Karmaşık Ortamlarda Yüksek Gerilim Kesici Anahtarları için Bir Kaldırma Cihazının Geliştirilmesi

Elektrik sistemlerinde, yüksek gerilimli ayırıcılar yaşlı altyapı, ciddi korozyon, artan hatalar ve ana iletim devresinin yetersiz akım taşıma kapasitesi nedeniyle güç sağlamanın güvenilirliğini önemli ölçüde zedelemektedir. Bu uzun süre hizmette olan ayırıcılar üzerinde teknik yenilenmelerin yapılması acil bir ihtiyaç haline gelmiştir. Bu tür yenilenme sırasında, müşteriye elektrik sağlamayı kesmemek için yaygın uygulama sadece yenilenme yapılacak bölüme bakım yapmak ve komşu bölümleri aktif tutmaktır. Ancak, bu çalışma şekli genellikle yenilenme altında olan ekipman ile yakındaki canlı bileşenler arasında yeterli açıklığın olmamasına neden olur, bu da on-site kaldırma işlemlerinin güvenlik mesafesi gerekliliklerini karşılamaz—normal bakım çalışmalarına önemli zorluklar getirir. Özellikle komşu bölümler devre dışı bırakılamıyorsa, büyük vinçler mekanik kısıtlamalar nedeniyle kaldırma görevini gerçekleştiremez.

Bu karmaşık ortamlarda ayırıcıların kurulumu ve bakımı için, biz yerel zorlukları analiz ettik ve sınırlı koşullar altında ayırıcı işleme yönelik özelleştirilmiş bir kaldırma cihazı tasarlamak ve geliştirmeyi öneriyoruz, böylece güç ekipmanı bakımı için güçlü destek sağlıyoruz.

Tasarım gereksinimlerine dayanarak, çeşitli küçük vinç yapılandırmalarını inceledik ve belirli 110 kV yüksek gerilimli ayırıcı kurulum ortamını göz önünde bulundurarak, vinç makinesinin doğrudan ayırıcının temel yapısına monte edilmesinin daha iyi istikrar sağlayacağını, zemin koşulları kısıtlamalarını ortadan kaldıracağını, karmaşık alanlara daha iyi uyum sağlayacağını ve üç kişilik bir ekibin hızlı montaj ve demontajını mümkün kılacağını belirledik (aşağıda gösterildiği gibi).

I. Vinç Mekanizmalarının Tasarımı

Fonksiyonel farklılıklarına göre, vinç mekanizmaları dört ana sisteme ayrılır: yükseltme, seyir, dönme ve eğim mekanizmaları.

(1) Yükseltme Mekanizması
Yükseltme mekanizması, sürücü birimi, yük taşıma cihazı, tel kablosu reevleme sistemi ve yardımcı/güvenlik cihazlarından oluşur. Güç kaynakları elektrik motorları veya içten yanmalı motorlardır. Tel kablosu sistemi, tel kablolardan, davul birimlerinden ve hareketli ve sabit pulleylerin kombinasyonundan oluşur. Yük taşıma cihazları, kaldırma gözleri, yaylı kirişler, kancalar, manyetik kaldırıcılar ve çekiçler dahil çeşitli formlardadır. Tasarım gereksinimlerini ve ayırıcı kaldırma ortamını göz önünde bulundurarak ve ticari olarak mevcut küçük vinçleri referans alarak, kompakt winch'i sürücü birim ve kanca yük taşıma cihazı olarak seçtik.

(2) Seyir Mekanizması
Seyir mekanizması, vinçin yatay konumunu ayarlayarak çalışma yerini optimize eder. Genellikle bir seyir destek sistemi ve bir sürücü sistemi içerir. Tasarımız, vinçin tabanındaki kanal çeliğin üzerinde çelik tekerleklerin hareket ettiği ray yönlendirilmiş bir destek sistemi kullanır. Bu yaklaşım, düşük yuvarlanma direnci, yüksek yük kapasitesi, güçlü çevresel uyum yeteneği ve kolay imalat ve bakım sunar. Sınırlı yatay seyir mesafesi nedeniyle, sürücü sistemi basitleştirme amacıyla manuel olarak işletilir.

(3) Dönme Mekanizması
Dönme mekanizması, bir dönme rulman montajı ve bir dönme sürücü biriminden oluşur. Dönen üst yapıyı sabit dikey sütunda tutan dönme rulman, kararlı döner hareketi sağlar ve devrilme veya kopmayı önler. Dönmeye karşı direnç kuvvetlerine karşı torque sağlayan dönme sürücüsü vardır.

