Pembangunan Peranti Pengangkat untuk Pemutus Litar Tenaga Tinggi dalam Lingkungan yang Rumit

Dalam sistem kuasa, pencantum voltan tinggi di stesen transformer telah mengalami infrastruktur yang menua, kakisan teruk, kecacatan yang semakin meningkat, dan kapasiti pengaliran arus utama yang tidak mencukupi, menyebabkan kebolehpercayaan bekalan kuasa terjejas secara ketara. Terdapat keperluan segera untuk menjalankan peningkatan teknikal pada pencantum yang telah lama beroperasi ini. Semasa peningkatan tersebut, untuk mengelakkan gangguan bekalan kuasa kepada pelanggan, amalan biasa adalah hanya menempatkan bay yang dinaik taraf di bawah penyelenggaraan sambil mengekalkan bay-bay bersebelahan dalam keadaan hidup. Walau bagaimanapun, mod operasi ini sering menghasilkan jarak bebas yang tidak mencukupi antara peralatan yang sedang dinaik taraf dengan komponen hidup berdekatan, gagal memenuhi keperluan jarak keselamatan untuk operasi pengangkatan di tapak – menyebabkan cabaran besar kepada kerja penyelenggaraan biasa. Terutamanya apabila bay bersebelahan tidak boleh dimatikan, kren besar tidak dapat melakukan tugas pengangkatan disebabkan oleh batasan ruang.

Untuk membolehkan pemasangan dan penyelenggaraan pencantum dalam persekitaran kompleks sedemikian, kami telah menganalisis cabaran di tapak dan mencadangkan rekabentuk serta pembangunan peranti pengangkatan khusus yang direka khusus untuk pengendalian pencantum dalam keadaan terhad, seterusnya memberikan sokongan kukuh kepada penyelenggaraan peralatan kuasa.

Berdasarkan keperluan rekabentuk dan selepas mengkaji pelbagai konfigurasi kren kecil, serta mengambil kira persekitaran pemasangan pencantum voltan tinggi 110 kV tertentu, kami menentukan bahawa pemasangan mesin pengangkatan secara langsung pada struktur tapak pencantum menawarkan kestabilan yang lebih baik, menghapuskan had keadaan tanah, lebih sesuai dengan tapak kompleks, dan membolehkan pemasangan serta pembongkaran pantas oleh pasukan tiga orang pekerja (seperti ditunjukkan di bawah).

I. Rekabentuk Mekanisme Kren

Berdasarkan perbezaan fungsi, mekanisme kren dikategorikan kepada empat sistem utama: mekanisme pengangkatan, perjalanan, putaran, dan pusingan lengan.

(1) Mekanisme Pengangkatan
Mekanisme pengangkatan terdiri daripada unit pemacu, peranti pengendalian beban, sistem timbunan tali kabel, dan peranti bantu/keselematan. Sumber tenaga termasuk motor elektrik atau enjin pembakaran dalaman. Sistem tali kabel terdiri daripada tali kabel, gegendang gulungan, dan gabungan takal bergerak dan takal tetap. Peranti pengendalian beban datang dalam pelbagai bentuk—seperti mata angkat, palang penyebar, cangkuk, pengangkat elektromagnetik, dan penggenggam. Memandangkan keperluan rekabentuk dan persekitaran pengangkatan pencantum—serta merujuk kepada kren kecil komersial yang tersedia—kami memilih kincir padat sebagai unit pemacu dan cangkuk sebagai peranti pengendalian beban.

(2) Mekanisme Perjalanan
Mekanisme perjalanan menyesuaikan kedudukan kren secara mendatar untuk mengoptimumkan penempatan kerja. Ia biasanya termasuk sistem sokongan perjalanan dan sistem pemacu. Reka bentuk kami menggunakan sistem sokongan berpandu rel, di mana roda keluli bergerak di sepanjang keluli kanal tapak pencantum. Pendekatan ini menawarkan rintangan berguling yang rendah, kapasiti beban tinggi, kebolehsesuaian alam sekitar yang kuat, serta kemudahan dalam pembuatan dan penyelenggaraan. Memandangkan jarak perjalanan mendatar yang terhad, sistem pemacu dikendalikan secara manual demi kesederhanaan.

(3) Mekanisme Putaran
Mekanisme putaran terdiri daripada pemasangan galas putaran dan unit pemacu putaran. Galas putaran menyokong struktur atas yang berputar pada tiang menegak tetap, memastikan pergerakan putaran yang stabil dan mencegah terbalik atau terlepas. Pemacu putaran membekalkan daya kilas untuk putaran dan menentang daya rintangan semasa putaran.

