張志富 金甲杰 洪云鳳 王嗣常 白天宇

（蕪湖供電公司，蕪湖 241000）

近年來(lái)，電網(wǎng)建設(shè)迅速發(fā)展，電壓等級(jí)為110kV及以上計(jì)劃擴(kuò)建與改造的老變電站與新建變電站工程日漸增多，工程涉及大批新隔離開(kāi)關(guān)的安裝作業(yè)。

作為電力系統(tǒng)一次主要分?jǐn)嘣O(shè)備，隔離開(kāi)關(guān)運(yùn)行狀況的好壞直接影響電能的傳輸、分配以及系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。業(yè)內(nèi)相關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果指出，隔離開(kāi)關(guān)機(jī)械部分故障大約占隔離開(kāi)關(guān)全部故障的70%，而其操動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝質(zhì)量與其機(jī)械性能直接相關(guān)。

1 操動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝工藝及主要問(wèn)題

1.1 操動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝工藝

隔離開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝示意圖如圖1所示。隔離開(kāi)關(guān)本體安裝完畢后，用鉛垂法定位操動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出主軸和隔離開(kāi)關(guān)輸入主軸，使之同心。操動(dòng)機(jī)構(gòu)背面安裝板通過(guò)適當(dāng)長(zhǎng)槽鋼與基礎(chǔ)立柱上安裝板焊接固定，檢查操動(dòng)機(jī)構(gòu)垂直度：±2～3mm/1m、水平度：±2～3mm/1m、同心度：±0.2mm[1]。確認(rèn)合格后，準(zhǔn)確測(cè)量操動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出主軸和隔離開(kāi)關(guān)輸入主軸的間距，以此加工相應(yīng)垂直連桿使輸入、輸出主軸垂直對(duì)接。垂直連桿內(nèi)徑與輸入、輸出主軸直徑配合，兩者間隙不應(yīng)大于1mm[2]。

傳統(tǒng)安裝工藝及機(jī)械尺寸調(diào)整不符合要求，易造成隔離開(kāi)關(guān)分、合閘不到位，機(jī)構(gòu)卡澀，進(jìn)而導(dǎo)致觸頭過(guò)熱，甚至瓷瓶斷裂等事故。

1.2 操動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝的主要問(wèn)題

由于目前隔離開(kāi)關(guān)生產(chǎn)廠(chǎng)家不提供針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的專(zhuān)用安裝設(shè)備，且操動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝過(guò)程較為復(fù)雜，在實(shí)際的安裝過(guò)程中，同心度很難保證，因此造成反復(fù)焊接，返工多次仍不合格的困難局面。

圖1 隔離開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝示意圖

操動(dòng)機(jī)構(gòu)整體重量約 45～100kg，安裝時(shí)通常需要4～5協(xié)同配合，安裝過(guò)程必須保證操動(dòng)機(jī)構(gòu)的水平度、垂直度和同心度，還要防止電焊火花對(duì)人體的灼傷。因此，隔離開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)在安裝時(shí)存在費(fèi)時(shí)費(fèi)力、無(wú)法精確定位安裝、難以保證安裝質(zhì)量且存在較大安全隱患等一系列問(wèn)題。

2 操動(dòng)機(jī)構(gòu)傳統(tǒng)安裝方法

傳統(tǒng)疊樁法、肩抬法、吊裝法安裝主要依賴(lài)以往安裝經(jīng)驗(yàn)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精確定位安裝，難以保證安裝質(zhì)量，并且存在較大安全隱患。

2.1 疊樁法

運(yùn)用木塊等材料人工疊樁搭建基礎(chǔ)平臺(tái)，為操動(dòng)機(jī)構(gòu)的定位安裝提供支撐，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)操動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝的方法叫做疊樁法。疊樁法安裝操動(dòng)機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景如圖2所示。

圖2 操動(dòng)機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝實(shí)景

疊樁法所使用的木塊等材料易于獲取，重復(fù)利用率高，但該法受地面基礎(chǔ)狀況影響較大。操動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝必然伴隨電纜溝的開(kāi)挖、電纜管的敷設(shè)，此時(shí)地面基礎(chǔ)狀況復(fù)雜。人工疊樁法搭建基礎(chǔ)平臺(tái)，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，穩(wěn)定性也很難保證。搭建的平臺(tái)給操動(dòng)機(jī)構(gòu)提供定位支撐過(guò)程中，操動(dòng)機(jī)構(gòu)的三維調(diào)節(jié)繁瑣困難，無(wú)法精確定位，安裝質(zhì)量難于保證。

