论文部分内容阅读
摘 要：随着国网公司“三集五大”的实施，变电运行维操管理模式已经成为实现电网集约化管理的重要手段。但随着电网飞速发展，维操站所辖变电站设备日益增多，设备多样化、操作工具不统一的问题日益凸现，给现场操作带来很多不便和安全风险。变电站多功能操作摇把，能满足各种开关手车的操作及各种手摇式闸刀的操作，彻底解决了操作摇把多样化以及操作脱把等问题，提高了操作效率，减轻了操作人员劳动强度，降低了操作风险，规范了操作行为。
关键词：多功能操作摇把 多样化 安全风险 操作效率 劳动强度
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）002-105-04
1 引言
随着国民经济飞速发展，电网建设步伐加快，在各供电企业现场基建、技改、扩建、年校、预试等工作成批量的增加，运行人员倒闸操作也成倍增长。然而由于变电站设备日益增多，设备及其操作工具更加多样化，操作工具不统一、不合理等问题，给运行人员倒闸操作作带来很多不便，大大增加了现场操作风险。研制变电站多功能摇把，彻底解决由于设备操作工具而造成的操作不便，降低现场操作风险，提高劳动效率，势在必行。为此滁州公司变电运行人员，结合现场实际，集思广益，发挥聪明才智，开展了变电站多功能摇把的研制工作，下面就变电站多功能摇把相关研制情况简述如下。
2 调研与分析
长期从事变电运行操作的人员，都会有这样的感受：（1）现场的操作摇把较多，操作时常会带错摇把，往返跑路；（2）手车摇把操作时常会摇把脱落，影响操作。下面结合滁州公司部分变电站设备和现场倒闸操作情况，调查分析由于设备操作工具给倒闸操作带来的影响，具体调查分析情况如下。
2.1 现场设备操作比较困难的原因统计分析
目前变电站高压设备操作困难，集中表现在摇把的设计上，变电站大多配备“Z”形摇把，摇把大小不一，形状各异。“Z”形摇把把手力学设计不合理，操作中不能在同一轴线进行旋转操作，操作费力易脱把。部分高压封闭式开关柜操作孔距离地面高度不合理，不能方便运行人员操作，操作此种型号的高压封闭式开关柜，操作费力，占用了大量的操作时间，不仅带来安全隐患，也严重影响送电时间。
2.2 变电站操作摇把配置情况统计分析
根据不同的变电站的设备，每个变电站平均有4种类型的操作摇把，14个备用摇把。而且部分操作摇把操作孔虽不一样，但是外形极其相似，极易出现漏带或错带等情况，严重影响操作效率，带来安全隐患。各站为倒闸操作而配备的操作摇把数量也较多，放置在一起比较混乱，影响美观。
2.3 倒闸操作操作摇把问题分层统计
传统“Z”形摇把设计不合理，操作摇把时，不能使摇把按同一轴转动，总是产生偏差晃动。并且在高压封闭式开关柜的操作中，操作人员常出现“脱把”的情况，危及人身安全。
从以上统计分析可见，传统的操作工具在现场实际操作中主要存在以下各种问题：
（1）传统高压设备操作摇把，为“Z”字型设计，受力不均，常在操作中出现“脱把”的情况，不仅容易造成操作人员的人身伤害，在手车动静触头接触将要接触或分离时“脱把”还会造成动静触头放电时间长，影响设备的使用寿命。
（2）传统操作摇把，设计简单粗糙，摇把与绝缘手套之间摩擦大，不仅操作费力，而且造成操作摇把和绝缘手套相互缠绕，严重磨损绝缘手套。
（3）部分高压封闭式开关柜设计不合理，操作孔过低，贴近地面，传统“Z”字型摇把，需要几十次将摇把插入操作孔旋转半圈再取出的重复过程才能完成操作。操作异常费时费力。
（4）部分高压设备，操作时机械阻力大，用厂家提供的摇把，受力不科学操作费力。因为传统的“Z”形摇把在操作时，受力点只有一点，这样造成了在旋转操作时，不能以同一轴心做旋转操作，常发生操作把手晃动偏斜。
