户外设备操作平台结构设计优化研究

张育宾 卢俏玲 魏志文 余江盛 姚 江

（广东电网有限责任公司东莞供电局）

0 引言

户外设备操作平台通过利用户外箱式设备基础的通风口空间，采用三角形结构原理，可实现运维人员对操作平台的站立面、承重力和高度提升的要求。因常规设备基础宽度、占地面积和水浸等风险都会影响户外辅助操作的安全性及效率，所以在进行户外设备操作平台的结构设计时，要针对不同的场景和地形环境制定不同的设计方案，优化户外设备操作平台结构来满足各种场景需求。

1 户外设备操作平台建设现状

外箱式设备为防止水浸，其基础设计通常高出地面约0.4m，箱体完成安装后，设备操作区域的高度为1.4～2.3m，人站在地面无法操作高处设备机构。现有的户外变配电设备大部分安装在马路边、绿化带或房屋边缘处，工作或检修需增加辅助操作平台，常规辅助操作平台车辆携带和现场放置都不方便，且常规操作平台受地形影响容易造成不安全因素。如无辅助操作平台或检修时高度不够，空间过小站人不方便，如现场焊接或搭建操作平台，户外长期放置易腐蚀和损坏。

2 户外设备操作平台功能需求

（1）可站立面板大小：具备宽大的操作平台，根据箱式设备的具体尺寸，操作平台的站立面板尺寸为长1000～1340mm，宽为317mm，可满足操作人员对户外设备进行操作的需求。

（2）可承受重量：具备较高的承载能力，操作平台可同时站立3个正常成年人，可承受重量约250kg。

（3）可提升站立高度：户外箱式设备基础通风窗口上沿边离地面480mm，操作平台站立面板离地面约为460mm，可满足运维人员对现阶段设备操作机构进行操作的需求。

（4）稳定性高：采用三角形支撑，与基础结构可靠固定，保证足够的刚性。

（5）选择具备防滑、防锈、刚性足够的面板材料。

3 户外设备操作平台的设计原则

3.1 技术层面

基础设计、具体制造等方面均需要符合相应的行业标准，并满足动态与静态两个方面的技术指标。在对自动化机械设备进行设计时，应当无遗漏地对仪器零件的技术指标进行全面分析，避免因零件问题而对仪器设备造成不利影响。

3.2 标准化设计

在对设备进行设计的前期阶段，需要收集和掌握行业标准的有关内容，并进行合理的归纳。除了确保概念的准确性之外，还需要实现方法的标准化。即在测试或者是测量过程中按照标准步骤进行操作，避免出现不必要的操作失误。

3.3 结构工艺性

通过采用最佳的工艺，不仅可以实现设备可加工性，而且可以提高产品质量和降低成本。

3.4 安全性

作业安全是保障施工作业顺利开展的重要前提条件。在设计户外设备时，需要考虑以下三方面的安全：（1）零件安全。仪器安全的基础就是零件安全，如果零件性能均能够满足设备的使用需求，设备就能保持平稳运行。（2）作业安全。工作人员的人身安全是需要考虑的重点对象。（3）环境安全。由于机械工厂易对周边的生态环境造成影响，因此，要做好防范工作。

3.5 设备维护便捷

户外设备需频繁维护，因而需要结构简单、便于装配和拆卸，同时外观设计应符合人机工程学，避免尖角和毛刺，造型美观大方。

4 户外设备操作平台结构设计优化

在针对操作平台的相关设计工作中，为了有效提高平台设备设计的科学性与合理性，功能强化设计工作至关重要。对此，需要对操作平台的工作原理以及安全防范措施加以有效的落实，保证各种意外因素可以得到有效的预防。在此基础上，相关设计工作人员必须使用一些更加先进的现代化技术来进行设计工作，不断提高设备整体的运行工作效率［1］。

4.1 操作平台抽屉式结构设计

为解决常规操作平台现状问题，充分利用基础通风通道空间，将原设计封板改为抽屉式户外设备操作平台，直接暗装式安装，同时针对老旧工程、改造工程和已施工好的工程，采用明装抽屉式户外设备操作平台，适用不同高度和不同的孔洞都可以安装，暗装、明装抽屉式户外设备操作平台可覆盖所有形式的户外设备操作。

平台本体采用不锈钢板原色制作，外框棱角设计，暗装式本体安装于基础的通风口内，平台组尺寸略小于通风口尺寸；明装式本体安装于基础的不同高度和不同的孔洞。本体支承面板可活动可固定，既是操作面，又是通风口挡板，一物两用。

