Razvoj uređaja za podizanje visokonaponskih prekidača u složenim okruženjima

U sustavima snage, visokonaponski prekidači u pretplatnicama patili su od starenja infrastrukture, teške koroze, povećanja defekata i nedostatne kapacitete za prenos struje glavnog vodnog kruga, što je značajno kompromitiralo pouzdanost opskrbe strujom. Postoji ostra potreba za provedbom tehničkih obnove ovih dugotrajno u upotrebi prekidača. Tijekom takvih obnova, kako bi se izbjeglo prekidanje opskrbe strujom korisnika, uobičajena praksa je staviti samo pretplatu pod održavanje, dok ostale susedne pretplate ostaju pod naponom. Međutim, ovaj način rada često rezultira nedovoljnim razmakom između opreme koja se obnavlja i susednih živih elemenata, neispunjavajući zahtjeve za sigurnosnim razmacima za radove dizanja na terenu—što predstavlja značajne izazove za normalno održavanje. Posebno kada susedne pretplate ne mogu biti isključene, veliki kranovi ne mogu obavljati zadatke dizanja zbog prostornih ograničenja.

Da bismo omogućili instalaciju i održavanje prekidača u takvim složenim okruženjima, analizirali smo izazove na terenu i predlagamo dizajn i razvoj specijaliziranog uređaja za dizanje prilagođenog rukovanju prekidačima u uvjetima ograničenja, time pružajući snažnu podršku održavanju opreme za snagu.

Na osnovu zahtjeva za dizajnom i nakon pregleda različitih konfiguracija malih kranova, uzimajući u obzir specifično okruženje za instalaciju visokonaponskih prekidača od 110 kV, utvrdili smo da montiranje dizalice direktno na temeljnu strukturu prekidača pruža bolju stabilnost, eliminira ograničenja uslova tla, bolje se prilagođava složenim lokacijama i omogućuje brzo montiranje i demontiranje timom od tri osobe (kao što je prikazano na slici).

I. Dizajn mehanizama kranova

Prema funkcijskim razlikama, mehanizmi kranova su kategorizirani u četiri glavna sustava: dizalica, hodni, rotacijski i nagibni mehanizmi.

(1) Dizalica
Mehanizam dizalice sastoji se od pogonske jedinice, uređaja za rukovanje opterećenjem, sustava za povijanje države i pomoćnih/sigurnosnih uređaja. Izvori energije uključuju električne motore ili unutarnje spaljivanje motora. Sustav države sastoji se od države, bubnarskih sklopova i kombinacije pokretnih i fiksnih klipa. Uređaji za rukovanje opterećenjem dolaze u različitim oblicima—poput oka za dizanje, širina, kuka, elektromagnetskih dizala i grablja. Uzimajući u obzir zahtjeve za dizajnom i okruženje dizanja prekidača—and referentnih kompaktnih kranova na tržištu—odabrali smo kompaktnu winch kao pogonsku jedinicu i kuk kao uređaj za rukovanje opterećenjem.

(2) Hodni mehanizam
Hodni mehanizam prilagođava položaj kranova horizontalno kako bi optimizirao radni položaj. Obično uključuje sustav za podršku hodnog rada i pogonski sustav. Naš dizajn koristi sustav za podršku hodnog rada vodičem, gdje se čelični kotači kreću duž kanalne čelike temeljnog dijela prekidača. Ovaj pristup nudi niski otpor valjanja, visoku nosivost, jaku adaptabilnost na okoliš i lako proizvodnju i održavanje. S obzirom na ograničen udaljenosti horizontalnog hoda, pogonski sustav je ručno upravljiv radi jednostavnosti.

(3) Rotacijski mehanizam
Rotacijski mehanizam sastoji se od sklopa rotacijskog ležaja i pogonske jedinice za rotaciju. Rotacijski ležaj podržava rotirajuću gornju strukturu na fiksnom vertikalnom stubu, osiguravajući stabilnu rotacijsku gibanje i sprečavajući prevrtanje ili odvajanje. Pogonska jedinica za rotaciju pruža moment za rotaciju i protupostoje sile otpora tijekom rotacije.

