Razvoj dvigala za visokonapetostne odskočnike v kompleksnih okoljih

V sistemih za proizvodnjo električne energije so visokonapetostni preklopniki v pretvorovalnih postajah trpeli zaradi staranje infrastrukture, težke korozije, naraščajočih defektov in nedostatne kapacitete glavnega vodilnega kruga, kar je značilno utrjevalo zanesljivost oskrbe s strujom. Nujno je potrebno izvajati tehnične obnavlitve teh dolgo v uporabi preklopnikov. Med takšnimi obnovami, da se izogne prekinitev oskrbe s strujom strank, je navadna praksa, da se le obnova baza postavi na vzdrževanje, medtem ko ostanejo sosednje baze pod napetostjo. Vendar ta operativni način pogosto ne omogoča dovolj velikega razmika med opremo, ki se obnavlja, in bližnjimi živimi komponentami, kar ne ustreza varnostnim zahtevam pri delu s dvigali na mestu—kar predstavlja veliko izzive za normalno vzdrževalno delo. Zlasti, ko sosednje baze ne morejo biti odstranjene iz napetosti, velika dvigala ne morejo opraviti dvigalskih nalog zaradi prostorskih omejitev.

Za omogočanje namestitve in vzdrževanja preklopnikov v takšnih kompleksnih okoljih smo analizirali izzive na mestu in predlagamo oblikovanje in razvoj specializiranega dvigalskega naprave, prilagojenega ravnanju z preklopniki v omejenih pogoji, s tem pa zagotavljamo močno podporo vzdrževanju električne opreme.

Na podlagi zahtev glede oblikovanja in pregleda različnih konfiguracij majhnih dvigal ter upoštevanja specifičnega okolja za namestitev visokonapetostnih preklopnikov 110 kV, smo določili, da je montaža dvigala neposredno na bazo preklopnika ponuja večjo stabilnost, odpravi omejitve tla, bolje se prilagaja kompleksnim lokacijam in omogoča hitro sestavljanje in razbiralno delo tričlane ekipe (kot je prikazano spodaj).

I. Oblikovanje dvigalskih mehanizmov

Glede na funkcijske razlike so dvigalski mehanizmi razdeljeni na štiri glavne sisteme: dvigalski, premični, vrtenjski in nagibni mehanizmi.

(1) Dvigalski mehanizem
Dvigalski mehanizem sestavlja pogonsko enoto, napravo za obratovanje blaga, sistem za režiranje žice in pomožne/varnostne naprave. Viri energije vključujejo električne motorje ali motorje znotraj goriva. Sistem žic sestavlja žice, bobenke in kombinacijo gibljivih in fiksiranih blokov. Naprave za obratovanje blaga pridejo v različnih oblikah—kot so očka za dviganje, nosilne grede, krožnice, elektromagnetski dvigači in grablji. Glede na zahteve glede oblikovanja in okolje za dviganje preklopnikov—in s referenco na komercialno dostopna majhna dvigala—smo izbrali kompaktni vinček kot pogonsko enoto in krožnico kot napravo za obratovanje blaga.

(2) Premični mehanizem
Premični mehanizem prilagaja položaj dvigala horizontalno, da optimizira delovno postavitev. Tipično vključuje premični podporni sistem in pogonski sistem. Naša oblika uporablja podporni sistem, vodjen po lestvi, kjer teče črki iz jekla po kanalu jeklenega bazena preklopnika. Ta pristop ponuja nizko upornost valjenja, visoko nosilnost, močno prilagodljivost okolju in lahko izdelovanje in vzdrževanje. Zaradi omejene horizontalne premike je pogonski sistem ročno upravljan za enostavnost.

(3) Vrtenjski mehanizem
Vrtenjski mehanizem sestavlja sklop vrtenjskih ložisk in pogonsko enoto za vrtenje. Vrtenjska ložiska podpirajo vrteči zgornji strukturo na fiksiranem vertikalnem stolpu, kar zagotavlja stabilno vrtenjsko gibanje in preprečuje preobrat ali odpad. Pogonska enota za vrtenje zagotavlja torzijsko navor za vrtenje in nasprotuje upornim silam med vrtenjem.

