中置式高壓開關(guān)柜檢修平臺(tái)改進(jìn)裝置的設(shè)計(jì)與優(yōu)化

國(guó)網(wǎng)河南省電力公司超高壓公司 孫桐妍 柳 青 朱 穆 石 博

1 引言

針對(duì)中置式高壓開關(guān)柜檢修平臺(tái)存在的結(jié)構(gòu)力差、承重不足、升降不便等問題，本文提出了一種改進(jìn)措施。通過加強(qiáng)裝置的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、采用液壓傳動(dòng)、增設(shè)水平位移調(diào)整機(jī)構(gòu)和安裝新型腳輪等方式，以提高平臺(tái)的性能。改進(jìn)后的平臺(tái)提高了承載能力、實(shí)現(xiàn)了平穩(wěn)升降、簡(jiǎn)化了水平調(diào)整流程，降低了操作人員的工作強(qiáng)度和事故風(fēng)險(xiǎn)[1]。本文研究成果可應(yīng)用于大部分中置式高壓開關(guān)柜檢修平臺(tái)改進(jìn)，提高檢修效率和倒閘操作安全性，具有廣泛的應(yīng)用前景和較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2 裝置與目標(biāo)

2.1 研制中置式高壓開關(guān)柜檢修平臺(tái)改進(jìn)裝置

旨在研制一種改進(jìn)的中置式高壓開關(guān)柜檢修平臺(tái)，以提高檢修效率和倒閘操作安全性。該檢修平臺(tái)將針對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的不足進(jìn)行優(yōu)化，提高設(shè)備的承載能力、操作便利性和精確性。

2.2 提高檢修平臺(tái)強(qiáng)度和承重力

目前，市面上的中置式高壓開關(guān)柜檢修平臺(tái)普遍存在承重能力不足的問題，特別是在承載PT 小車和開關(guān)小車時(shí)，車體框架容易發(fā)生嚴(yán)重形變，導(dǎo)致中置手車?yán)龊鬅o(wú)法正常承托，甚至滑脫、傾倒引發(fā)人身事故。因此，本項(xiàng)目將通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選用高強(qiáng)度材料，以提高檢修平臺(tái)的承載能力，確保設(shè)備在承重狀態(tài)下保持穩(wěn)定。

2.3 增加液壓裝置

現(xiàn)有的中置式高壓開關(guān)柜檢修平臺(tái)在調(diào)整高度時(shí)往往需要手動(dòng)操作，費(fèi)力且不便。為解決這一問題，本項(xiàng)目將在檢修平臺(tái)中引入液壓傳動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的平穩(wěn)升降。這樣，操作人員可以更方便地調(diào)整平臺(tái)的高度，提高了工作效率[2]。

2.4 增加球螺紋線性滑軌機(jī)構(gòu)

中置式高壓開關(guān)柜檢修完畢恢復(fù)運(yùn)行時(shí)，需要將PT 小車和開關(guān)小車準(zhǔn)確地推入開關(guān)柜。現(xiàn)有的檢修平臺(tái)往往難以實(shí)現(xiàn)這一要求，導(dǎo)致操作人員需要花費(fèi)大量時(shí)間進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整。為解決這一問題，本項(xiàng)目將在檢修平臺(tái)中采用球螺紋線性滑軌機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)水平的精準(zhǔn)調(diào)整，從而簡(jiǎn)化操作流程，提高檢修效率。

3 理論和實(shí)踐依據(jù)

3.1 研究?jī)?nèi)容的原理簡(jiǎn)述

本研究?jī)?nèi)容主要基于機(jī)械設(shè)計(jì)基本概念及設(shè)計(jì)通則（GBT15706.2-2007）和液壓元件通用技術(shù)條件（GBT7935-1987）等理論和實(shí)踐依據(jù)。機(jī)械設(shè)計(jì)基本概念及設(shè)計(jì)通則提供了設(shè)備設(shè)計(jì)的基本要求和指導(dǎo)，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、傳動(dòng)設(shè)計(jì)和材料選擇等方面，以確保設(shè)備的可靠性和耐用性。液壓元件通用技術(shù)條件為液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試提供了技術(shù)依據(jù)，涉及液壓泵、液壓缸、液壓管路等方面，有助于提高液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作效率和使用壽命。在項(xiàng)目的研究過程中，將根據(jù)這些理論和實(shí)踐依據(jù)，綜合考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和材料選擇等因素，以提高中置式高壓開關(guān)柜檢修平臺(tái)的性能和可靠性。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和選用合適的材料和元件，將解決平臺(tái)結(jié)構(gòu)力差、承重不足、升降不便等問題，提高工作現(xiàn)場(chǎng)檢修效率和倒閘操作安全性。

