GW16(22)型隔离开关静触头吊装工具的研制

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　　摘 要：变电站是电能传输过程中的重要环节，站内隔离开关的检修会造成变电站停电，从而直接影响变电站辐射区域内的生产和生活，因此减少隔离开关检修时间将会直接减少变电站辐射区域内的经济损失。通过总结现场更换静触头作业过程，从而研制出新的静触头吊装工具，提升工作效率，减少区域内经济损失。
　　关键词：变电站;隔离开关;静触头;吊装
　　中图分类号：TM62        文献标识码：A
　　doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.01.013
　　1 开发背景
　　GW16和GW22型隔离开关主要用于敞开式变电站内220 kV和110 kV电压等级电网，将断路器和母线设备进行隔离，形成明显的断开点，保障断路器、母线设备检修维护时人身安全[1]。在长期运行过程中，隔离开关易氧化、锈蚀，导致接触电阻增大，引起设备过热缺陷甚至烧毁，因此，需定期对其进行检修、维护[2]。
　　下面分别对3所变电站更换静触头所用时间进行了统计（如表1所示）。由表1分析可知，每组实际用时都在90 min左右，总用时超出当日计划停电时间，给电力公司带来巨大的经济损失。因此，需要改进工作方式将实际工作用时压缩至计划停电时间之内。按照规定时间，每组静触头更换时间至少应压缩至60 min/组之内才能满足目前的工作需求。
　　2 提出解决方案
　　针对这种情况，依据实际工作条件，提出两种解决方案：使用吊车吊装与研制吊装工具，并对两种方案分别进行分析。
　　2.1 使用吊车吊装
　　目前使用吊车吊装，需要2个人站在斗车上配合吊装工作，同时需要2～3人进行专职吊车指挥与其它配合工作。使用吊车吊装，工作效率高，可将每组更换作业时间控制在60 min以内，满足计划停电时间要求。但是，使用吊车时，吊车和作业人员距离带电设备4 m（按规定要求安全距离为3 m）左右，安全裕量小，安全风险较大，并且吊车租用费用在1500元/天，产生较大的维护成本。
　　2.2 研制吊装工具
　　借鉴电力公司2016年研制的室外35 kV线路CT吊装工具，该工具采用钢制支架、滑轮组、直流电机协助完成CT吊装，该成果能够将CT吊装工作时间由采用新工具前的95 min/组，缩短为30 min/组，缩短了68.4%的工作时间，能将总工作时间压缩至计划停电时间之内。
　　现将GW16（22）型隔离开关静触头吊装和室外35 kV線路CT吊装两种方式进行对比分析，发现两种吊装作业存在相似之处，对比结果如表2所示。通过对比分析，借鉴室外35 kV线路CT吊装工具成果，采用支架、滑轮组结构可应用于研制新的静触头吊装工具。
　　3 研制GW16（22）型隔离开关静触头吊装工具
　　3.1 确定目标值
　　每组隔离开关静触头检修、维护的规定用时为60 min，因此我们将目标设定为：每组用时60 min。对此进行模拟实验来进行可行性分析。模拟实验分为动滑轮组和定滑轮组两组，每组分别进行10次吊装操作，计算每次吊装操作用时。计算结果显示动滑轮组每组平均用时58 min，定滑轮组每组平均用时56 min，因此设定的目标每组操作60 min方案可行。
　　3.2 提出方案并确定最佳方案
　　3.2.1 材料选择
　　在材料选择上，目标材料需要满足两个方面条件，首先洛氏硬度在HRC30与HRC45之间，这样硬度材料易于车床加工，其次需要满足装置总重小于15 kg。对市面常见三种金属材料的参数进行分析：铝合金的洛氏硬度为HRC40，密度为2.702 g/cm3;碳素钢的洛氏硬度为HRC50，密度为7.85 g/cm3;高锰钢的洛氏硬度为HRC55，密度为7.95 g/cm3。分析三种材料参数后，此次选择的材料为铝合金。
　　3.2.2 支座固定方式的选择
　　目前常用的支座固定方式有两种：线夹式和抱箍式（如图1所示）。线夹式支座需要操作的零件数为10个，安装1个线夹式支座的平均时间为5 min;抱箍式支座需要操作的零件数为4个，安装1个抱箍式支座的平均时间为2 min。因此，从操作的难易程度以及操作时间来看，支座的固定方式选择为抱箍式。
　　3.2.3 横担的选择
　　此次制作的横担要能承受30 kg（2倍静触头重量）不发生变形或松动，并且横担要能利用现有的工具箱制作。对此制作了两种横担，分别为固定式横担和可拆卸式横担。通过比较，两种横担都能承受30 kg的重量，但是可拆卸式横担尺寸小，能利用现有工具箱制作，因此可拆卸式横担符合既定要求。
　　3.2.4 吊装装置的选择
　　常用的吊装方式有动滑轮吊装和定滑轮吊装两种。因为静触头的质量和滑轮的质量并不大，因此选择只需1人就能操作的定滑轮吊装。
　　3.3 组装实验
　　确定了各个环节的最佳方案后，对新的吊装工具的各个部件进行了制作，各个部件的实际效果图（如图2所示）。
　　对各个部件进行组装，吊装工具通过支座固定在管型母线上，吊装工具横担居中固定在支座横梁，将绝缘绳穿过变向滑轮进行隔离开关静触头的吊装，组装好的吊装工具效果图（如图3所示）。
　　3.4 现场测试
　　对新的静触头吊装工具进行现场测试，分别对10组静触头进行吊装测试，其中最长用时42 min，最短用时39 min，平均用时40.8 min，比设定目标节省19.2 min。
　　4 结论
　　GW16和GW22型隔离开关静触头吊装工具的研制成功，将维护时间由原先的90 min缩短至平均用时40.8 min，直接减少了变电站辐射区域内的经济损失，缓解了电网的停电风险，提升了电力系统的稳定性。同时，此次新吊装工具的研制使电力公司供电服务质量显著提高，为电力公司树立了良好的企业形象。
　　参考文献：
　　[1]徐虎林.GW16型隔离开关结构的改进设计[J].电气制造，2011（1）：50-52+55.
　　[2]凌颖，赵莉华，林显，等.高压隔离开关电触头性能改善探讨[J].高压电器，2010（8）： 101-105.
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