(4) Mekanisme Pusingan Lengan
Dalam kren jenis lengan, jarak mendatar antara garis tengah putaran dan garis tengah peranti pengendalian beban dipanggil "jejari". Mekanisme pusingan lengan menyesuaikan jejari ini. Berdasarkan ciri operasi, mekanisme pusingan lengan diklasifikasikan sebagai operasi atau bukan operasi.

Pusingan lengan operasi berlaku di bawah beban dan digunakan untuk menyesuaikan jejari semasa pengangkatan—contohnya, untuk mengelakkan perlanggaran antara beberapa kren atau untuk menyelaraskan dengan stesen kerja secara tepat—memerlukan kelajuan pusingan lengan yang lebih tinggi untuk meningkatkan kecekapan.

Pusingan lengan bukan operasi berlaku tanpa beban, terutamanya untuk menetapkan kedudukan cangkuk sebelum pengangkatan atau melipat lengan untuk pengangkutan. Operasi sedemikian jarang berlaku dan menggunakan kelajuan pusingan lengan yang lebih rendah.

II. Pertimbangan Berat Komponen Peralatan Pengangkatan
Memandangkan peranti pengangkatan ini merupakan kren kecil modular dan mudah alih, berat komponen adalah kritikal. Berat yang berlebihan akan menghalang pemasangan oleh krew 2–3 orang, berpotensi menghalang pemasangan berjaya. Oleh itu, komponen utama dibuat daripada aloi titanium, dengan bahagian tunggal paling berat hanya seberat 46 kg—membolehkan pemasangan dan pembongkaran pantas oleh pasukan kecil.

III. Prosedur Pengangkatan
Proses pengangkatan pencantum voltan tinggi menggunakan peranti ini adalah seperti berikut:
Pertama, pekerja meletakkan tangga penebat pada keluli kanal tapak pencantum. Dari tangga, mereka mengunci plat asas kren pada keluli kanal menggunakan persambungan pengapit roda pandu, dengan roda pandu masuk ke dalam kanal untuk mencegah terguling atau jatuh.

Selepas pemasangan asas, dua pekerja memasang penyokong lengan kren pada galas putaran SE7, kemudian memasang kincir padat di bawahnya. Seterusnya, mereka memasang lengan utama, lengan tambahan, dan silinder hidraulik secara berperingkat. Pam hidraulik dan butang kawalan terletak di aras tanah. Setelah diberi kuasa, operator boleh melakukan operasi pengangkatan sepenuhnya dari aras tanah.

Selain itu, kren ini dilengkapi sistem perlindungan keselamatan tiga lapis:

• Amaran hampiran voltan tinggi: Sensor medan elektrik di hujung lengan mencetuskan amaran suara dan brek automatik jika jarak selamat ke peralatan hidup berdekatan dilanggar.

• Perlindungan beban lebih: Sensor regangan pada sambungan tali kabel cangkuk memantau berat beban dan sudut pengangkatan secara berterusan; pelanggaran mencetuskan amaran dan brek automatik.

• Perlindungan kehilangan kuasa: Dalam kes kegagalan kuasa yang tiba-tiba semasa pengangkatan, sistem secara automatik dikunci untuk mencegah jatuhan beban.

IV. Kelebihan Peranti Angkat yang Direka

• Mengintegrasikan sensor medan elektrik dan sensor regangan untuk memberikan amaran suara masa nyata mengenai kedekatan voltan tinggi dan kelebihan beban dengan brek automatik.

• Memiliki pangkalan bearing putaran elektrik yang dipasang pada struktur truss, memastikan pergerakan lengan yang stabil dan terkawal.

• Komponen struktur utama (lengan, tiang, plat dasar) menggunakan aloi titanium—menyediakan ketahanan terhadap korosi dan penurunan berat yang signifikan.

• Reka bentuk modul membolehkan penyesuaian mudah ke pelbagai platform, menetapkan asas untuk pembangunan masa depan dan aplikasi yang lebih luas.

Kesimpulannya, peranti angkat ini menggunakan aloi titanium untuk komponen penting untuk mengurangkan berat secara drastik, memiliki zon fungsional yang rasional untuk penyusunan/pembongkaran yang mudah, dan hanya memerlukan tiga orang staf untuk operasi. Ia menyelesaikan cabaran yang ditimbulkan oleh ruang keselamatan yang terhad dan persekitaran yang kompleks semasa pemeliharaan diskonnektor voltan tinggi, menunjukkan kepraktisan yang kuat dan potensi untuk penerimaan yang meluas.