4.2 操作平台稳定性结构优化

户外设备操作平台如图1所示。包括箱体、支撑件、平台，箱体前方上部安装支撑件，支撑件支撑平台底部内侧，其特征在于：还包括加强板、挂锁组件和支撑板，箱体内部设有供平台收纳的腔室。腔室内安装竖向的加强板，平台底部固定安装支撑板，挂锁组件包括挂锁拨件、连接板、挂锁轴、轴安装板，平台设有滑槽，挂锁拨件上部分装入滑槽内，挂锁拨件下部分铰连接板，连接板下方连接挂锁轴，挂锁轴套装于轴安装板，轴安装板固定安装于加强板，平台打开时挂锁轴顶着支撑板从而支撑起平台。

图1 户外设备抽屉式操作平台结构设计图

操作平台通过插销、支撑件、支撑面板以及加强筋等构件的合理设置，可提高操作平台的结构稳定性。采用3根插销+2个支撑件固定平台满足承重要求；通过拨片推动插销来固定、解锁平台的开闭；安装平操作面带钥匙抽屉式门锁，防止无关人员打开。利用三角形的稳定性原理，通过带有卡扣式的旋转两个点，保证足够的刚性，平台的承载重量≥200kg。选择具备防滑、防锈、足够刚性的面板材料。

4.3 操作平台材料选择优化

不锈钢板具有较好的耐化学腐蚀和耐电化学腐蚀性，有利于保障不同材质材料的原子结合率达到百分之百，同时其导热性能较好，有利于降低运营成本提高设备使用寿命［2-3］。操作平台面板采用304号2.5mm不锈钢板原色制作，插销选用直径12mm不锈钢实芯圆钢，具有高强度以及硬度，耐化学腐蚀和耐电化学腐蚀性能好，耐氧化，适合于各种工业炉零件。

4.4 操作平台尺寸设计优化

根据设计标准的要求，户外设备操作平台可根据箱式设备的具体尺寸设计可站立面板大小，操作平台的可站立面板可设计为1000mm 和1340mm，宽为317mm，可满足运维人员对绝大部分设备进行操作的需求，可同时站立3个正常成年人，承受重量约250kg。操作平台展开时的立体图如图2所示，操作平台展开时的另一视角的立体图如图3所示，平台收纳时的立体图如图4所示。

图2 操作平台展开时的立体图

图3 操作平台展开时的另一视角的立体图

图4 操作平台收纳时的立体图

为了让操作平台的宽度及强度达到安全稳定的效果，在满足安全要求的情况下，将原基础设计单个通风孔，改成双通风孔结构，这样即解决操作平台长度的问题，同时也增强了通风性能。

5 户外设备抽屉式操作平台功能及特点

抽屉式操作平台为平放与垂直两种状态，存在向上抽起和向下放下两种操作方式。平放则可站立工作，垂直则可封盖通风口。并对面板进行冲孔处理，既能起到通风散热的作用，也能提高面板摩擦力，起到防滑的作用。

当检修设备时，抽出操作平台，通过拨片拨动插销至固定状态，固定站立面板，人站在上面可直接施工，保障现场施工人员的安全及便利。当检修完成后，通过拨片拨动插销至解锁状态，可直接收回操作平台，用于设备基础通风。

户外设备操作平台通过与基础通风窗口整合，能同基建工程混凝土基础标准设计做到同步设计、同步建设。操作平台安装简单，施工工人无需培训即可完成安装。操作平台为金属构件，设置了接地连接点，保证安全可靠接地。同时，平台采用防火、耐磨、耐腐蚀、阻燃材料，配合户外箱体，防护等级不低于IP54，满足了各种场景需求。

6 产品成效

无检修作业时，平台收纳到腔室内，不占用空间，而当需要检修作业时，掀开并提起平台使平台打开转动到与箱体垂直时，人工驱动挂锁拨件在滑槽内移动，进而使挂锁轴顶着支撑板，支撑板与支撑件共同支撑起平台，操作简单方便，支撑稳固，人站在上面可直接施工作业，保障现场施工人员的安全且便利，可满足使用需求。

7 结束语

设计优化后的抽屉式操作平台，很好的填补了配网基建标准设计的不足，在东莞凤岗镇配网工程广泛应用，实践证明该操作平台与原来的基础通风孔进行融合，既美观又安全，宽大的操作平台和较高的承载能力，使检修时作业效率更高，安全得到更好的保障。同时降低了人力成本，且能减少材料损耗，美化环境，便于维护。