室内电气设备运输就位成套工装研究

方案。一套工装由4个基本单元构成，4个单元同步运动。每个单元都具有平移和举升功能，并且相应的动作之间具有连贯性。专用工装可有效提高设备的安装效率，具有较强的实用性。

【关键词】分体式布局;4自由度;液压顶升;动作连贯性

【中图分类号】TM621 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）03-0159-02

1 概述

随着我国经济持续高速发展，在商业、生活等用电负荷密集地区的用电规模不断扩大，这就导致了市区中的变电站等级越来越高、数量越来越多、单件设备重量越来越大。变电站内的电气设备已从传统的室外布置逐渐转变为室内安装，这就造成了原有室外安装中常采用的就位方式已无法继续使用。此外，目前的室内变电站在房屋结构设计上逐渐取消了室内行吊式起重设备，而现场安装人员又缺少安全可靠的搬运工具。针对这种现状，本文进行了专用运输就位成套工装的研究。

2 结构设计

对室内变电站的现场调研和现有安装工具进行分析发现，成套工装须同时具有移动和顶升两大功能，并且要实现两大功能之间动作的连贯性。整个工作流程为行走到电气设备指定位置，顶升电气设备并就位，带动电气设备行走，到达指定位置后顶升电气设备，电气设备安装后卸载并撤离。

在設计上，将行走基本单元与顶升机构进行整合。在承载平台上设计顶升机构固定套，通过固定套与顶升机构壳体端面进行安装限位。顶升机构支腿设计为圆管形状，与固定套同心，保持间隙配合。由于壳体上集成液压油箱和顶升块，因此其重量大于支腿座。空载操作时，根据流体力学原理，支腿座先动作。当达到地面后，支腿座上阻力增大，支腿壳体将向上运动。在接触到物体时，支腿壳体上的阻力仍然小于支腿座的阻力，支腿壳体继续向上运动直到到达规定高度。工装外形图如图1所示。

行走机构用于在负载电气设备的自重情况下进行平移。由于电气设备在室内的硬化地面短距离移动，行走路况较好。行走机构在设计时，采用机动性灵活的轮式行走方式，设计为一前两后三点式结构。前轮主要用于导向，两个后轮主要用于驱动行走。工装在顶升工况时，不能安装前轮，前轮的位置会影响顶升机构工作。综合以上两种工况要求，前轮设计为销轴“活动式”连接结构，这种结构能够兼顾行走与顶升功能，实现动作之间的连贯性。承载平台外形设计为近似等腰梯形造型，承载表面设计为平面，以匹配电气设备结合面，并增大表面摩擦。行走机构外形图如图2所示。

顶升机构（如图3所示）用于将电气设备举升到一定高度，并保持住。采用伸缩式液压缸并配备双向液压锁的结构形式，将手柄上的压力放大，从而推动执行油缸将物体举升。在油缸两端安装内外套筒，内外套筒之间通过接触面配合，在受载时筒体受力，油缸自身不受力，因此能够承受侧向载荷。根据使用要求，油缸的有效行程设计为200 mm。油缸两端分别设计支腿座与支腿壳体。顶升块安装图如图4所示。

此外，考虑到使用寿命和零件成本，将直接接触电气设备的承载部分单独设计为一个零件——顶升块，其通过螺栓连接装配在支腿壳体上。顶升块根据电气设备底座结构——一般为热轧槽钢，设计为“L”形拖板，其形状与槽钢开口相符合，使结构受力均匀。

3 控制系统设计

在控制系统设计上，顶升机构只需要具有顶升和锁紧功能，系统流量较小，适合采用开式系统。顶升机构由手动液压泵驱动液压缸执行动作，包括油缸的伸缩和保持。因此，实现该动作作为液压系统的主油路。液压系统原理图如图5所示。

4 结语

本文针对室内变电站现场的实际施工需求，研究了适用于室内变电站电气设备运输就位的专用装备。它的操作简便，实用性强，能够减少人力投入和施工费用，通过在郑州市某室内220 kV变电站试用，减少施工人员4～6人，节省施工经费约4万元。按照正常省内220 kV变电站每年开工建设20～30个市区室内变电站计算，仅河南省每年该项目成果转化价值约100万元/年。随着室内变电站在各个城市的逐步普及，该专用工装将具有较大的推广和应用前景。

参 考 文 献

[1]国家电网公司基建部.国家电网公司输变电工程标准工艺（一）施工工艺示范手册[M].北京：中国电力出版社，2011.

[2]成大先.机械设计手册（第5卷）[M].第6版.北京：化工工业出版社，2016.

[责任编辑：陈泽琦]

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