(4) Nagibni mehanizam
Kod kranova s ramenom, horizontalna udaljenost između centrasne linije rotacije i centrasne linije uređaja za rukovanje opterećenjem naziva se "radius". Nagibni mehanizam prilagođava taj radius. Prema operativnim karakteristikama, nagibni mehanizmi su klasificirani kao operativni ili neoperativni.

Operativni nagib događa se pod opterećenjem i koristi se za prilagodbu radijusa tijekom dizanja—na primjer, kako bi se izbjegli sudari između više kranova ili precizno poravnali s radnim mjestima—zahtijevajući veće brzine nagiba kako bi se poboljšala učinkovitost.

Neoperativni nagib događa se bez opterećenja, uglavnom kako bi se postavio kuk prije dizanja ili sakrio rameno za prijevoz. Takvi radovi su rijetki i koriste niže brzine nagiba.

II. Razmatranja o masi komponenata opreme za dizanje
Budući da je ova oprema za dizanje modularna, prijenosni mali kran, masa komponenti je ključna. Prevelika masa bi sprječila instalaciju timom od 2-3 osobe, moguće preprečujući uspješnu upotrebu. Stoga su ključne komponente izrađene od legure titanija, s najtežom pojedinačnom dijelom koji teži samo 46 kg—omogućujući brzo montiranje i demontiranje malim timom.

III. Postupak dizanja
Postupak dizanja visokonaponskog prekidača pomoću ove opreme sljedeći je:
Najprije, radnici postavljaju izoliranu lestvicu uz kanalnu čeliku temeljnog dijela prekidača. S lestvice, fiksiraju temeljnu ploču kranova na kanalnu čeliku pomoću sklopa za hvatanje vodičnih kotača, s vodičnim kotačima uključenim u kanal kako bi se spriječilo krenuti ili padnuti.

Nakon instalacije temelja, dva radnika montiraju nosač ramena kranova na SE7 rotacijski ležaj, zatim fiksiraju kompaktnu winch ispod njega. Zatim redom montiraju glavno rameno, pomoćno rameno i hidraulični cilindar. Hidraulični pumpa i kontrolne tipke nalaze se na razini tla. Kada je energija uključena, operatori mogu obavljati radove dizanja potpuno s tla.

Dodatno, kran uključuje trostruku sustav sigurnosti:

• Upozorenje o blizini visokog naponskog: Senzor električnog polja na vrhu ramena aktivira glasna upozorenja i automatsko zaustavljanje ako se nadmešta sigurnosni razmak do susedne žive opreme.

• Zaštita od preopterećenja: Senzor naprezanja na spoju države sa kukom neprekidno nadgleda masu opterećenja i kut dizanja; prekršaji aktiviraju upozorenja i automatsko zaustavljanje.

• Zaštita od gubitka struje: U slučaju naglog isključenja struje tijekom dizanja, sustav automatski zaključava kako bi se spriječio pad opterećenja.

IV. Prednosti dizalnog uređaja koji je dizajniran

• Integrira senzore električnog polja i deformacije kako bi pružao uživo upozorenja o blizini visokih napona i preopterećenju putem glasa s automatskim kočenjem.

• Sadrži električnu osnovu za rotaciju sa čvrstom osnovom montiranom na ramenskoj konstrukciji, što osigurava stabilno i kontrolirano kretanje ruke.

• Glavne strukturne komponente (ruka, stub, baza) koriste leguru titan-a - što pruža otpornost na korozijske dejstva i značajno smanjenje mase.

• Modularni dizajn omogućuje laku adaptaciju na različite platforme, stvarajući temelj za budući razvoj i šire primjene.

Zaključno, ovaj dizalni uređaj koristi leguru titan-a za ključne komponente kako bi drastično smanjio masu, ima racionalno zoniranje funkcija za lakšu montažu/demontažu i za njegov rad potrebno je samo tri osobe. Efektivno rješava izazove postavljenje ograničenim sigurnosnim razmacima i složenim okruženjima tijekom održavanja visokonaponskih disjunktera, pokazujuci snažnu praktičnost i potencijal za široku primjenu.