘材料,确保了平台在高压环境中的安全性和耐久性^[4]。

2)平台的主要材料包括尺寸为500mm×1800mm×20 mm的绝缘树脂方钢和耐热的锌制抱箍,这些材料均选自行业内认证的高质量供应商。考虑到配电变压器拔稍杆的标准杆距为2.5 m,采用尺寸为6 mm×3000 mm的槽钢作为平台的支撑梁,旨在确保结构的坚固稳定。

3)在支撑梁的两端采用U型抱箍进行固定,这样的设计不仅稳固,还便于在不同场合进行快速部署和拆卸。依据详细的工程图纸,精确加工出各种尺寸的卡杆槽,以适配不同杆塔的安装需求。

4)支架可直接拉出扶梯,只需一次安装,第二次单人就可以拉下扶梯进行电力检修工作,方便快捷,并且在扶梯应用中设计了收放锁装置,防止非工作人员拉开扶梯登陆检修平台。

通过这种创新设计,该折叠式检修平台可以轻松地安装在各种JP柜杆塔上。初步的现场试装应用表明,该平台极大地提升了检修工作的安全性和效率,同时也显著降低了由高空作业带来的风险^[5]。

3技术方案实现及功能

如图2、图3所示,10 kV架空线路配电变压器JP 柜折叠式检修平台装置(以下简称“JP柜检修平台”)主要由工作撑板、固定框架、固定梁、液压系统和抽梯等五部分组成。工作撑板宽500 mm,长1 800 mm, 厚20 mm,外边沿采用绝缘钢化方钢加工成长方形,中间铺设500 mm× 1800 mm×20 mm绝缘树脂板, 在绝缘树脂板底部焊接30 mm×4 mm× 1800 mm的 热镀锌扁钢为工作撑板、人员及工具提供承载力;在工作撑板框架横侧使用不锈钢合页与固定梁固定,固定框架在不锈钢合页作用下上下活动;在工作撑板框架竖侧两边使用液压杆连接,能够使检修平台在液压杆作用下上下开启和放平。固定框架采用长2500 mm槽钢作为固定梁,两端焊接在抱箍一半上,另一半抱箍卡在砼杆上,使用螺栓连接固定梁抱箍,支撑检修平台所有重量。在工作撑板下面设置抽梯收放槽;抽梯边框采用φ8×3 000 mm不锈钢钢管,中间横层φ6×500 mm不锈钢钢管焊接,一端使用合页焊接在检修平台一侧,不用时转动到检修平台下面锁定;使用时从工作撑板下拉出落到地面,为操作人员提供上下台阶,完工后,推进工作撑板卡槽,收展灵活,使用便捷。

JP柜检修平台立架垂直设置,撑板跟直梯、立架位于同一个平面,通过立架一端上下两个抱箍将平台一侧固定安装在JP柜电杆上,除连接抱箍一侧外,平台三侧边缘位置安装不锈钢管,使工作平台形成内部空间,设备没有启动时用于收纳直梯,使用设备时,将伸缩连杆连接立杆平台放下,平行于地面,抽出直梯至地面即可,使用完毕后,将直梯收入撑板内部,与平台一起折叠入立架、上锁,不会造成空间浪费,影响行人安全^[6]。JP柜检修平台利用机械液压伸缩系统研发,当需要操作时,按下液压系统按钮,检修平台就放平,形成平台,操作人员完成工作后,再次按下液压系统按钮,平台收起,方便自如^[7]。

4使用方法

在使用过程中操作人员把JP柜检修平台的梯子从平台抽出来,放下与地面成45°角,操作人员沿着梯子登上平台,开展各类操作,使用方便,达到了稳定、安全、可靠的目标;使用完成后,把梯子推进平台底部,按下液压系统按钮,平台自动收起。具体可参考图4和图5。

5主要功能特点及应用效果

10 kV架空线路配电变压器JP柜折叠式检修平台装置是一种新型的检修平台,旨在解决传统检修方式存在的人员安全风险高、工作效率低等问题。该装置巧妙地利用了液压系统和机械原理,设计结构科学合理,操作灵活方便,实用性强,抗腐蚀能力强,为操作人员提供了一个安全可靠的检修平台,有效提高了电力作业的安全性和效率。

JP柜检修平台的核心技术创新在于将液压系统应用于检修平台的升降和定位,实现了平台的灵活操作和精准控制。

5.1JP柜检修平台主要功能特点

1)解决了操作人员无法对配电变压器JP柜进行各种操作的问题,有效降低了人员安全风险。

2)提高了工作效率,减少了检修作业时间。

3)为操作人员提供了一个安全可靠的检修平台,改善了工作环境。

4)方便工作人员抄表、停电、采集和调试无功模块参数等操作。

5)结构坚固稳定,承载能力强,使用寿命长。

6)操作简单方便,维护保养容易。

5.2 应用效果

1)JP柜检修平台经过了严格的测试和现场应用验证,取得了显著的成效。

2)故障率低:经过两年的使用,该装置的故障率从原来的85%下降到零,效果显著。

3)安全性高:该装置为操作人员提供了安全可靠的检修平台,有效降低了人员安全风险。

4)效率高:该装置提高了工作效率,减少了检修作业时间。

5)可靠性强:该装置结构坚固稳定,承载能力强,使用寿命长。

6结束语

JP柜检修平台的推广应用,对于提高电力作业的安全性和效率具有重要意义。该装置可以广泛应用于电力系统中的10 kV架空线路配电变压器检修作业,为电力行业的安全生产和可靠运行提供强有力的保障。

[参考文献]

[1]邓祥力.大型变压器保护新原理研究和装置研制[D].武汉:华中科技大学,2011.

[2]刘晓明,马勇,吉德志,等.一种配电变压器用JP柜:CN218732626U[P].2023-03-24.

[3]梁颜武.浅谈电力系统设备维护与检修应注意的问题[J].中国设备工程,2024(7):53-55.

[4] 田武.JP柜常见故障中分析与处理[J].消费电子,2014(6):28.

[5] 陈海英.电力系统(配电)变压器设备安装技术分析[J].科技与企业,2011(14):165-166.

[6]施伟杰.10kV变压器配电安装柜中常见问题分析[J].河南科技,2013(15):136-137.

[7]王彩娣,彭坤,夏世超,等.10kV柱上断路器伸缩式支架的研制[J].农村电气化,2020(12):55-56.

2024年第16期第5篇