基于多重限位与卡固机制的可折叠电力检修平台设计

0引言

电力检修作业是保障电力系统安全稳定运行的重要环节,检修平台作为关键作业设备直接影响检修工作的安全性和效率。目前,传统检修平台存在结构稳定性不足、高度调节不便、运输部署困难等问题,特别是在变电站狭窄空间和野外复杂地形等特殊环境下,这些问题更为突出[1]。随着电力系统设备检修要求的不断提高,迫切需要开发一种兼具结构稳定性、调节灵活性和便携性的检修平台[2] 。因此,探索创新性的限位与卡固机制,优化平台结构设计,对提升电力检修作业的安全性和效率具有重要意义。

1整体结构设计与核心创新点

1.1整体结构设计

本平台采用模块化设计理念,主要由平台主体、支撑组件和折叠辅固架板三大功能模块构成,如图1所示。

平台主体采用平台框与嵌套栏杆相结合的嵌套式防护结构,确保操作人员作业安全。支撑组件设计了多级支撑体系,包括设于连接座台下方的伸缩滑架、外部的辅固套架以及前后两侧的撑杆,三者形成稳定的三角支撑结构。其中撑杆采用套杆内嵌延长杆的伸缩结构,配备至少五组通孔实现精确调节。折叠辅固架板由第一摆折板和第二摆折板通过连接转轴连接组成,两块摆折板上均布置有摆卡块、卡块槽、固定锁栓等配合结构,中部开设限杆槽并设置防脱块和摆动顶杆,形成完整的联动折叠系统。

1.2 核心创新点

本设计的创新性主要体现在三个方面:首先是多重限位机制的创新应用,通过限杆槽与防脱块的配合实现对撑杆下端的精确定位,同时设置摆动顶杆对撑杆施加动态顶压力,形成双重限位保护;其次在卡固协同设计上,创新性地采用摆卡块与卡块槽的对应布置实现折叠锁定,配合固定锁栓将摆折板牢固连接于辅固套架,构建稳固的支撑结构;第三是高度调节与防滑设计的优化,套杆与嵌套延长杆通过插销式结构实现多级伸缩调节,对位卡块与对接槽的匹配设计确保快速准确定位,底部设置防滑块增强地面抓力,全方位提升平台的适应性与安全性。

2 关键技术设计细节

2.1折叠辅固架板的联动限位

折叠辅固架板作为电力检修平台的关键支撑结构,其设计目标在于解决传统检修平台稳固性不足和便携性差的问题。通过创新联动限位机制,能够有效满足结构展开时的高强度支撑和折叠时的便携存储两大功能需求[3]。

如图2所示,折叠辅固架板的联动限位系统由第一摆折板和第二摆折板构成核心支撑结构,两块摆折板通过多根连接转轴形成铰接连接,在展开状态下构建平稳的支撑基座。该结构设计在保证支撑强度的同时,能够实现便携性与稳定性的统一。摆折板上布置的摆卡块与卡块槽形成精密配合机构,在折叠状态下产生刚性锁定作用。靠近第一摆折板的摆卡块借助连接转轴精确卡合到第二摆折板的卡块槽内,两块摆折板上的摆卡块与对应卡块槽相互咬合,确保折叠过程中的结构稳定性,防止意外松动。两块摆折板的左右两端设置的固定锁栓贯穿整个连接结构,将折叠辅固架板与辅固套架紧密固定。此次设计通过贯穿式锁固设计,能够提升整体结构的抗扭转能力,同时增强支撑系统的刚度。摆折板中端开设的限杆槽内设有对称分布的防脱块,与靠近连接转轴处的摆动顶杆共同作用,构建了完整的限位防护体系[4]。

2.2撑杆的多级限位系统

撑杆作为检修平台的主要受力构件,其稳定性直接影响平台的安全性能[5]。本设计采用上下双端限位的方式,构建多级限位系统,有效解决检修平台在使用过程中出现的位移和晃动问题。

如图3、图4所示,撑杆的上端限位机构由对位卡块和连接座台的对接槽组成。连接座台内设置的台体在前后两端开设内移槽,内移槽正中布置多个对接槽。对位卡块嵌入对接槽后,通过双向旋转顶杆带动撑杆进行角度调节,使对位卡块在内移槽中横向移动至两侧顶端位置,从而锁定撑杆的展开角度。