（5）同一类型的设备型号众多，且部分高压设备的操作孔未按国标设计，造成变电站内需配备各种型号的操作摇把。操作中往往需要携带多种摇把进行操作，不仅造成工作量的增大，还常常发生带错的情况，也不方便备品备件管理。
3 确立课题
保人身、保电网、保设备是公司变电运行岗位的首要工作任务。从以上分析可见，目前广泛使用的操作摇把，由于用力不均衡，无防“脱把”措施，经常出现摇把脱把或和绝缘手套缠绕等问题，严重影响现场操作安全，增大操作人员劳动强度，降低工作效率，研制新型操作摇把，改变传统的摇把工艺势在必行。同时新型的操作摇把应能满足如下要求：
（1）具有通用性。研制出的摇把能够操作不同型号不同操作孔的设备。
（2）设计合理，操作省力。不发生“脱把”与“缠绕”情况。
（3）做工精细，便于存取。
4 实施与论证
4.1 研制过程
传统摇把分析。新型摇把应在传统操作摇把的结构和设备操作机构的基础上，针对不同类型设备操作摇把进行全面分析，找出共性问题，总结传统摇把存在的不足，加以改进（见表4）。
4.2 提出方案
通过对传统的摇把分析可见：传统的摇把存在通用性差、受力不均，设计不合理，实用性差等问题。针对以上问题，围绕解决问题，开拓创新，以摇把的多功能实用性为中心的原则，提出如下三个具体方案（见表5）。
由整理得到以下三个初选方案：
（1）电动控制多功能摇把加活动套筒头
（2）加入棘轮的“弓”形摇把加活动套筒头
（3）“弓”形设计摇把加活动套筒头
4.3 确定最佳方案
方案一：电动控制多功能摇把加活动套筒头方案。其主要特点是电动操作，省力。解决了“脱把”与“缠绕”问题，存在的主要缺点是操作时无“手感”判断，容易操作过限或不到位，同时受环境影响。 方案二：“弓”形摇把棘轮设计加活动套筒头方案。其主要特点是完全解决了“脱把”与“缠绕”问题，操作省力，通用性强，不受环境影响，可以模型化批量生产，推广应用价值高。
方案三：改变传统“Z”形摇把为“弓”形设计方案。其主要特点是结构简单，对传统操作摇把进行简单的改造加工即可，存在的主要缺点是通用性差，不能很好解决操作孔设计不合理的设备。
三种方案的分析评估表如表6。
根据以上的试验分析、评估和比较，最终选定变电站多功能操作摇把的研制最佳方案为：“弓”形摇把棘轮设计加活动套筒头式方案。
4.4 分析解决问题，落实方案
（1）摇把旋转受力不均的解决。
改变传统的操作摇把“Z”形结构为“弓”形结构，使操作人员进行旋转操作时，能以操作孔与手柄为一个固定的轴去旋转，操作中不发生偏移晃动。
（2）操作摇把与绝缘手套发生缠绕的解决。
传统的操作摇把做工比较粗糙，无防滑套筒设计，给把手上加装不锈钢套筒，使摇把在操作时，不对手套产生摩擦，杜绝了手套缠绕。
（3）摇把通用性不强的解决。
汇集不同类型的设备操作摇把，制作出各个种类的套筒头组建，套筒头与摇把连接，采用标准模配。
（4）部分设备操作孔设计不合理，造成操作费力的情况的解决。
部分开关柜由于设计不合理，如部分10kV避雷器手车柜设计在压变手车柜下，操作时只能半圈旋转操作，操作此类设备时操作人员需要拔插几十次才以完成一个手车状态的改变操作。据此改变“弓”字形摇把头的固定模式，采用棘轮棘爪结构来和套筒连接。这样就使在旋转操作不能完成时，变旋转为下压式操作，不仅解决了现场操作难的情况，而且下压式的操作比旋转操作更加省力。
4.5 变电站多功能操作摇把设计和制作
通过各个环节的分别实验证，确定并设计出变电站多功能操作摇把。
1、定位钢珠；2、固定底座；3、棘轮；4、不锈钢杆体；5、加长内角套筒；6、棘轮转动调整开关；7、防滑把手套筒。