2.2 肩抬法

肩抬法是指4名作業(yè)人員將操動(dòng)機(jī)構(gòu)整體抬起一定高度并保持平穩(wěn)狀態(tài)，其他作業(yè)人員對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)與隔離開(kāi)關(guān)基礎(chǔ)立柱間距進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而截取適當(dāng)槽鋼予以焊接固定的方法。

該法參與安裝作業(yè)的人員較多，不僅耗費(fèi)大量人力，對(duì)作業(yè)人員的安裝經(jīng)驗(yàn)也要求較高。由于作業(yè)人員高度不一，輕微晃動(dòng)在所難免，同心度很難保證，往往點(diǎn)焊以后發(fā)現(xiàn)安裝不合格，需要敲下來(lái)重新焊，反復(fù)多次才能勉強(qiáng)合格[3]。肩抬法安裝操動(dòng)機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景如圖3所示[4]。

圖3 操動(dòng)機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝實(shí)景

2.3 吊裝法

吊裝法是指在隔離開(kāi)關(guān)本體上選取一基準(zhǔn)起吊點(diǎn)，運(yùn)用小型吊裝葫蘆將操動(dòng)機(jī)構(gòu)平穩(wěn)起吊就位，作業(yè)人員根據(jù)以往安裝經(jīng)驗(yàn)對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行三維調(diào)節(jié)，最終完成操動(dòng)機(jī)構(gòu)定位安裝的方法。

吊裝法受地面基礎(chǔ)狀況影響較小，但基準(zhǔn)起吊點(diǎn)的選取是該法的難點(diǎn)，需要安裝經(jīng)驗(yàn)豐富的作業(yè)人員確定。該法可由一人起吊，其他作業(yè)人員進(jìn)行定位安裝作業(yè)，參與人員相對(duì)較少，但若基準(zhǔn)起吊點(diǎn)選取不當(dāng)，將嚴(yán)重影響操動(dòng)機(jī)構(gòu)的精確定位安裝。該法應(yīng)用相對(duì)較少。

2.4 操動(dòng)機(jī)構(gòu)傳統(tǒng)安裝方法總結(jié)

表1 傳統(tǒng)安裝方法總結(jié)

3 操動(dòng)機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝設(shè)備發(fā)展現(xiàn)狀

近幾年，對(duì)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝研究取得了一定的成果。文獻(xiàn)[4]研制的液壓調(diào)節(jié)型升降平臺(tái)僅需2人即可開(kāi)展安裝作業(yè)，每臺(tái)操動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝耗時(shí)也大幅縮短。該平臺(tái)具備較好的上下調(diào)節(jié)以及水平度和垂直度的微調(diào)節(jié)能力，但左右以及前后調(diào)節(jié)能力較差，平臺(tái)樣機(jī)如圖4所示。

圖4 液壓調(diào)節(jié)型升降平臺(tái)

文獻(xiàn)[5]研制的大型隔離開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)安裝平臺(tái)，設(shè)計(jì)帶剎車(chē)的萬(wàn)向輪可將操作機(jī)構(gòu)運(yùn)輸至指定位置，利用千斤頂通過(guò)X型升降機(jī)構(gòu)快速調(diào)節(jié)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的上下位置，通過(guò)十字交叉蝸桿實(shí)現(xiàn)操動(dòng)機(jī)構(gòu)水平度、上下、前后以及左右的微調(diào)。該平臺(tái)樣機(jī)如圖5所示。

圖5 千斤頂調(diào)節(jié)型升降平臺(tái)

文獻(xiàn)[4-5]所研平臺(tái)，操作時(shí)要依托于平整地面，是典型的地基平臺(tái)。操動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝必然伴隨電纜溝的開(kāi)挖、電纜管的敷設(shè)，此時(shí)地面基礎(chǔ)狀況復(fù)雜，所研平臺(tái)將無(wú)法展開(kāi)有效工作。因此，該類(lèi)平臺(tái)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境的適應(yīng)性較差，只能附加條件的展開(kāi)實(shí)際應(yīng)用。

