开关柜手车操作工具改进与应用

谷剑峰+章义军

[摘 要]KYN28A-12高压开关柜是我国电力企业常用的一种高压开关柜，具有性能稳定、运行噪音小、能耗低等优点。但是在实际应用过程中，在对开关柜进行维护过程中，发现位于开关柜下方的避雷器小车操作困难，费时费力。为了提升工作效率，本文提出了KYN28-12型开关柜避雷器手车操作工具的改进措施，显著提升了设备操作的安全系数和操作效率，具有较高的推广应用价值。

[关键词]10KV 小车开关柜；避雷器；小车立式遥杆研制；应用

中图分类号：TM564 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）25-0000-01

随着国网公司"三集五大"的实施，变电运行维操管理模式已经成为实现电网集约化管理的重要手段。但随着电网飞速发展，维操站所辖变电站设备日益增多，设备多样化、操作工具不统一的问题日益凸现，给现场操作带来很多不便和安全风险。10kV小车开关柜避雷器小车立式摇杆的研制，能满足操作人员在操作下置式高压开关柜手车时，可以站立操作。彻底解决了操作摇把多样化以及操作脱把等问题，提高了操作效率，减轻了操作人员劳动强度，降低了操作风险，规范了操作行为。

1 KYN28-12开关柜介绍

KYN28A-12是国内目前比较常见的一种高压开关柜，全名称为：户内金属铠装移动式开关设备，它适用于三相交流50Hz电力系统，额定电压3.6kV-12kV，用于接受和分配电能并参电路实行控制、保护及监测。其特点是配装的真空断路器为中置式，即断路器位于开关柜前柜的中部，因此下部空间节省下来可用于其它方案的扩展或作为电缆室用。变电设备是电力系统的根基，优良的设备检修和维护质量是电网安全、可靠、经济运行的坚实保障。在检修（试验）过程中，发现位于开关柜下方的避雷器小车操作困难，费时费力。

2 开关柜检修方式及存在的问题

当前在对KYN28A-12高压开关柜进行停电检修的过程中，开关手车在工作位置和试验位置间的切换是通过操作手柄来实现的，其具体的检修方式如下：首先利用远方控制中心遥控进行断路器的断、合造作，手车的进、出等操作都需要工作人员在停电以后到现场利用专门的摇柄将手车从运行位置人工退到检修位置，然后将接地刀闸推上，并进行逆向送电。为了避免母线电压过电压，一般会在10kv母线电压互感器柜下方布置避雷器，其中避雷器和电压互感器主要安装在各自手车上，以便在进行试验或检修可以进行拉出操作。受开关柜空间的影响，避雷器布置的位置距离地面比较低，在将避雷器手车拉出时，由于原有的操作把手手柄臂过长，每一次只可以摇半圈，操作把手不能360°旋转，并且操作人员不能进行直立操作，增加了操作难度。操作过程中.容易对操作人员的手部造成碰伤，电弧持续时间也比较长，操作费力，需要多次插拔，容易对设备造成破坏，严重时会引发设备弧光短路事故。

3 手车操作工具的改进目标及改进可行性

3.1 改进目标

本实用新型是一种结构设计合理，使用方便、安全的高压开关柜手车的操作立式摇把：包括操作手柄、操作杆、传动机构和底板，由此使得操作人员在操作下置式高压开关柜手车时，可以站立操作。本实用新型的结构简单，维修、维护方便，操作省力、安全、可靠。要求改进后可以达到下述目标值：（1）操作把手可以360°旋转，缩短工作时间。2）操作人员可以直立操作，降低工作强度。

3.2 改进可行性分析

本次改进采用自行研制的方法进行改进，充分利用现有工具和材料，结合现场需要自行研制。改进小组成员有着过硬的理论基础，丰富的工作经验，并且单位内部有电器加工车间，通过制造可提高成员的动手能力，制作成本相对来说较低。在对手车操作工具进行改进时主要需要购入弯头、钢管、轴承、圆钢等工具，这些工具市场价格不高，容易购买，为改造的可行性提供了保证。另外，改造过程中需要用到的电焊机、台钻、车床等改造工具也比较容易获取。

4 开关柜手车操作工具改进操作实施

4.1 材料的选择要求

（1）摆手柄材料选择要求。摆手柄材料要求选择绝缘性良好的塑料材料进行制作，手柄开孔耗时15min，并可以在2.5min完成组装，操作方便。

（2）传动装置选择要求。传统装置要求美观度良好，操作容易，并且可以改变力大小和力方向的齿轮作为传动装置。传动装置可以直接到市场上购买获取。

（3）接杆材质选择要求。接杆选择不锈钢材质进行制作，在进行制作的过程中，先使用切割机、打磨机将不锈钢制成相应零部件，然后再通过焊接组合在一起。这种方式具有制作周期短、重量较低、方便携带、耐用，抗腐蚀等优点。

（4）操作连接口的设计要求。本文设计使用内四角套管进行操作连接口的设计，但是考虑到单独使用内四角套管无法调节与接口处保持水平距离，为了解决这一问题，最初设计采用万向节+内四角套管进行组合，通过连接万向节，达到改变传动轴线方向的位置。在实际造作过程中由于万向节过于灵活，导致转向角度不易控制。因此对设计进一步进行了改进，设计采用带弹簧套+万向节+内四角套管的方法进行设计，将制作好的弹簧套套入万向节后，达到了控制万向节的转动角度的效果。如图1所示。

（5）外壳材质选择要求。外壳是保护使用人员安全的重要部件，本次研究过程中要求选用铝合金制作外壳，具有制作周期短、重量较低、方便携带等优点。首先利用切割机，打磨机将铝合金制成相应零部件再通过焊接组合在一起。

（6）封装工艺要求。盖板与外壳封装选择成本低、紧固牢靠，便于拆、装的螺丝进行封装。

综上所述，针对10kV小车开关柜避雷器小车立式摇杆的研制要求，制定出对策及实施措施，如表1所示。

4.2 对策实施

本文首先选择一个长度为30cm，直径为30mm的不锈钢钢管，将其截成两段，一段长度为20cm，另一端的长度为10cm，购买一对锥形齿轮、一个30弯头、四只25轴承，直径10mm圆钢管两段，长度分别为20cm和10cm。将锥形齿轮平面和两段圆钢进行焊接，然后在钢管两端分别嵌入一只25轴承，然后在轴承内径上安装焊接好的锥形齿轮，使用弯头将两根钢管锥形齿轮端连接起来，呈“L”状，将接头处焊接牢固，弯头拱高点使用钻机钻一孔用于滴注润滑油。安装效果图如图2所示。经过改造后主要有下述几个优点：（1）通过利用变向齿轮组，使得操作过程中省时省力。（2）利用适当长度的传动杆，使得操作人员可以站立操作。（3）利用弹簧特点，使得连接处可以自由旋转，并可调节高度。

5 应用效果分析

此辅助工具经过改造后，在变电站10kv母线避雷器检修操作中取得了良好的应用效果。工具整个操作过程非常流畅，打开高压开关柜避雷器手车整个操作过程只花费了30s，而使用传统的操作工具，整个操作过程大约需要花费5～6min，显著提高了工作效率，保证了作业人员操作难度，降低了操作风险。

6 结论

综上所述，本文通过研发开关柜避雷器小车立式遥杆可以快速完成设备的操作，提升工作人员的作业效率，保证了作业人员的人身安全。工具制作方便，材料价格低廉，应用方便，具有一定的推广应用价值。

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