论文部分内容阅读
摘要：在10 kV配网运维过程中，当遇到增容、减容或者配电变压器损毁时，需及时更换变压器。然而，更换配电房内变压器的传统方法既耗时费力，又存在人身伤害和变压器损伤的风险。鉴于此，研制了一种新型10 kV配电变压器运输地滑轮，通过滑轮的运输实现变压器的安全、高效更换。
关键词：变压器;滑轮;配电房;高效
0 引言
10 kV配电变压器（以下简称“变压器”）在配电网中承担变换交流电压、电流进而传输交流电能的作用[1]，其容量一般不超过2 500 kVA，重量高达1.8～2 t，通常安装于配电台架或者配电房中，是10 kV配电网中必不可少的电气设备。在配电网的运维过程中，当电力用户有增容、减容的需求或变压器损毁时，配电运维人员需要对变压器进行更换[2]。对于更换配电台架上的变压器，可以采用吊车、起重机等[2]。而更换配电房内的变压器时，由于配电房内空间狭窄，一般的起重或者搬运的机械设备无法使用，为变压器更换带来了困难。经调查发现，更换配电房内变压器的传统方法是4～5名施工人员在现场用铁笔撑起变压器，一步一步地挪入（出）配电房[3]，如图1所示。
在实际操作中，此种方法虽然可以完成变压器的更换，但它带来的问题却不容忽视：（1）施工过程复杂，搬运技巧要求高，人力消耗大，搬运耗时超过1 h;（2）变压器体积、重量大，搬运过程中容易对施工人员造成人身伤害，存在职业伤害风险;（3）配电房空间狭小，4～5名施工人员同时搬运变压器，容易误入带电间隔，引发安全事故;（4）更换时，铁笔不断撑起变压器，易对变压器外壳造成损伤。
基于上述分析，本文致力于研发一款新型10 kV配电变压器运输地滑轮，用于变压器的日常检修，配变的增容、减容及抢修等方面。新型工具的应用能够降低工作强度，提升经济效益，提高工作效率。
1 设计思路
为了安全、高效地更换配电房中的变压器，本文从变压器的运输方式出发，设计一款可实现由人工运输改进为半机械半人工运输的新型运输工具。在实际情况中，配电房空间狭小，变压器体积、重量大，若要保证更换过程不造成人身伤害和变压器损伤，结合实际工作环境，本文所研发的新型配电变压器运输地滑轮应具备以下特点：（1）该工具适用于承载和运输10 kV配电网中不同型号的变压器;（2）该工具体积小、质量轻，可以满足不同的空间操作需求;（3）该工具采用滑轮拖动替代人工搬运，能降低劳动强度，减少人身伤害;（4）该工具设有转弯和调节角度功能，搬运过程更灵活省力。
2 结构分析
如图2所示，10 kV配电变压器运输地滑轮的主要结构包括：运输平板、滑轮、导轨、拉手、可调节伸缩机构五大部分。
下面将对其各个部分进行详细分析。
2.1 运输平板
如图2所示，结构1是变压器运输地滑轮的运输平板，共两组且可以调节宽度。在实施过程中，通过调节运输平板的宽度确保不同型号变压器底部的凹槽落在两组运输平板之间，使运输平板承托住变压器，避免在运输过程中出现变压器放置不稳、滑落等现象。
2.2 滑轮
由于变压器的重量达1.8～2 t，因此将变压器运输地滑轮中的滑轮设计为重载型滑轮，保证在承载变压器时无变形现象。图3展示了滑轮的结构，包括：壳体、滚轮、中轴。滚轮通过中轴串联连接在壳体的下方，并且在每列滚轮之间设置隔板，防止不同列滚轮之间相互影响。为实现变压器地滑轮的换向行驶，将滚轮设计为万向轮。
2.3 导轨
变压器运输地滑轮的导轨位置如图2所示，结合滑轮的尺寸设计导轨的深度和宽度，根据滑轮的宽度布置导轨。导轨设为多组平行排列，在拉动拉手时导轨与滑轮相互配合，分担滑轮承受的变压器重量。同时，设双弯道轨道，便于变压器在弯道处的运输。
2.4 拉手
拉手分为拉杆和把手两部分，其位置定在可调节伸缩机构的中间位置，通过衔接块让拉杆和可調节伸缩机构上的短杆相连接。在把手的一侧边框上开设通道，让拉杆穿过通道，在拉杆的顶端设弯钩，保证拉杆穿过通道后能卡在把手上。在运输变压器的过程中，拉手可以在一定的范围内调节角度，便于施工人员操作，减轻劳动强度。