國(guó)網(wǎng)蕪湖供電公司研制的戶(hù)外高壓隔離開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)定位安裝系統(tǒng)如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)景

系統(tǒng)依托隔離開(kāi)關(guān)基礎(chǔ)立柱、與地面基礎(chǔ)非接觸方式實(shí)現(xiàn)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝。應(yīng)用該系統(tǒng)開(kāi)展操動(dòng)機(jī)構(gòu)的安裝作業(yè)，三維定位精確高效，作業(yè)過(guò)程不受施工現(xiàn)場(chǎng)地面基礎(chǔ)條件的影響，作業(yè)人員投入少且對(duì)人員安裝經(jīng)驗(yàn)不設(shè)門(mén)檻。

該系統(tǒng)相較于文獻(xiàn)[4-5]所研平臺(tái)，可全天候適應(yīng)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜環(huán)境，作業(yè)過(guò)程安全高效，實(shí)際應(yīng)用效果良好。

文獻(xiàn)[6]與文獻(xiàn)[4-5]方法一致，研制的設(shè)備在結(jié)構(gòu)方式上有變化調(diào)整，但在現(xiàn)場(chǎng)只能有條件應(yīng)用。

另外，文獻(xiàn)[7]研制的對(duì)中工具，有效解決了操動(dòng)機(jī)構(gòu)垂直連桿安裝時(shí)易產(chǎn)生中心點(diǎn)偏差的現(xiàn)象。

4 操動(dòng)機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝設(shè)備研制思路

4.1 受力基點(diǎn)分析

操動(dòng)機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝設(shè)備的受力基點(diǎn)有地面基礎(chǔ)受力、隔離開(kāi)關(guān)本體受力、隔離開(kāi)關(guān)基礎(chǔ)立柱受力3種方式，對(duì)應(yīng)的安裝方法及主要難點(diǎn)見(jiàn)表2。

表2 操動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝設(shè)備受力基點(diǎn)分析

疊樁法與肩抬法適合在地面基礎(chǔ)狀況良好、多人協(xié)同默契有序的前提下開(kāi)展安裝作業(yè)，但施工現(xiàn)場(chǎng)地面基礎(chǔ)狀況復(fù)雜多變，多人協(xié)同難以控制，此類(lèi)方法應(yīng)用上存有較大局限。

基準(zhǔn)起吊點(diǎn)的選取是吊裝法的難點(diǎn)，該法對(duì)安裝經(jīng)驗(yàn)有較高門(mén)檻，不適合推廣為隔離開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化安裝作業(yè)，一般很少應(yīng)用。

柱基法是指安裝設(shè)備固定在隔離開(kāi)關(guān)的基礎(chǔ)立柱上，設(shè)備整體懸空與地面非接觸。該法不受地面基礎(chǔ)狀況的影響，對(duì)安裝現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，但安裝設(shè)備與基礎(chǔ)立柱固定連接的穩(wěn)定性問(wèn)題應(yīng)給予重視。

4.2 安裝設(shè)備研制的指導(dǎo)思路

研制的操動(dòng)機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝設(shè)備應(yīng)具備三維調(diào)節(jié)定位以及水平度和垂直度的微調(diào)節(jié)功能。

目前，調(diào)節(jié)的動(dòng)力主要有液壓、電動(dòng)、千斤頂以及螺桿調(diào)節(jié)。安裝設(shè)備的研制應(yīng)以便于推廣為標(biāo)準(zhǔn)化安裝作業(yè)為指導(dǎo)，且遵循小型化、輕量化、一體化的思路。

5 結(jié)論

目前，戶(hù)外高壓隔離開(kāi)關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)安裝設(shè)備的發(fā)展滯后于電網(wǎng)建設(shè)。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝操動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)際需求，研制實(shí)用高效的操動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝設(shè)備，已然成為迫切所需。根據(jù)文中的研制思路，利用柱基法原理研制相關(guān)安裝設(shè)備應(yīng)給予充分重視。

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