以液压传导方式设计的屏柜拆装省力装置

以液压传导方式设计的屏柜拆装省力装置

邓炼兴1，姜云峰1，王其林1，冯宗建1，周威1，唐澎2

1.南方电网深圳供电局有限公司，广东 深圳 518000      2.深圳市锦祥自动化设备有限公司，广东 深圳 518006

摘 要：本文从变电站二次屏柜设备技改、更换过程涉及安装和拆除人工操作进出屏难度大、因为受力不均可能对于并排排列的屏柜造成的影响的角度出发，提出了在旧改新拆卸和安装的过程中的一种辅助设备，实现在工作过程中进行均匀助力机构，平稳进出，防止相邻运行中保护设备误动，以满足于涉及安装和拆除工作中的科学、安全、高效工作目标，保障电网稳定供电与设备安全运行。

关键词：电力屏柜、人工操作、辅助设备、安全助力装置

1、概论

随着电力系统的快速发展，在庞大的输变电系统中，有大量的变电站二次设备存量到达使用年限或者设备更新换代时，免不了对变电站部人设备进行拆除、更换，但一般只是局部一面或几面屏的操作，且体积大、重量重，而要求对需拆除设备或安装新设备时不能对与其并列的运行中屏柜设备造成影响，所以屏柜的拆除或运行中设备附近安装新屏是一项复杂及危险性极高的工作，操作不当会引起保护误动，危害很大，而传统在旧改新拆卸和安装依托于人为操作，受力不均、震动大，致使工作的操作难题大、人工成本高、施工效率低的问题。

图一：传统工作方法

基于这样的现状，本文提出一种变电站用以液压传导方式设计的屏柜拆装省力装置，以满足于屏柜的拆除或运行中设备附近安装新屏工作的安全性、高效性，避免人为故障，保障电网稳定供电与设备安全运行。

2、设计的原理

2.1总体架构结构

以液压传导方式设计的屏柜拆装省力装置如下图所示主要由四部分构成，包括前后着力梯形横梁、行程传动助力轨道、用力定位块、液压泵。其中行程传动助力轨道中安装行程扩充轴承连杆和省力液压缸的中间。

图2：总体架构结构

2.2前端着力梯形横梁

着力梯形横梁设计成梯形分体结构，可以方便快捷装取.

图3：前端着力梯形横梁

安装于整个装置的前端，前端用于与被移除的屏接触，一方面用于提高着力面积，保护屏体表面，防止局部受力致使表面凹陷；另一方面增强整个机构操作过程中稳固性，力道传输的均匀性，提高操作的可靠性。

2.3行程传动助力器

图4：行程传动助力器

助力行程传动机构前端与着力梯形横梁直接连接，后端与扩充连杆连接后再与与着力梯形横梁直接连接，在刚开始移动时被操作屏柜时，行程扩充连杆可不用连接，助力行程传动机构直接与后端着力梯形横梁连接连接，其传动机构的行程加大由加压泵进行控制，当屏柜被移动到一定距离后，行程距离不够时，可加长行程。

图5：扩充连杆

助力行程液压缸是用力的主要部件，设计整个装置的中部，前端连接被移动柜的着力横梁上受力推杆形成的三角形的顶点，后端连接后端定位器上受力推杆的三角形顶点，前后都有很好的支撑与力传动的过程，后端因为无需拆除所以螺丝未松，所以后端定位器就可以通过后端屏柜进行有力的支撑，前期因为屏柜计划移除，所以螺丝都已经拆除，只需将助力行程液压缸进行加压，以将助力行程液压缸的用力传导出去，使得被移动柜的着力横杆能够均匀移动从而拆除屏柜。

2.4液压泵

手动液压泵是一种将机械能转化为压力能的液压系统压力源，通过出口油泵传输给液压缸输出高压压力，推动活塞，活塞推动行程进行前进与后退的操作，从而达成均匀受力、省时省力科学进出屏柜的效果。

图6：液压泵

分体式的加压泵是通过管软连接助力行程液压缸，通过液压的方式对助力行程液压缸进行加压使得前段能均匀移动。

2.5后端定位器的作用与原理

后端定位器与前端着力梯形横梁一样设计成梯形，长面为着力点，安装于整个装置的后端，用于与固定的定位阻力点接触，主要是考虑到横梁的受力均匀，以及三角形的支撑结构有很好的支撑与均匀受力的效果。

2.6扩宽与抬升辅助工具

为了更加省力的拆除屏柜，还设计了两个辅助工具，屏柜间隙扩开器：主要是间相邻屏柜尽量分开一点使得屏柜的退出更加轻松，因为现在变电站的屏柜都是并排无缝隙安放的也导致了屏柜拆除的时候十分困难，使用了屏柜间隙扩开器可以使得两边无挤压使得屏柜更好的拆除。屏柜抬升液压器：主要是为了防止屏柜柜底可能会出现螺柱拆除异常留有一部分卡到柜底使得屏柜无法水平拆除，只有将屏柜上抬一小段距离才能水平拆除，为了防止这点设计了屏柜抬升液压器。

2.7屏柜抬升液压器的作用与原理

屏柜抬升液压器的原理是通过将前端的板子放入屏柜前段底部后通过液压装置使得板子上升带动屏柜微微上抬使得屏柜更好移除，并且为了方便使用，屏柜抬升液压器的加压握把是通过脚踏的方式进行加压，这样能够更加的省力。

3、性能参数指标

行程最大距离：不小于600mm，可扩充。

助力最大力度：不小于2T。

手压泵：双向手压泵。

手压泵与液压缸重量：26kg。

4、模拟验证与效果

5、结论

随着电力系统规模不断扩大和等级的不断提高,电力系统的网络结构和运行方式日趋复杂,对电力二次设备的要求也越来越高。其中,电力二次设备屏柜是保障电网可靠运行的重要组成部分,在其在改造拆除和更换安装工作中的进出作业就成为了必不可少的重要操作环节，目前操作方式基本上是依靠人力来进行的,而由于屏柜的体积大、重量大,且屏屏间隙小，自身也没有设计能够让进出的有效着力部位,因此在正常情况下需要多人长时间才能完成，且由于震动大而工作存在操作风险，本文提出的变电站以液压传导方式设计的屏柜拆装省力装置，采用液压助力的方式，用作电力屏柜拆卸与安装辅助工具，以满足于屏柜的拆除或运行中设备附近安装新屏工作的安全性、高效性，避免人为故障，保障电网稳定供电与设备安全运行。

参考文献：

[1]黄学庆,夏友斌,潘文虎,苏志朋,沈新村,宋铭敏.屏柜搬运操作台[J].农村电气化2017(11):56-57.

[2]李乃永,李玉敦,李伟,王昕,史方芳.可拆卸的继电保护屏柜研究及工程应用[J].山东电力技术,2018,45(12):24-27.

[3] 中铁建电气化局集团第一工程有限公司. 一种屏柜设备更换运输装置，CN202221634769.5[P]. 2023-02-28.