توسعه دستگاه بلند کردن برای جداکننده‌های ولتاژ بالا در محیط‌های پیچیده

در سیستم‌های برق، قطعکنندگان ولتاژ بالا در زیرстанسیون‌ها از زیرساخت‌های پیر، فرسودگی شدید، افزایش نقص‌ها و ظرفیت کافی برای جریان الکتریکی مدار هدایتی اصلی رنج می‌برند که به طور قابل توجهی قابلیت اطمینان تأمین برق را کاهش می‌دهد. نیاز فوری برای انجام به‌روزرسانی‌های فنی در این قطعکنندگان با دیرینه خدمت وجود دارد. در طول این به‌روزرسانی‌ها، برای جلوگیری از قطع برق مشتریان، روش معمول این است که فقط بای برقی که تحت به‌روزرسانی است در حالت تعمیر و نگهداری قرار گیرد در حالی که بای‌های مجاور همچنان تغذیه شده‌اند. با این حال، این حالت عملیاتی اغلب منجر به عدم کافی بودن فاصله بین تجهیزات تحت به‌روزرسانی و قطعات زنده مجاور می‌شود که نمی‌تواند نیازمندی‌های فاصله ایمنی برای عملیات بلند کردن در محل را برآورده کند—چالش‌های قابل توجهی برای کارهای نگهداری معمولی ایجاد می‌کند. به ویژه زمانی که بای‌های مجاور نمی‌توانند خاموش شوند، کرنهای بزرگ نمی‌توانند به دلیل محدودیت‌های فضایی عملیات بلند کردن را انجام دهند.

برای امکان نصب و نگهداری قطعکنندگان در چنین محیط‌های پیچیده‌ای، ما چالش‌های محلی را تحلیل کرده و طراحی و توسعه یک دستگاه بلند کردن تخصصی برای مدیریت قطعکنندگان در شرایط محدود را پیشنهاد می‌کنیم، بدین ترتیب حمایت قوی برای نگهداری تجهیزات برق ارائه می‌شود.

براساس نیازمندی‌های طراحی و پس از بررسی انواع مختلف کرنهای کوچک و در نظر گرفتن محیط نصب خاص قطعکننده ولتاژ ۱۱۰ کیلوولت، تعیین کردیم که نصب ماشین بلند کردن مستقیماً روی ساختار پایه قطعکننده ایمنی بالاتری ارائه می‌دهد، محدودیت‌های شرایط زمینی را حذف می‌کند، بهتر به مکان‌های پیچیده سازگار می‌شود و امکان نصب و خلع سریع توسط یک تیم سه نفره (همان‌طور که در زیر نشان داده شده) را فراهم می‌کند.

الف. طراحی مکانیزم‌های کرن

بر اساس تفاوت‌های عملکردی، مکانیزم‌های کرن به چهار سیستم اصلی تقسیم‌بندی می‌شوند: مکانیزم بلند کردن، حرکت، چرخش و تنظیم شعاع.

(۱) مکانیزم بلند کردن
مکانیزم بلند کردن شامل واحد گرداننده، دستگاه مدیریت بار، سیستم کابل‌های فولادی و دستگاه‌های کمکی/امنیتی است. منابع توان شامل موتورهای الکتریکی یا موتورهای درون‌سوز هستند. سیستم کابل‌های فولادی شامل کابل‌های فولادی، مجموعه دروم و ترکیبی از پولی‌های متحرک و ثابت است. دستگاه‌های مدیریت بار به صورت‌های مختلفی مانند چشم‌های بلند کردن، بارهای گسترده، کروک‌ها، بلند کننده‌های الکترومغناطیسی و گرفتارها موجود است. با توجه به نیازمندی‌های طراحی و محیط بلند کردن قطعکننده و با مراجعه به کرنهای کوچک موجود در بازار، ما یک وینچ کوچک را به عنوان واحد گرداننده و یک کروک را به عنوان دستگاه مدیریت بار انتخاب کردیم.

(۲) مکانیزم حرکت
مکانیزم حرکت موقعیت کرن را به صورت افقی تنظیم می‌کند تا محل کار را بهینه کند. معمولاً شامل سیستم پشتیبانی حرکت و سیستم گرداننده است. طراحی ما از یک سیستم پشتیبانی هدایت شده توسط ریل استفاده می‌کند که چرخ‌های فولادی در طول لوله‌های U پایه قطعکننده حرکت می‌کنند. این روش مقاومت غلتیدن کم، ظرفیت بار بالا، تطبیق قوی با محیط و سادگی ساخت و نگهداری را ارائه می‌دهد. با توجه به محدودیت فاصله حرکت افقی، سیستم گرداننده به صورت دستی برای سادگی عملیات است.

(۳) مکانیزم چرخش
مکانیزم چرخش شامل مجموعه یاتاقان چرخش و واحد گرداننده چرخش است. یاتاقان چرخش ساختار بالایی متحرک را بر روی ستون عمودی ثابت پشتیبانی می‌کند، که اطمینان می‌دهد حرکت چرخشی پایدار باشد و از برگشت یا جدا شدن جلوگیری کند. واحد گرداننده چرخش گشتاور برای چرخش و مقاومت علیه نیروهای مقاومت در حین چرخش ارائه می‌دهد.