变电多功能操作摇把，其设计材料使用优质不锈钢为主材料，摇把的前部从根本改变了传统固定式的连接，采用了活动式套筒头，可以针对不同型号的手车更换上对应型号的套筒，一套摇把配有各种型号的套筒头，能满足各种开关手车的操作及各种手摇式闸刀的操作。解决日常操作中常需要配带各种形式的摇把的情况。
摇把为“弓”形设计，使用方便，在操作中受力均匀，不会发生操作中脱把的情况。摇把手持部位加套筒，减少手部于摇把之间的摩擦，并且防止在使用时摇把脱手。
针对部分手车，由于操作孔位置设计位置并不方便操作。在摇把的前端设计棘轮棘爪结构，能改变传统旋转操作为下压式操作，使操作更加方便。
在把手的前端设计有固定钢珠，使在安装不同的操作套筒时不容易脱落，把手和各不同的操作套筒之间连接更加牢固。
5 效果检查
2011年11月，完成了变电站多功能操作摇把设计和制作后，滁州公司专门成立了专家小组对实施效果进行验证。
经现场验证：
（1）设计出的变电站多功能操作摇把具有通用性，能够操作公司所辖各变电站不同操作孔的所有设备。
（2）新型“弓”形摇把的设计，受力均衡，在做旋转工作时，能控制在以操作孔为中心轴作转动，不产生偏移晃动。人性化设计，不发生与绝缘手套发生缠绕。
（3）现场摆放和操作携带方便。
（4）对操作孔设计不合理的设备，变电站多功能操作摇把改旋转为下压式操作，不仅能方便操作，而且省时省力。
（5）结合2011年11、12月的检修工作，找出同类似的操作对中各项指标进行了统计对比。
“小摇把，大改变”，多功能操作摇把一举解决了传统操作摇把存在的缺陷，有力的保障了现场安全、提高了工作效率，取得了显著的经济和社会效益。该项成果于2011年获得国家实用新型专利。
6 结束语
现场操作安全是所有从事倒闸操作运行人员，长期不懈努力的目标，也是电力企业安全发展的基础。变电站多功能摇把的研制成功，进一步强化现场操作安全，提高了操作效率和经济效益，减轻了操作人员劳动强度，降低了操作风险，具有良好的推广和使用价值。
参考文献：
[1] 滁州东源琉璃电气有限公司.10kV KYN28-12（Z）型开关柜产品说明书[S].2009.
[2] 河南平高电气股份有限公司.GW16-126DW型隔离开关产品说明书[S].2007.
关键词：多功能操作摇把 多样化 安全风险 操作效率 劳动强度
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）002-105-04
1 引言
随着国民经济飞速发展，电网建设步伐加快，在各供电企业现场基建、技改、扩建、年校、预试等工作成批量的增加，运行人员倒闸操作也成倍增长。然而由于变电站设备日益增多，设备及其操作工具更加多样化，操作工具不统一、不合理等问题，给运行人员倒闸操作作带来很多不便，大大增加了现场操作风险。研制变电站多功能摇把，彻底解决由于设备操作工具而造成的操作不便，降低现场操作风险，提高劳动效率，势在必行。为此滁州公司变电运行人员，结合现场实际，集思广益，发挥聪明才智，开展了变电站多功能摇把的研制工作，下面就变电站多功能摇把相关研制情况简述如下。
2 调研与分析
长期从事变电运行操作的人员，都会有这样的感受：（1）现场的操作摇把较多，操作时常会带错摇把，往返跑路；（2）手车摇把操作时常会摇把脱落，影响操作。下面结合滁州公司部分变电站设备和现场倒闸操作情况，调查分析由于设备操作工具给倒闸操作带来的影响，具体调查分析情况如下。
2.1 现场设备操作比较困难的原因统计分析
目前变电站高压设备操作困难，集中表现在摇把的设计上，变电站大多配备“Z”形摇把，摇把大小不一，形状各异。“Z”形摇把把手力学设计不合理，操作中不能在同一轴线进行旋转操作，操作费力易脱把。部分高压封闭式开关柜操作孔距离地面高度不合理，不能方便运行人员操作，操作此种型号的高压封闭式开关柜，操作费力，占用了大量的操作时间，不仅带来安全隐患，也严重影响送电时间。