2.5 可调节伸缩机构
可调节伸缩机构包括第一连接杆和第二连接杆，两杆安装于两组运输平板之间，采用伸缩方式连接，设置通孔两组，利用螺栓固定连接杆。此种设计一方面是适应变压器运输地滑轮运输不同型号变压器的需要，另一方面能实现平稳运输，确保变压器不受损伤。
3 操作步骤
为加深读者对变压器运输地滑轮的了解，下面对利用其更换变压器的步骤进行介绍：（1）用滑动千斤顶将变压器的底部顶起;（2）将变压器运输地滑轮推至变压器底部，让变压器置于运输平板上;（3）松开千斤顶，操作人员拉动拉手，变压器运输地滑轮即可按照导轨的方向到达指定位置。
4 效果分析
为了对变压器运输地滑轮的使用效果进行测试分析，采用对比分析法，针对相同型号的变压器，将传统方法和使用新工具后的方法进行对比试验，测试结果如表1所示。
根据表1可以看出，使用本文所研制的工具后，仅需2名人员即可完成工作，耗时仅为0.5 h，极大地提高了工作效率，减轻了劳动强度。该工具体积小，操作方面可灵活应用于不同配电房和不同型号变压器，同时避免了采用传统方法时铁笔对变压器的多次撬动，将对变压器的损伤降到了最低。
5 结语
本文所研制的新型10 kV配电变压器运输地滑轮采用半机械代替人工更换变压器，施工人员只需将变压器移到变压器运输地滑轮上，即可通过滑轮安全、快速、省力地实现变压器更换，既保证了人员安全，又减轻了搬运过程中变压器外壳的损伤，提高了工作效率。
[参考文献]
[1] 《中国电力百科全书》编辑委员会，《中国电力百科全书》编辑部.中国电力百科全书[M].3版.北京：中国电力出版社，2014.
[2] 刘百坤.实用电工技术问卷[M].呼和浩特：内蒙古人民出版社，2012.
[3] 广东电网有限责任公司生产技术部.配网运维班组基本技能和核心业务学习手册[Z]，2012.
收稿日期：2021-06-21
作者简介：邓雪微（1994—），女，安徽宣城人，硕士研究生，从事配网综合工作。
梁达强（1979—），男，广东江门人，高级工程师，从事配网运维工作。
关键词：变压器;滑轮;配电房;高效
0 引言
10 kV配电变压器（以下简称“变压器”）在配电网中承担变换交流电压、电流进而传输交流电能的作用[1]，其容量一般不超过2 500 kVA，重量高达1.8～2 t，通常安装于配电台架或者配电房中，是10 kV配电网中必不可少的电气设备。在配电网的运维过程中，当电力用户有增容、减容的需求或变压器损毁时，配电运维人员需要对变压器进行更换[2]。对于更换配电台架上的变压器，可以采用吊车、起重机等[2]。而更换配电房内的变压器时，由于配电房内空间狭窄，一般的起重或者搬运的机械设备无法使用，为变压器更换带来了困难。经调查发现，更换配电房内变压器的传统方法是4～5名施工人员在现场用铁笔撑起变压器，一步一步地挪入（出）配电房[3]，如图1所示。
在实际操作中，此种方法虽然可以完成变压器的更换，但它带来的问题却不容忽视：（1）施工过程复杂，搬运技巧要求高，人力消耗大，搬运耗时超过1 h;（2）变压器体积、重量大，搬运过程中容易对施工人员造成人身伤害，存在职业伤害风险;（3）配电房空间狭小，4～5名施工人员同时搬运变压器，容易误入带电间隔，引发安全事故;（4）更换时，铁笔不断撑起变压器，易对变压器外壳造成损伤。
基于上述分析，本文致力于研发一款新型10 kV配电变压器运输地滑轮，用于变压器的日常检修，配变的增容、减容及抢修等方面。新型工具的应用能够降低工作强度，提升经济效益，提高工作效率。
1 设计思路