(4) Nagibni mehanizem
Ob dvigalih tipa rameno se horizontalni razdalji med centrlino vrtenja in centrlino naprave za obratovanje blaga imenuje "polmer". Nagibni mehanizem prilagaja ta polmer. Glede na operativne značilnosti so nagni mehanizmi razdeljeni na operativne in neoperativne.

Operativni nagni poteka pod opterjeno in se uporablja za prilagajanje polmera med dvigom—na primer, za izogibanje stikom med več dvigali ali za točno poravnava z delovnimi mesti—zahteva višjo hitrost nagni za izboljšanje učinkovitosti.

Neoperativni nagni poteka brez optereženja, predvsem za postavitev krožnice pred dvigom ali za spremljanje rama za transport. Takšne operacije so redke in uporabljajo nižjo hitrost nagni.

II. Razmerje teže komponent dvigalske opreme
Ker je ta dvigalska naprava modularna, prenosna majhna dvigala, je teža komponent ključna. Prevelika teža bi ovirala namestitev s 2-3 člansko ekipo, kar bi lahko preprečilo uspešno razporeditev. Zato so ključne komponente izdelane iz titanove legure, z najtežjo enotsko komponento, ki tehta le 46 kg—kar omogoča hitro sestavljanje in razbiralno delo male ekipi.

III. Postopek dviga
Postopek dviga visokonapetostnega preklopnika z uporabo te naprave je naslednji:
Najprej delavci postavijo izolirano lestvo proti kanalu jeklenega bazena preklopnika. S lestvice zakleneta bazo dvigala na kanalu jekla z uporabo vodilnih kolesnih klepetnih sklopov, z vodilnimi kolesi v kanalu, da preprečijo padec ali preobrat.

Po namestitvi baze dva delavca postavita podporni ramo dvigala na SE7 vrtenjsko ložisko, nato pa fiksirata kompaktni vinček pod njim. Nato zaporedno sestavita glavni ramo, pomožni ramo in hidravlični cilinder. Hidravlični pumpa in gumbovi za nadzor so na ravni tla. Ko je naprava pod napajanjem, lahko operatorji izvajajo dvigalske operacije popolnoma s tla.

Dodatno vključuje dvigalo triplastni varnostni sistem zaščite:

• Opomin na blizu visoke napetosti: senzor električnega polja na vrhu rama sproži glasovne alarme in samodejno brzganje, če jevarna razdalja do bližnjih živih naprav prekoračena.

• Varovanje pred preobremenitvijo: senzor za deformacijo na povezavi žice krožnice neprekinjeno spremlja težo optereženja in kot dviga; prekrške sprožijo alarume in samodejno brzganje.

• Varovanje pred izgubo napajanja: v primeru nenadnega izginotja napajanja med dvigom, sistem samodejno zaklene, da prepreči padec optereženja.

IV. Prednosti zasnovanega dvigala

• Integrira senzorje električnega polja in deformacije za stvarnočasna glasna opozorila o bližnjini visokih napetosti in preobremenitvi s samodejnim brezopasnim ustavitvijo.

• Opazimo električno loženje podstavke na nosilni strukturi, ki zagotavlja stabilno in nadzorno gibanje ramena.

• Glavne strukturne komponente (rameno, stolpec, baza) so izdelane iz titanove legure - to omogoča odpornost na korozijo in bistveno zmanjšanje teže.

• Modularni dizajn omogoča preprosto prilagoditev različnim platformam, kar postavlja temelje za prihodnji razvoj in širšo uporabo.

Zaključno, to dvigalo uporablja titanovo leguro za ključne komponente, da znatno zmanjša maso, ima racionalno funkcionalno razdelitev za lažjo montažo/demontažo in za delovanje potrebuje le tri oskrbnike. Učinkovito rešuje izzive, ki jih predstavljata omejeni varnostni prostori in kompleksna okolja med vzdrževanjem visokonapetostnih ločevalnikov, kar kaže na močno praktičnost in potencial za široko uporabo.