2.2 变电站操作摇把配置情况统计分析
根据不同的变电站的设备，每个变电站平均有4种类型的操作摇把，14个备用摇把。而且部分操作摇把操作孔虽不一样，但是外形极其相似，极易出现漏带或错带等情况，严重影响操作效率，带来安全隐患。各站为倒闸操作而配备的操作摇把数量也较多，放置在一起比较混乱，影响美观。
2.3 倒闸操作操作摇把问题分层统计
传统“Z”形摇把设计不合理，操作摇把时，不能使摇把按同一轴转动，总是产生偏差晃动。并且在高压封闭式开关柜的操作中，操作人员常出现“脱把”的情况，危及人身安全。
从以上统计分析可见，传统的操作工具在现场实际操作中主要存在以下各种问题：
（1）传统高压设备操作摇把，为“Z”字型设计，受力不均，常在操作中出现“脱把”的情况，不仅容易造成操作人员的人身伤害，在手车动静触头接触将要接触或分离时“脱把”还会造成动静触头放电时间长，影响设备的使用寿命。
（2）传统操作摇把，设计简单粗糙，摇把与绝缘手套之间摩擦大，不仅操作费力，而且造成操作摇把和绝缘手套相互缠绕，严重磨损绝缘手套。
（3）部分高压封闭式开关柜设计不合理，操作孔过低，贴近地面，传统“Z”字型摇把，需要几十次将摇把插入操作孔旋转半圈再取出的重复过程才能完成操作。操作异常费时费力。
（4）部分高压设备，操作时机械阻力大，用厂家提供的摇把，受力不科学操作费力。因为传统的“Z”形摇把在操作时，受力点只有一点，这样造成了在旋转操作时，不能以同一轴心做旋转操作，常发生操作把手晃动偏斜。
（5）同一类型的设备型号众多，且部分高压设备的操作孔未按国标设计，造成变电站内需配备各种型号的操作摇把。操作中往往需要携带多种摇把进行操作，不仅造成工作量的增大，还常常发生带错的情况，也不方便备品备件管理。
3 确立课题
保人身、保电网、保设备是公司变电运行岗位的首要工作任务。从以上分析可见，目前广泛使用的操作摇把，由于用力不均衡，无防“脱把”措施，经常出现摇把脱把或和绝缘手套缠绕等问题，严重影响现场操作安全，增大操作人员劳动强度，降低工作效率，研制新型操作摇把，改变传统的摇把工艺势在必行。同时新型的操作摇把应能满足如下要求：
（1）具有通用性。研制出的摇把能够操作不同型号不同操作孔的设备。
（2）设计合理，操作省力。不发生“脱把”与“缠绕”情况。
（3）做工精细，便于存取。
4 实施与论证
4.1 研制过程
传统摇把分析。新型摇把应在传统操作摇把的结构和设备操作机构的基础上，针对不同类型设备操作摇把进行全面分析，找出共性问题，总结传统摇把存在的不足，加以改进（见表4）。
4.2 提出方案
通过对传统的摇把分析可见：传统的摇把存在通用性差、受力不均，设计不合理，实用性差等问题。针对以上问题，围绕解决问题，开拓创新，以摇把的多功能实用性为中心的原则，提出如下三个具体方案（见表5）。
由整理得到以下三个初选方案：
（1）电动控制多功能摇把加活动套筒头
（2）加入棘轮的“弓”形摇把加活动套筒头
（3）“弓”形设计摇把加活动套筒头
4.3 确定最佳方案
方案一：电动控制多功能摇把加活动套筒头方案。其主要特点是电动操作，省力。解决了“脱把”与“缠绕”问题，存在的主要缺点是操作时无“手感”判断，容易操作过限或不到位，同时受环境影响。 方案二：“弓”形摇把棘轮设计加活动套筒头方案。其主要特点是完全解决了“脱把”与“缠绕”问题，操作省力，通用性强，不受环境影响，可以模型化批量生产，推广应用价值高。
方案三：改变传统“Z”形摇把为“弓”形设计方案。其主要特点是结构简单，对传统操作摇把进行简单的改造加工即可，存在的主要缺点是通用性差，不能很好解决操作孔设计不合理的设备。
三种方案的分析评估表如表6。