撑杆的下端限位采用限杆槽配合防脱块的结构设计。嵌套延长杆下端卡设在折叠辅固架板上的限杆槽与防脱块之间,形成机械限位。限杆槽靠近连接转轴处设置的摆动顶杆可调节至合适角度,对嵌套延长杆施加反向支撑力,构成动态限位机构。撑杆本体采用套杆内嵌延长杆的伸缩结构,套杆和嵌套延长杆上均匀分布至少五组通孔,通过插销贯穿对应通孔实现长度精确调节。延长杆底部设置防滑块,增强与地面的接触摩擦力。这种多级伸缩结构配合上下端限位系统,使检修平台具备良好的高度适应性和支撑稳定性。

2.3伸缩滑架与辅固套架的协同调节

检修平台的高度调节性能与结构稳定性需要建立平衡。本设计通过伸缩滑架与辅固套架的协同调节机制,实现平台高度的精确调节与支撑结构的刚性约束。伸缩滑架设置于连接座台下方,与平台框底部采用铰接连接,具备垂直摆动能力,便于折叠。使用时,伸缩滑架与辅固套架形成滑动配合控制高度。辅固套架作为外部支撑框架,通过固定锁栓与折叠辅固架板形成闭环约束,增强整体结构的抗扭转能力。该系统通过滑动配合调节高度,通过铰接结构实现折叠,通过固定锁栓实现支撑加固,在满足不同高度需求的同时确保结构稳定性[6]。

2.4嵌套栏杆的安全防护

电力检修作业对平台安全防护提出严格要求,检修人员在高空作业时需要全方位的围护保障。设计在平台框架上集成嵌套栏杆系统,构建可展开式安全防护结构。嵌套栏杆与平台框采用嵌套式连接方式,在展开状态下形成封闭式围护结构。栏杆围护高度满足人体重心以上的防护需求,能有效防止检修人员在作业过程中发生跌落。嵌套栏杆围护结构与平台框架相互配合,既保证了检修人员移动操作的空间需求,又确保了作业区域边界的安全防护。在保证安全性能的同时,兼顾平台收纳时的折叠需求,体现了安全性与便携性的结构优化。

3 应用实施

3.1 具体实施流程

电力检修平台的安装与收纳过程需要严格遵循操作规范,确保各部件正确就位并稳固锁定。基于平台的模块化设计特点,制定系统性的展开与折叠流程,保证检修平台在使用过程中的结构稳定性与安全性。具体实施流程如下:

1)将平台框下方的伸缩滑架垂直摆设,辅固套架连接至伸缩滑架外部,确认两者滑动配合部位无卡滞。

2)展平折叠辅固架板,使第一摆折板与第二摆折板在连接转轴作用下形成平行状态,检查摆卡块与卡块槽啮合情况。

3)通过固定锁栓将折叠辅固架板固定于辅固套架下方,锁栓需贯穿摆折板两端以增强连接强度。

4)将嵌套延长杆上端的对位卡块嵌入台体的对接槽中,对位卡块配合双向旋转顶杆带动撑杆旋转,使对位卡块在内移槽中横移至顶端位置。

5)调节伸缩滑架至所需高度,延长嵌套延长杆并用插销贯穿通孔固定,确保通孔对齐且插销完全插入。

6)每根嵌套延长杆下端分别卡设于摆折板的限杆槽与防脱块之间,调整摆动顶杆角度使其顶固于嵌套延长杆后表面。

7)展开嵌套栏杆,检查其与平台框的连接稳固性。

收纳流程如下:

1)收回嵌套栏杆至平台框内,确认栏杆完全嵌入框架结构。

2)解除固定锁栓,撤回摆动顶杆对嵌套延长杆的支撑。

3)缩回撑杆长度,取出插销,收缩伸缩滑架至最低位置。

4)使第一摆折板上的摆卡块与第二摆折板上的卡块槽相互咬合,完成折叠辅固架板的折叠。

5)检查各部件连接处无松动,确认平台整体呈紧凑状态。

整个操作过程遵循结构受力特点,确保各部件之间的连接稳固性,防止意外松动。在展开与收纳过程中,需要重点关注锁定机构的啮合情况,保证检修平台使用安全。

3.2 典型场景应用

案例一:110 kv测试变电站110 kv户外线路间隔例检。

在110 kv测试变电站110 kv户外线路间隔的例行检修试验工作中,需要对110 kv断路器进行机械特性、回路电阻测试,需将测试线可靠连接至断路器两端接线板。而该断路器构架离地高度2 m,下端接线板离地高度2.8 m,上端接线板离地高度4.0 m。若人员登高作业,存在安全带无处悬挂、低挂高用等问题,对现场安全生产造成巨大威胁。

通过将可折叠检修平台展开至合适高度,试验接线人员无须登高即可轻松触及断路器两端的接线板,有效解决了安全带无处悬挂、低挂高用等安全隐患。同时,检修平台的稳固结构也确保了作业过程中的安全性,为检修工作提供了坚实的支撑。

案例二:35kv测试变电站35kv线路避雷器更换。

在35 kv测试变电站35 kv线路避雷器泄漏电流异常缺陷紧急处理工作中,因供电客户要求,停电检修时间紧张,作业人员需在限定时间内迅速完成避雷器的更换工作。然而,现场环境复杂,避雷器安装位置较高,传统检修方式不仅需要登高作业,还存在工具携带不便、多处作业转移困难、作业效率低等问题。

使用可折叠检修平台,作业人员迅速将平台展开至适当高度,利用平台的稳固结构和便捷操作,快速完成了避雷器的拆卸与安装工作。平台的可折叠、轻量化设计使得其搭建、转移作业变得极为方便,大大提高了作业效率。此外,平台的多重限位和卡固机制确保了作业过程中的安全性,有效避免了因操作不当引发的安全事故。

为量化评估本设计在实际应用中的效果,对两个典型案例进行数据采集与分析,结果分析表明:

1)在某110 kv测试变电站户外线路间隔例检工作中,本设计的可折叠检修平台展现出显著优势:安装时间从35min减至15min。平台稳定性测试显示晃动幅度仅为0.8mm/min,远优于传统方案的3.5mm/min,作业效率提高40%。

2)在某35 kv测试变电站线路避雷器更换工作中,本设计同样取得突出成效:设备运输时间从20min降至5 min,安装时间从35 min降至15 min。平台最大倾斜角度可达15O,在盖板、土堆附近仍能平稳作业,适应更多复杂地面环境。上下平台花费时间从20min降至8min,平台转移时间从20min降至5min,总作业时间从2 h缩减至1.2 h,人员配置减少50%。

实践数据充分验证了本设计在效率提升、安全保障等方面的综合优势。

4结束语

本文设计了一种基于多重限位与卡固机制的可折叠电力检修平台,通过模块化结构(平台主体、支撑组件、折叠辅固架板)和创新机构设计解决了传统设备稳固性差、调节困难及便携性不足等问题。在典型应用场景中表现出显著优势,平台部署效率显著提升,结构稳定性优化,综合效益突出。该平台为电力检修作业提供了安全高效的解决方案,后续可进一步优化轻量化材料与复杂地形适配能力,拓展其在智能电网运维中的应用价值。

[参考文献]

[1]冯奕钧,何嘉成.110kV隔离开关折叠式新型检修踏板的研制[J].机电信息,2022(7):33-36.

[2]张帆.电力检修技术与电力施工技术在电力工程中的应用研究[J].光源与照明,2025(2):91-93.

[3]张健,毛文涛,崔磊,等.自行走多适应性小型化绝缘升降平台在电力系统带停电检修中的应用研究[J].价值工程,2024,43(34):133-135.

[4]黄光斌.基于LORa技术的电力检修作业挂接地线智能监测系统[J].兵工自动化,2025,44(6):56-61.

[5]李钢.新时期电力工程中的电力检修及电力施工技术[J].价值工程,2024,43(33):137-140.

[6]丁万超,李爱红.10 kV线路配电变压器JP柜折叠式检修平台装置的研发与应用[J].机电信息,2024(16):15-18.

《机电信息》2025年第20期第5篇