10 kV高压开关柜手车智能电动摇把设计应用.pdf

电力安全技术66第25卷(2023年第6期)10 kV高压开关柜手车智能电动摇把设计应用张旭阳，徐美婷，张鹏俏，于 聪，赵涓彤，梁 晓(国网辽宁省电力有限公司营口供电公司，辽宁 营口 115000)Application of an Intelligent Electric Rocker Design for10 kV High-voltage Switchgear Handcart ZHANG Xuyang,XU Meiting,ZHANG Pengqiao,Yu Cong,ZHAO Juantong,LIANG Xiao(Yingkou Power Supply Company,Yingkou 115000)摘 要 针对变电站 10 kV 线路停电检修时高压开关柜手车摇把在摇动过程中存在易松动、易“拖把”的现象，研制了一种变电站 10 kV 高压开关柜手车智能电动摇把，在提升开关柜手车摇合速度和质量的同时保证了停送电的时效性，并有效解决了女性操作员力量不足的问题，确保手车开关在摇入、摇出操作中的安全性。关键词 10 kV 系统；高压开关柜；手车开关；电动摇把Abstract:In view of the phenomenon that the high-voltage switchgear handcart rocker is prone to loosen and drop off in the process of rocker rolling during the outage overhaul of the substation 10 kV line,an intelligent electric rocker is developed for the station 10 kV high-voltage switchgear handcart,which is available to improving the rolling speed and quality of the switchgear handcart,ensure the timeliness of power outages,effectively settle the problem of insufficient strength of female operators,and guarantee the safety of handcart switching operations.Key words:10 kV system;high-voltage switchgear;handcart switch;electric rocker中图分类号:TM643 文献标识码:A 文章编号:1008-6226(2023)06-0066-031设计思路借鉴直流电动螺丝刀的原理，设计了一种智能电动摇把，包括输出转轴的驱动装置和用于连接手车的专用套管。其中驱动装置用于带动专用套管驱动手车运动，使开关柜手车到达对应位置，具体结构如图 1 所示。智能电动摇把控制模块具备无极调速及正反转切换功能，通过手柄处无级调速开关按压深度的调整实现电机无极调速，通过正反转启停开关实现正反转切换。按照变电站现有手动摇把的结构和尺寸设计与手车和智能电动摇把连接的专用套管。操作人员将连接手车的专用套管按在驱动装置的套管夹头上，0引言在变电站 10 kV 线路停电检修过程中，运行人员需远方将开关柜手车开关拉开，然后用手动摇把将开关柜手车由运行位置拉至试验位置。该操作工作量较大，且母线停送电时，操作间隔多、时间长，容易导致送电延误。手车摇把在摇动过程中存在易松动、易“拖把”等现象，造成手车开关在摇入和摇出过程中费时费力，不仅操作不便，而且对设备安全造成一定的威胁。鉴于上述问题，提出设计一种变电站 10 kV 高压开关柜手车智能电动摇把(简称智能电动摇把)，在省时省力的同时提高开关柜手车摇合速度和质量，以保证停送电时效，解决女性操作员力量不足等问题。67第25卷(2023年第6期)电力安全技术手持驱动装置电动摇把手柄，可实现快速平稳地将手车摇出或推入，手车专用套管结构见图 2。图 1电动摇把驱动装置结构 图 2手车专用套管结构2具体设计智能电动摇把能有效解决传统摇把费时费力且易“拖把”的操作问题。其中力矩配件布置在套管夹头和减速齿轮组的从动大齿轮的轮轴之间；在实际工作力矩未超出限制值时，套管夹头和减速齿轮组的从动大齿轮的轮轴直接连接同步转动；当实际工作力矩超出限制值时，力矩配件会强制使限制套管夹头和减速齿轮组的从动大齿轮的轮轴相对轴向脱开，从而保护电机和减速齿轮组等零部件。减速齿轮组主要由从动大齿轮、从动轴、主动小齿轮、主动轴组成。其中主动轴即电机的输出轴或是与电机的输出轴直接连接，从动轴和主动轴二者轴线平行布置，从动大齿轮和主动小齿轮二者配对啮合。供电模块采用 18 V/4.0 Ah 大容量锂电池，性能稳定，充放电安全可靠，与电机通过电源线连接，开关通过电源线连接电机，散热风扇布置在电机的输出轴上。