根据以上的试验分析、评估和比较，最终选定变电站多功能操作摇把的研制最佳方案为：“弓”形摇把棘轮设计加活动套筒头式方案。
4.4 分析解决问题，落实方案
（1）摇把旋转受力不均的解决。
改变传统的操作摇把“Z”形结构为“弓”形结构，使操作人员进行旋转操作时，能以操作孔与手柄为一个固定的轴去旋转，操作中不发生偏移晃动。
（2）操作摇把与绝缘手套发生缠绕的解决。
传统的操作摇把做工比较粗糙，无防滑套筒设计，给把手上加装不锈钢套筒，使摇把在操作时，不对手套产生摩擦，杜绝了手套缠绕。
（3）摇把通用性不强的解决。
汇集不同类型的设备操作摇把，制作出各个种类的套筒头组建，套筒头与摇把连接，采用标准模配。
（4）部分设备操作孔设计不合理，造成操作费力的情况的解决。
部分开关柜由于设计不合理，如部分10kV避雷器手车柜设计在压变手车柜下，操作时只能半圈旋转操作，操作此类设备时操作人员需要拔插几十次才以完成一个手车状态的改变操作。据此改变“弓”字形摇把头的固定模式，采用棘轮棘爪结构来和套筒连接。这样就使在旋转操作不能完成时，变旋转为下压式操作，不仅解决了现场操作难的情况，而且下压式的操作比旋转操作更加省力。
4.5 变电站多功能操作摇把设计和制作
通过各个环节的分别实验证，确定并设计出变电站多功能操作摇把。
1、定位钢珠；2、固定底座；3、棘轮；4、不锈钢杆体；5、加长内角套筒；6、棘轮转动调整开关；7、防滑把手套筒。
变电多功能操作摇把，其设计材料使用优质不锈钢为主材料，摇把的前部从根本改变了传统固定式的连接，采用了活动式套筒头，可以针对不同型号的手车更换上对应型号的套筒，一套摇把配有各种型号的套筒头，能满足各种开关手车的操作及各种手摇式闸刀的操作。解决日常操作中常需要配带各种形式的摇把的情况。
摇把为“弓”形设计，使用方便，在操作中受力均匀，不会发生操作中脱把的情况。摇把手持部位加套筒，减少手部于摇把之间的摩擦，并且防止在使用时摇把脱手。
针对部分手车，由于操作孔位置设计位置并不方便操作。在摇把的前端设计棘轮棘爪结构，能改变传统旋转操作为下压式操作，使操作更加方便。
在把手的前端设计有固定钢珠，使在安装不同的操作套筒时不容易脱落，把手和各不同的操作套筒之间连接更加牢固。
5 效果检查
2011年11月，完成了变电站多功能操作摇把设计和制作后，滁州公司专门成立了专家小组对实施效果进行验证。
经现场验证：
（1）设计出的变电站多功能操作摇把具有通用性，能够操作公司所辖各变电站不同操作孔的所有设备。
（2）新型“弓”形摇把的设计，受力均衡，在做旋转工作时，能控制在以操作孔为中心轴作转动，不产生偏移晃动。人性化设计，不发生与绝缘手套发生缠绕。
（3）现场摆放和操作携带方便。
（4）对操作孔设计不合理的设备，变电站多功能操作摇把改旋转为下压式操作，不仅能方便操作，而且省时省力。
（5）结合2011年11、12月的检修工作，找出同类似的操作对中各项指标进行了统计对比。
“小摇把，大改变”，多功能操作摇把一举解决了传统操作摇把存在的缺陷，有力的保障了现场安全、提高了工作效率，取得了显著的经济和社会效益。该项成果于2011年获得国家实用新型专利。
6 结束语
现场操作安全是所有从事倒闸操作运行人员，长期不懈努力的目标，也是电力企业安全发展的基础。变电站多功能摇把的研制成功，进一步强化现场操作安全，提高了操作效率和经济效益，减轻了操作人员劳动强度，降低了操作风险，具有良好的推广和使用价值。
参考文献：
[1] 滁州东源琉璃电气有限公司.10kV KYN28-12（Z）型开关柜产品说明书[S].2009.
[2] 河南平高电气股份有限公司.GW16-126DW型隔离开关产品说明书[S].2007.