3.2 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容的理論或者實(shí)踐依據(jù)

一是機(jī)械設(shè)計(jì)基本概念及設(shè)計(jì)通則（GBT15706.2-2007）：本研究涉及的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、傳動(dòng)設(shè)計(jì)和材料選擇等方面都需要遵循機(jī)械設(shè)計(jì)基本原則，以確保設(shè)備的可靠性和耐用性。機(jī)械設(shè)計(jì)通則提供了設(shè)備設(shè)計(jì)的基本要求和指導(dǎo)，有助于確保改進(jìn)后的檢修平臺(tái)在力學(xué)性能、使用壽命和操作安全性等方面達(dá)到預(yù)期水平。二是液壓元件通用技術(shù)條件（GBT7935-1987）：本研究采用的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)需要滿足相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，以確保液壓裝置的安全性、穩(wěn)定性和耐用性。液壓元件通用技術(shù)條件為液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造和測(cè)試提供了技術(shù)依據(jù)，有助于提高液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作效率和使用壽命。三是項(xiàng)目研究的關(guān)鍵和難點(diǎn)。

第一，液壓泵行程及升降速度的選型及配套：選擇合適的液壓泵行程和升降速度，以提高平臺(tái)的升降效率，同時(shí)確保設(shè)備的穩(wěn)定性。在這一過程中，需要綜合考慮液壓泵的功率、流量、壓力等方面的因素，以便實(shí)現(xiàn)最佳的升降效果[3]。此外，還需要為液壓泵選擇合適的配套元件，如油缸、閥組等，以確保整個(gè)液壓系統(tǒng)的高效運(yùn)作。

第二，剪叉升降結(jié)構(gòu)的定型：確定剪叉升降結(jié)構(gòu)的具體形式，以提高平臺(tái)的承載能力和穩(wěn)定性，同時(shí)降低設(shè)備的制造成本。剪叉升降結(jié)構(gòu)有多種形式，如單剪結(jié)構(gòu)、雙剪結(jié)構(gòu)等。本項(xiàng)目需要根據(jù)實(shí)際需求，綜合考慮成本、效率、穩(wěn)定性等因素，選擇最佳的剪叉升降結(jié)構(gòu)形式。

第三，球螺紋線性滑軌機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：合理設(shè)計(jì)球螺紋線性滑軌機(jī)構(gòu)，提高平臺(tái)的水平調(diào)整精度，簡(jiǎn)化操作流程。球螺紋線性滑軌機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要考慮到滑軌的精度、承載能力、耐磨性等方面。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以提高平臺(tái)的水平調(diào)整精度，從而簡(jiǎn)化操作流程，提高檢修效率。

4 研究?jī)?nèi)容和實(shí)施方案

4.1 新研發(fā)設(shè)備設(shè)計(jì)承重結(jié)構(gòu)

本研究將基于承重300kg 以上的要求進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)，以提高平臺(tái)的承載能力。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，將采用高強(qiáng)度材料（如Q345鋼）以提高設(shè)備強(qiáng)度，同時(shí)優(yōu)化結(jié)構(gòu)布局，確保設(shè)備穩(wěn)定可靠。承重結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵之一，需要綜合考慮設(shè)備的承載能力、剛度和穩(wěn)定性等因素。在滿足承載要求的前提下，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以降低設(shè)備的制造成本，提高設(shè)備的可靠性和使用壽命。

4.2 采用剪叉式升降結(jié)構(gòu)