(4) Eğim Mekanizması
Kol tipi vinçlerde, dönme merkez çizgisi ile yük taşıma cihazı merkez çizgisi arasındaki yatay mesafe "yarıçap" olarak adlandırılır. Eğim mekanizması bu yarıçapı ayarlar. İşletimsel özelliklere dayanarak, eğim mekanizmaları faaliyet halinde veya faaliyet dışı olarak sınıflandırılır.

Faaliyet halindeki eğim, yük altında gerçekleşir ve kaldırma sırasında yarıçapı ayarlamak için kullanılır—örneğin, birden fazla vinç arasında çarpışmayı önlemek veya iş istasyonlarıyla doğru hizalanmak için—verimliliği artırmak için daha yüksek eğim hızlarına ihtiyaç duyar.

Faaliyet dışı eğim, yük olmadan gerçekleşir, genellikle kaldırma öncesinde kancayı pozisyonlandırmak veya nakliye için kolun katlanmasını sağlamak için kullanılır. Bu işlemler nadir görülür ve daha düşük eğim hızları kullanılır.

II. Kaldırma Ekipman Bileşenlerinin Ağırlık Dikkat Edilmesi
Bu kaldırma cihazı, modüler, taşınabilir küçük bir vinç olduğundan, bileşen ağırlığı kritiktir. Aşırı ağırlık, 2-3 kişilik bir ekibin kurulumunu engelleyebilir, başarılı bir dağıtımın önlenmesine neden olabilir. Bu nedenle, ana bileşenler titanyum alaşımlı malzemeden imal edilmiştir, en ağır tek parça sadece 46 kg ağırlığındadır—küçük bir ekibin hızlı montaj ve demontajını mümkün kılar.

III. Kaldırma Prosedürü
Bu cihaz kullanılarak yüksek gerilimli ayırıcının kaldırma süreci şu şekildedir:
İlk olarak, işçiler izole merdiveni ayırıcı tabanının kanal çeliğine yaslarlar. Merdivenden, vinçin taban plakasını kanal çeliğine rehber tekerlek sıkıştırma birimleriyle sabitlerler, rehber tekerlekler kanal içinde yerleştirilerek devrilme veya düşme önlenir.

Taban kurulumundan sonra, iki işçi vinçin kol destek birimini SE7 dönme rulmanına monte eder, ardından kompakt winchiyi altına sabitler. Sonrasında, ana kol, yardımcı kol ve hidrolik silindiri sırayla monte ederler. Hidrolik pompası ve kontrol düğmeleri zemin seviyesindedir. Güç verildikten sonra, operatörler tamamen zeminden kaldırma işlemleri gerçekleştirebilir.

Ayrıca, vinç üçlü bir güvenlik koruma sistemine sahiptir:

• Yüksek gerilim yakınlık uyarısı: Kol ucundaki elektrik alan sensörü, güvenli mesafenin yakındaki canlı ekipmanlara karşı ihlal edildiğinde sesli uyarılar ve otomatik frenleme tetikler.

• Aşırı yük koruması: Kancanın tel kablosu bağlantısında sürekli yük ağırlığını ve kaldırma açısını izleyen bir gerilme sensörü, ihlaller durumunda uyarılar ve otomatik frenleme tetikler.

• Güç kaybı koruması: Kaldırma sırasında ani güç kaybı durumunda, sistem otomatik olarak kilitlemek suretiyle yük düşmesini önler.

IV. Tasarlanan Kaldırma Cihazının Avantajları

• Elektrik alanı ve gerilme sensörlerini entegre ederek, otomatik frenleme ile gerçek zamanlı yüksek gerilim yakınlığı ve aşırı yük ses uyarıları sağlar.

• Kafes yapısına sıkıştırılan elektrikli dönme mili tabanlı, kolu hareketinin istikrarlı ve kontrol edilebilir olmasını sağlar.

• Ana yapısal bileşenler (kol, sütun, taban plakası) titanyum alaşımından yapılmıştır—bu da korozona dayanıklılık ve önemli bir ağırlık azaltmasını sağlar.

• Modüler tasarım, çeşitli platformlara kolay adapte olmayı mümkün kılar, gelecekteki gelişim ve daha geniş uygulamalar için temel oluşturur.

Özetle, bu kaldırma cihazı kritik bileşenlerde titanyum alaşımlar kullanarak ağırlığı büyük ölçüde azaltır, kolay montaj/demontaj için mantıklı fonksiyonel bölümlere sahiptir ve işletimi için sadece üç personel gerektirir. Yüksek gerilim kesicilerin bakımı sırasında sınırlı güvenlik açıkları ve karmaşık ortamların getirdiği zorlukları etkili bir şekilde çözer, güçlü pratiklik ve yaygın benimsenme potansiyeline sahiptir.