控制模块具备电机无极调速和电机正/反转与停机状态切换功能。通过电动摇把手柄处的无级变速开关按压深度实现电机的无极调速；通过电动摇把开关控制电机的正/反转启停实现正/反转与停机状态的切换；与控制模块连接的人机交互模块可以进行电机最大输出扭矩闭锁阈值的设定，避免开关柜手车出现电气、机械闭锁或者机构卡涩时电动摇把大扭矩输出损坏开关机构。考虑到手车的操作受到机械闭锁、电气闭锁以及手车底盘卡涩等限制，当手车摇不动时，强行操作会对手车造成不可恢复的破坏，因此设计智能电动摇把闭锁逻辑，见图 3。通过人机交互模块设定最大输出扭矩闭锁阈值，在操作受限时，智能电动摇把可直接闭锁摇把输出，待运行人员进行现场判断后再处理，避免对手车造成破坏。同时，智能电动摇把控制单元实时调整电机输出功率，实现电机平稳输出，匀速地将手车摇出或推入，在提高工作效率的同时保证了设备的安全运行。图 3智能电动摇把闭锁逻辑3应用情况智能电动摇把已在管辖的 66 kV 东风变电站10 kV 高压开关柜使用。经测定，传统手动摇出手车需要 30 s，使用智能电动摇把仅需 8 s，摇出扭矩输出在 147 Nm，摇入扭矩在 126 Nm，闭锁阈套管夹头人机交互模块无极调速开关正反转启停开关电动摇把手柄供电模块散热孔连接手车，直径 15 mm连接电动摇把，直径 12.5 mm情况 1：手车电气、机械闭锁情况 2：手车到达正确位置设置闭锁矩N恒定转速V电动摇把自动闭锁输出扭转N情况 3：机构卡涩等其他非常见问题第25卷(2023年第6期)电力安全技术68值设定为 160 Nm。具体操作如下。(1)线路停电时，操作人员远端将高压室开关柜手车开关拉开，然后到达现场；将手车专用套管的一侧与智能电动摇把套管夹头连接，另一侧与手车连接；戴上绝缘手套，手握电动摇把手柄，检查正/反转切换开关位在反转位；检查摇把最大输出扭矩和速度设定值后，扳动电动摇把开关摇出手车。(2)线路送电时，操作人员远端检查高压室开关柜手车开关在分位，然后到达现场；将手车专用套管的一侧与智能电动摇把套管夹头连接，另一侧与手车连接；戴上绝缘手套，手握电动摇把手柄，检查正/反转切换开关位在正转位；检查摇把最大输出扭矩和速度设定值后，扳动摇把开关摇入手车。当现场开关柜手车存在机械闭锁、电气闭锁或开关柜手车位置不正、存在机构卡涩时，此时手车连杆的阻力扭矩会远大于摇把正常摇动过程中的输出扭矩，操作人员如未发现，则在扳动电动摇把开关时就会闭锁并发出告警信号，待处理后方可重新操作。4结束语变电站 10 kV 高压开关柜手车智能电动摇把的应用可明显提高手车的操作效率，为检修、抢修争取更多的时间，不仅可有效控制电动摇把匀速输出，避免摇把“拖把”现象，同时也避免了强行操作导致设备损伤的情况，在符合规范要求的同时，有效解决女性操作员力量不足等问题，且该装置便于携带、操作简单、使用方便、成本低，可供推广使用。参考文献：1 汤会增，朱 森，郑逢超，等变电站高压开关柜新型 摇把的研制 J电工电气，2016(1)：53-55.2 叶青峰，肖拥东，刘瑞芳，等用于高低压开关柜的手 持式电动摇把的分析及设计 J电工技术，2022(8)：85-86.3 陈新安，唐建斌，王亮才高压开关柜的电动摇把研制 及应用分析 J电子世界，2021(3)：53-54.收稿日期：2022-10-10；修回日期：2022-12-03。作者简介：张旭阳(1991)，男，工程师，主要从事变电运维管理工作，email:。徐美婷(1990)，女，助理工程师，主要从事输电运维管理工作。张鹏俏(1991)，女，工程师，主要从事变电试验管理工作。于 聪(1994)，男，本科，主要从事外勤客户代表工作。赵涓彤(1997)，女，大专，主要从事供电所综合管理工作。梁 晓(1976)，男，本科，主要从事变电运维管理工作。盖板并确保槽盒接地良好。4结束语信号干扰问题是热控专业的难点且目前尚未有有效的解决办法。发生信号干扰问题后，运维人员应及时查找出干扰源并抑制其传播途径，同时还应加强基建监督、日常巡检与维护以及设备全寿期管理，从源头上消除设备隐患，这需要在实践中不断地进行研究与探讨。参考文献：1 吴慧基大型火电厂厂用电系统抗干扰防误动技术改进 J电工技术，2016(3)：42-44.2 华国钧火电厂热控系统防雷与抗干扰技术研究及应用 J中国电力，2016，49(1)：53-58.3 周 倩，鲁学农，张文景火电厂 DCS 系统信号抗干 扰研究及实例 J中国电力，2012，45(4)：64-67.4 秦凤琴DCS 系统信号抗干扰与接地问题探讨 J化 工管理，2019(20)：159-160.5 周康军DCS、PLC 控制系统干扰抑制探讨 J世界 有色金属，2019(22)：14-15.收稿日期：2022-09-07；修回日期：2023-01-12。作者简介：付 冉(1991),女，工程师，主要从事火电厂检修维护方面工作，email:。马 亮(1986)，男，高级工程师，主要从事火电厂技术管理方面工作。(上接第 65 页)