將采用腳踏自鎖式液壓傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的自動(dòng)升降。同時(shí)，采用剪叉式升降結(jié)構(gòu)，提高平臺(tái)的承載能力和穩(wěn)定性。腳踏液壓機(jī)構(gòu)安裝于平臺(tái)底部，增強(qiáng)平臺(tái)操作穩(wěn)定性。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是另一關(guān)鍵部分，需要綜合考慮液壓泵的功率、流量、壓力等方面的因素，以便實(shí)現(xiàn)最佳的升降效果。剪叉式升降結(jié)構(gòu)有多種形式，如單剪結(jié)構(gòu)、雙剪結(jié)構(gòu)等。需要根據(jù)實(shí)際需求，綜合考慮成本、效率、穩(wěn)定性等因素，選擇最佳的剪叉升降結(jié)構(gòu)形式。

4.3 增加水平位移調(diào)整機(jī)構(gòu)

通過平臺(tái)兩側(cè)增設(shè)水平位移調(diào)整機(jī)構(gòu)，采用精密直線滑軌作為運(yùn)動(dòng)接觸部分，提高平臺(tái)的水平調(diào)整精度。通過驅(qū)動(dòng)控制部分的球螺紋絲桿和滾珠軸承，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)輕便、精準(zhǔn)的水平調(diào)整。水平位移調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是又一個(gè)關(guān)鍵部分，需要綜合考慮平臺(tái)的水平調(diào)整精度、操作便捷性等因素。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以提高平臺(tái)的水平調(diào)整精度，從而簡(jiǎn)化操作流程，提高檢修效率。在實(shí)現(xiàn)水平位移調(diào)整的基礎(chǔ)上，還需注意操作人員的安全性，通過增加安全防護(hù)裝置等措施，確保操作人員在調(diào)整過程中的安全。

4.4 安裝靜音橡膠腳輪

在平臺(tái)底部安裝四只6寸萬(wàn)向帶剎車大載重靜音橡膠腳輪，提高平臺(tái)的移動(dòng)靈活性。靜音橡膠腳輪可降低操作噪聲，提高操作舒適性。同時(shí)，腳輪具備剎車功能，確保平臺(tái)在原地旋轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定可靠。腳輪的選擇和安裝是本項(xiàng)目的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，需要綜合考慮腳輪的承載能力、靈活性、靜音效果等因素。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和選擇合適的腳輪，可以提高平臺(tái)的移動(dòng)性能，方便操作人員在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行靈活操作。

5 創(chuàng)新點(diǎn)和解決的主要問題

5.1 通過增加裝置的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度

通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和選用高強(qiáng)度材料，提高了檢修平臺(tái)的承載能力，避免了承重時(shí)車體框架發(fā)生嚴(yán)重形變。這一改進(jìn)解決了原有檢修平臺(tái)在承載能力方面的不足，提高了設(shè)備的可靠性和安全性。同時(shí)，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低了設(shè)備的制造成本，提高了設(shè)備的經(jīng)濟(jì)效益。為了實(shí)現(xiàn)這一改進(jìn)，將采用有限元分析方法對(duì)平臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高承載能力并減輕重量。此外，將選用高強(qiáng)度材料，如Q345鋼，以提高平臺(tái)強(qiáng)度。通過這些措施，有望解決原有檢修平臺(tái)在承載能力方面的問題，提高設(shè)備的性能和可靠性。

5.2 增加液壓裝置

采用液壓傳動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)的自動(dòng)升降，降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。這一改進(jìn)解決了原有檢修平臺(tái)在升降操作方面的不便，提高了設(shè)備的易用性和操作舒適性。此外，通過采用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，提高了平臺(tái)的升降效率，從而提高了檢修作業(yè)的效率。為了實(shí)現(xiàn)這一改進(jìn)，將設(shè)計(jì)一種腳踏自鎖式液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，以便在升降過程中保持平臺(tái)穩(wěn)定。同時(shí)，將優(yōu)化液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以提高系統(tǒng)的效率和可靠性。