为了安全、高效地更换配电房中的变压器，本文从变压器的运输方式出发，设计一款可实现由人工运输改进为半机械半人工运输的新型运输工具。在实际情况中，配电房空间狭小，变压器体积、重量大，若要保证更换过程不造成人身伤害和变压器损伤，结合实际工作环境，本文所研发的新型配电变压器运输地滑轮应具备以下特点：（1）该工具适用于承载和运输10 kV配电网中不同型号的变压器;（2）该工具体积小、质量轻，可以满足不同的空间操作需求;（3）该工具采用滑轮拖动替代人工搬运，能降低劳动强度，减少人身伤害;（4）该工具设有转弯和调节角度功能，搬运过程更灵活省力。
2 结构分析
如图2所示，10 kV配电变压器运输地滑轮的主要结构包括：运输平板、滑轮、导轨、拉手、可调节伸缩机构五大部分。
下面将对其各个部分进行详细分析。
2.1 运输平板
如图2所示，结构1是变压器运输地滑轮的运输平板，共两组且可以调节宽度。在实施过程中，通过调节运输平板的宽度确保不同型号变压器底部的凹槽落在两组运输平板之间，使运输平板承托住变压器，避免在运输过程中出现变压器放置不稳、滑落等现象。
2.2 滑轮
由于变压器的重量达1.8～2 t，因此将变压器运输地滑轮中的滑轮设计为重载型滑轮，保证在承载变压器时无变形现象。图3展示了滑轮的结构，包括：壳体、滚轮、中轴。滚轮通过中轴串联连接在壳体的下方，并且在每列滚轮之间设置隔板，防止不同列滚轮之间相互影响。为实现变压器地滑轮的换向行驶，将滚轮设计为万向轮。
2.3 导轨
变压器运输地滑轮的导轨位置如图2所示，结合滑轮的尺寸设计导轨的深度和宽度，根据滑轮的宽度布置导轨。导轨设为多组平行排列，在拉动拉手时导轨与滑轮相互配合，分担滑轮承受的变压器重量。同时，设双弯道轨道，便于变压器在弯道处的运输。
2.4 拉手
拉手分为拉杆和把手两部分，其位置定在可调节伸缩机构的中间位置，通过衔接块让拉杆和可調节伸缩机构上的短杆相连接。在把手的一侧边框上开设通道，让拉杆穿过通道，在拉杆的顶端设弯钩，保证拉杆穿过通道后能卡在把手上。在运输变压器的过程中，拉手可以在一定的范围内调节角度，便于施工人员操作，减轻劳动强度。
2.5 可调节伸缩机构
可调节伸缩机构包括第一连接杆和第二连接杆，两杆安装于两组运输平板之间，采用伸缩方式连接，设置通孔两组，利用螺栓固定连接杆。此种设计一方面是适应变压器运输地滑轮运输不同型号变压器的需要，另一方面能实现平稳运输，确保变压器不受损伤。
3 操作步骤
为加深读者对变压器运输地滑轮的了解，下面对利用其更换变压器的步骤进行介绍：（1）用滑动千斤顶将变压器的底部顶起;（2）将变压器运输地滑轮推至变压器底部，让变压器置于运输平板上;（3）松开千斤顶，操作人员拉动拉手，变压器运输地滑轮即可按照导轨的方向到达指定位置。
4 效果分析
为了对变压器运输地滑轮的使用效果进行测试分析，采用对比分析法，针对相同型号的变压器，将传统方法和使用新工具后的方法进行对比试验，测试结果如表1所示。
根据表1可以看出，使用本文所研制的工具后，仅需2名人员即可完成工作，耗时仅为0.5 h，极大地提高了工作效率，减轻了劳动强度。该工具体积小，操作方面可灵活应用于不同配电房和不同型号变压器，同时避免了采用传统方法时铁笔对变压器的多次撬动，将对变压器的损伤降到了最低。
5 结语
本文所研制的新型10 kV配电变压器运输地滑轮采用半机械代替人工更换变压器，施工人员只需将变压器移到变压器运输地滑轮上，即可通过滑轮安全、快速、省力地实现变压器更换，既保证了人员安全，又减轻了搬运过程中变压器外壳的损伤，提高了工作效率。
[参考文献]
[1] 《中国电力百科全书》编辑委员会，《中国电力百科全书》编辑部.中国电力百科全书[M].3版.北京：中国电力出版社，2014.
[2] 刘百坤.实用电工技术问卷[M].呼和浩特：内蒙古人民出版社，2012.
[3] 广东电网有限责任公司生产技术部.配网运维班组基本技能和核心业务学习手册[Z]，2012.
收稿日期：2021-06-21
作者简介：邓雪微（1994—），女，安徽宣城人，硕士研究生，从事配网综合工作。
梁达强（1979—），男，广东江门人，高级工程师，从事配网运维工作。