Разработка устройство за вдигане на високонапрегови разединители в сложени околни условия

В електроенергийните системи високонапрегнатите разключватели в преобразувателни станции се натъкнали на проблеми като остаряваща инфраструктура, тежка корозия, увеличаващи се дефекти и недостатъчна проводимост на основния проводен път, което значително намалява надеждността на доставката на електроенергия. Има спешна необходимост от извършване на технически реновации на тези дълго време експлуатирани разключватели. По време на такива реновации, за да се избегне прекъсването на доставката на електроенергия на потребителите, обичайна практика е само ремонтираната клетка да бъде поставена под поддръжка, докато съседните клетки остават под напрежение. Обачно, този режим на работа често води до недостатъчен интервал между оборудването, което се ремонтира, и близките живи части, неотговарящ на изискванията за безопасно разстояние при местни операции с вдигане—което представлява значителни предизвикателства за нормалната поддръжка. Особено когато съседните клетки не могат да бъдат изолирани, големите кранове не могат да извършват операции с вдигане поради пространствени ограничения.

За да се позволи монтаж и поддръжка на разключвателите в такива сложни условия, анализирахме местните предизвикателства и предлагаме проектиране и развитие на специализирано устройство за вдигане, адаптирано за управление на разключвателите в ограничените условия, което предоставя силна подкрепа за поддръжката на електроустановките.

На основата на изискванията за проектиране и след преглед на различни конфигурации на малки кранове, и като се вземе предвид конкретната среда за монтаж на високонапрегнатите разключватели от 110 кВ, установихме, че монтирането на машината за вдигане директно върху основната конструкция на разключвателя предлага по-голяма стабилност, елиминира ограниченията, свързани с почвените условия, по-добре се адаптира към сложни места и позволява бързо сглобяване и разглобяване от екип от три души (както е показано по-долу).

I. Проект на механизми за вдигане

Според функционалните различия, механизми за вдигане се класифицират в четири основни системи: вдигащ, движещ, завъртащ и наклоняващ механизми.

(1) Вдигащ механизм
Вдигащият механизм включва единица за управление, устройство за обработка на товар, система за вдигане с въже и допълнителни/безопасни устройства. Източниците на енергия включват електродвигатели или двигателите с вътрешно горене. Системата за вдигане с въже се състои от въжен материал, барабани и комбинация от движими и фиксирани блокове. Устройствата за обработка на товар се появяват в различни форми—като окулти, разпределители, хапалки, електромагнитни вдигачи и граби. С оглед изискванията за проектиране и околната среда за вдигане на разключвателите—и като се използват налични малки кранове на пазара, избрахме компактен винт като единица за управление и хапалка като устройство за обработка на товар.

(2) Движещ механизм
Движещият механизм регулира положението на крана хоризонтално, за да оптимизира работната позиция. Типично включва система за поддръжка на движение и единица за управление. Нашето проектиране използва система за поддръжка, насочена по релси, където стоманени колела се движат по каналната стомана на основата на разключвателя. Този подход предлага ниско съпротивление при движение, висока капацитет за товар, силна адаптивност към околната среда и лесно производство и поддръжка. С оглед на ограниченията в хоризонталното движение, единицата за управление е ръчна за простота.

(3) Завъртащ механизм
Завъртащият механизм включва сборка от завъртащи се подложки и единица за управление на завъртане. Завъртащите подложки поддържат вращащата се горна структура върху фиксираната вертикална колона, осигурявайки стабилно въртене и предотвратявайки преобръщане или отцепяване. Единицата за управление на завъртане предоставя момент за въртене и противодейства на съпротивителните сили при завъртане.

(4) Наклоняващ механизм
В крановете с тип „рука“, хоризонталното разстояние между централната линия на завъртане и централната линия на устройството за обработка на товар се нарича „радиус“. Наклоняващият механизм регулира този радиус. На основата на операционните характеристики, наклоняващите механизми се класифицират като операционни или неоперационни.

Операционното наклоняване се извършва под товар и се използва за регулиране на радиуса по време на вдигане—например, за избягване на сблъсъци между много кранове или за точна подреждане с работни места—требващи по-високи скорости на наклоняване, за да се подобри ефективността.

Неоперационното наклоняване се извършва без товар, главно за позициониране на хапалката преди вдигане или за складиране на ръката за транспортиране. Такива операции са рядки и използват по-ниски скорости на наклоняване.

II. Разглеждане на теглото на компонентите на устройството за вдигане
Тъй като това устройство за вдигане е модулно, преносимо малко краново устройство, теглото на компонентите е критично. Превишено тегло би затруднило инсталирането от екип от 2–3 души, потенциално предотвратявайки успешната инсталация. Поради това ключовите компоненти бяха изработени от титанов сплав, с най-тежкия единичен компонент, теглящ само 46 кг—осигурявайки бързо сглобяване и разглобяване от малък екип.

III. Процедура за вдигане
Процедурата за вдигане на високонапрегнатия разключвател с това устройство е както следва:
Първо, работниците поставят изолирана стълба срещу каналната стомана на основата на разключвателя. От стълбата те закрепват основната плоча на крана към каналната стомана с помощта на сборки за зажимане на колела, с колела, включени в канала, за да се предотврати опърпляване или падане.

След инсталирането на основата, два работника монтират опора на ръката на крана върху SE7 завъртащата подложка, след това фиксират компактния винт под него. След това последователно сглобяват главната ръка, допълнителната ръка и хидравличния цилиндър. Хидравличната помпа и бутоните за управление са разположени на земята. Когато е включено, операторите могат да извършват операции с вдигане напълно от земята.

Освен това, кранът включва тройна система за защита:

• Предупреждение за близост до високо напрежение: Сензор за електрическо поле на върха на ръката активира гласови аларми и автоматично спиране, ако безопасното разстояние до съседните живи части бъде нарушило.

• Защита срещу прекомерно товарене: Сензор за напрежение във връзката на въжен материал на хапалката непрекъснато мониторира теглото на товара и ъгъла на вдигане; нарушения активират аларми и автоматично спиране.

• Защита при загуба на енергия: В случай на внезапна загуба на енергия по време на вдигане, системата автоматично се заключва, за да се предотврати падането на товара.

IV. Предимства на проектираното подемно устройство

• Интегрира сензори за електрическо поле и деформация, които осигуряват реално време предупреждения за близост до висок напрежение и превишаване на натоварването с гласово съобщение и автоматично спиране.

• Разполага с електрическа ротационна опора, залостена към конструкцията от рамки, което гарантира стабилно и контролируемо движение на стрелата.

• Основните конструктивни компоненти (стрела, колона, основна плоча) използват титанов легierung, предлагайки устойчивост към корозия и значително намаление на теглото.

• Модуларният дизайн позволява лесна адаптация към различни платформи, като създава основа за бъдещо развитие и по-широко приложение.

В заключение, това подемно устройство използва титанов легирование за ключовите компоненти, за да намали драстично теглото, разполага с рационално функционално зониране за лесна монтаж/демонтаж и изисква само три члена на персонала за управление. То ефективно решава предизвикателствата, свързани с ограничените безопасни разстояния и сложните среди при поддръжката на високонапрежни разединители, демонстрирайки силна практичност и потенциал за широко приложение.