首先，在設(shè)計(jì)腳踏自鎖式液壓傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，將關(guān)注以下幾個(gè)方面：液壓泵的選擇、液壓缸的選型與安裝、液壓管路的布置以及液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。液壓泵作為整個(gè)液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源，其類型、流量和壓力等方面都需要根據(jù)具體要求進(jìn)行選擇。同樣，液壓缸的選型和安裝也需要根據(jù)平臺(tái)的負(fù)載和行程要求進(jìn)行確定。液壓管路的布置則要考慮液壓油的流速、壓力損失和管路振動(dòng)等因素。最后，液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要確保液壓系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)升降、速度調(diào)節(jié)和安全保護(hù)等功能。其次，在優(yōu)化液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，將從提高系統(tǒng)的效率和可靠性入手。具體措施包括：采用高效的液壓元件，如液壓泵、液壓閥等，以降低壓力損失和功率損失；優(yōu)化液壓管路的布置，以減少壓力損失和管路振動(dòng)；設(shè)置安全保護(hù)裝置，如液壓鎖、溢流閥和順序閥等，以確保液壓系統(tǒng)的安全性和可靠性。

5.3 增加球螺紋線性滑軌機(jī)構(gòu)

本項(xiàng)目采用的球螺紋線性滑軌機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了平臺(tái)水平的精準(zhǔn)調(diào)整，簡(jiǎn)化了操作流程，提高了檢修效率。這一改進(jìn)解決了原有檢修平臺(tái)在對(duì)正設(shè)備時(shí)的困難，提高了設(shè)備的操作精度和便利性。通過優(yōu)化球螺紋線性滑軌機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，提高了平臺(tái)的水平調(diào)整精度，從而提高了檢修作業(yè)的準(zhǔn)確性和安全性。

5.4 降低操作人員的工作強(qiáng)度和事故風(fēng)險(xiǎn)

通過改進(jìn)措施，降低了操作人員的工作強(qiáng)度，提高了操作安全性，降低了事故風(fēng)險(xiǎn)。這一改進(jìn)對(duì)于提高檢修作業(yè)的效率和可靠性具有重要意義。首先，通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和采用液壓傳動(dòng)，降低了操作人員在升降平臺(tái)上所需的體力勞動(dòng)。其次，通過增設(shè)水平位移調(diào)整機(jī)構(gòu)和安裝新型腳輪，提高了平臺(tái)的移動(dòng)性能和操作便利性，從而降低了操作人員在現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)的工作強(qiáng)度。此外，通過提高設(shè)備的可靠性和安全性，降低了操作人員在作業(yè)過程中發(fā)生事故的風(fēng)險(xiǎn)。

6 產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

6.1 可在全國(guó)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)推廣

本研究成果可應(yīng)用于大部分中置式高壓開關(guān)柜檢修平臺(tái)改進(jìn)，提高檢修效率和安全性，具有廣泛的應(yīng)用前景和較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。首先，通過對(duì)現(xiàn)有設(shè)備的升級(jí)改造，可以提高設(shè)備的使用壽命和可靠性，從而降低設(shè)備的更新成本。其次，通過提高檢修效率，可以縮短設(shè)備停機(jī)時(shí)間，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。最后，本項(xiàng)目的研究成果還可以推廣至其他類似的電力設(shè)備檢修領(lǐng)域，從而提高整個(gè)電力行業(yè)的設(shè)備維護(hù)水平。

6.2 降低操作人員工作強(qiáng)度

改進(jìn)措施降低了操作人員的工作強(qiáng)度，提高了操作安全性，有助于降低勞動(dòng)事故風(fēng)險(xiǎn)，具有良好的社會(huì)效益。首先，通過降低操作人員的工作強(qiáng)度，可以提高工作效率和員工的工作滿意度。其次，通過提高設(shè)備的安全性能，可以減少設(shè)備故障和人員傷亡事故的發(fā)生，從而降低企業(yè)的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。最后，研究成果還可以提高電力行業(yè)的整體安全水平，為社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

7 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)中置式高壓開關(guān)柜檢修平臺(tái)的改進(jìn)，提高了平臺(tái)的性能，解決了原有設(shè)備存在的問題。改進(jìn)后的平臺(tái)具有更高的承載能力、更便捷的升降操作和更精確的水平調(diào)整功能，降低了操作人員的工作強(qiáng)度和事故風(fēng)險(xiǎn)。研究成果有望在全國(guó)范圍內(nèi)推廣應(yīng)用，為電力行業(yè)的設(shè)備檢修提供更好的支持，具有廣泛的應(yīng)用前景和較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。