(۴) مکانیزم تنظیم شعاع
در کرنهای نوع دسته‌ای، فاصله افقی بین خط مرکزی چرخش و خط مرکزی دستگاه مدیریت بار "شعاع" نامیده می‌شود. مکانیزم تنظیم شعاع این شعاع را تنظیم می‌کند. بر اساس ویژگی‌های عملیاتی، مکانیزم‌های تنظیم شعاع به دو نوع عملیاتی و غیرعملیاتی تقسیم‌بندی می‌شوند.

تنظیم شعاع عملیاتی در زمان بارگیری انجام می‌شود و برای تنظیم شعاع در حین بلند کردن مورد استفاده قرار می‌گیرد—به عنوان مثال، برای جلوگیری از برخورد بین چند کرن یا همسویی دقیق با ایستگاه‌های کاری—که نیاز به سرعت‌های بالاتر تنظیم شعاع برای بهبود کارایی دارد.

تنظیم شعاع غیرعملیاتی بدون بار انجام می‌شود، عمدتاً برای موقعیت‌دهی کروک قبل از بلند کردن یا تاکید دسته برای حمل. این عملیات به طور نادر انجام می‌شود و از سرعت‌های پایین‌تر تنظیم شعاع استفاده می‌کند.

ب. ملاحظات وزنی مؤلفه‌های تجهیزات بلند کردن
از آنجا که این دستگاه بلند کردن یک کرن کوچک و قابل حمل مدولار است، وزن مؤلفه‌ها بسیار مهم است. وزن بیش از حد نصب توسط تیم ۲-۳ نفره را مختل می‌کند و ممکن است مانع نصب موفقیت‌آمیز شود. بنابراین، مؤلفه‌های کلیدی از آلیاژ تیتانیوم ساخته شده‌اند و سنگین‌ترین قطعه تنها ۴۶ کیلوگرم وزن دارد—که امکان نصب و خلع سریع توسط یک تیم کوچک را فراهم می‌کند.

پ. رویه بلند کردن
رویه بلند کردن قطعکننده ولتاژ بالا با استفاده از این دستگاه به شرح زیر است:
اول، کارگران نردبان عایق را علیه لوله‌های U پایه قطعکننده قرار می‌دهند. از روی نردبان، آنها صفحه پایه کرن را با استفاده از مجموعه‌های گیره چرخ هدایتی به لوله‌های U متصل می‌کنند، با چرخ‌های هدایتی در داخل لوله‌های U برای جلوگیری از خم شدن یا افتادن.

پس از نصب پایه، دو کارگر پشتیبان دسته کرن را روی یاتاقان چرخش SE7 می‌گذارند، سپس وینچ کوچک را زیر آن ثابت می‌کنند. سپس آنها به ترتیب دسته اصلی، دسته کمکی و سیلندر هیدرولیک را مونتاژ می‌کنند. پمپ هیدرولیک و دکمه‌های کنترل در سطح زمین قرار دارند. پس از تغذیه، اپراتورها می‌توانند عملیات بلند کردن را کاملاً از زمین انجام دهند.

علاوه بر این، کرن سیستم حفاظت سه‌گانه را شامل می‌شود:

• هشدار نزدیکی به ولتاژ بالا: حسگر میدان الکتریکی در انتهای دسته اگر فاصله ایمن تا تجهیزات زنده مجاور نقض شود، هشدار صوتی و ترمز خودکار را فعال می‌کند.

• حفاظت از بارگیری بیش از حد: حسگر کشش در اتصال کابل فولادی کروک به طور مداوم وزن بار و زاویه بلند کردن را می‌سنجد؛ نقض‌ها هشدار و ترمز خودکار را فعال می‌کنند.

• حفاظت از قطع برق: در صورت قطع ناگهانی برق در حین بلند کردن، سیستم به طور خودکار قفل می‌شود تا از رها شدن بار جلوگیری کند.

IV. فواید دستگاه بلند کن طراحی شده

• سنسورهای میدان الکتریکی و تنش را ترکیب می‌کند تا هشدارهای صوتی زنده در مورد نزدیکی به ولتاژ بالا و بار اضافی با ترمز خودکار ارائه دهد.

• از پایه‌ای با محور چرخش الکتریکی استفاده می‌کند که به ساختار دامنه متصل می‌شود و حرکت پایدار و قابل کنترل آرم را تضمین می‌کند.

• اجزای ساختاری اصلی (آرم، ستون، صفحه پایه) از آلیاژ تیتانیوم استفاده می‌کنند که مقاومت در برابر فرسودگی و کاهش قابل توجه وزن را ارائه می‌دهد.

• طراحی ماژولار امکان انطباق آسان با پلتفرم‌های مختلف را فراهم می‌کند و بنیانی برای توسعه آینده و کاربردهای گسترده‌تر می‌گذارد.

به طور خلاصه، این دستگاه بلند کن از آلیاژ تیتانیوم برای اجزای حیاتی استفاده می‌کند تا وزن را به طور قابل توجهی کاهش دهد، مناطق عملکردی منطقی برای مونتاژ/دمontaژ آسان دارد و فقط سه نفر برای عملیات آن لازم است. این دستگاه به طور موثر چالش‌های موجود در محدودیت‌های ایمنی و محیط‌های پیچیده در حین نگهداری جداکننده‌های ولتاژ بالا را حل می‌کند و نشان‌دهنده عملکرد عملی قوی و پتانسیل گسترده برای پذیرش دارد.