一种便携式组合电动组合运维工具器的研制

一种便携式组合电动组合运维工具器的研制
发布时间：2022-11-11T06:30:40.742Z 来源：《新型城镇化》2022年21期作者：张峰1 郑键豪2 [导读] 电气电柜，作为电气产品的载体，为变电站站内保护和测控设备提供安装、支撑、联接、防护、装饰等功能，而电柜门锁则是电柜不可缺少的一部分，用于保护设备和人员的安全。

广东电网公司佛山供电局 528200
摘要：变电站运行值班人员因工作需要，需不定期进行开启保护屏柜门、铠装开关柜的二次接线小室柜门、前后开启柜门，对设备进行检查及相应维护工作，运行人员可能因找适配钥匙或者因力气较小而影响作业时间、工作完成情况，这种情况下，如果在开启各类柜门时不考虑人机功效的情况，可能会影响作业人员高效作业。

针对以上问题，本设计研制一种便携式组合电动组合运维工具器，所述的便携式组合电动组合运维工具器的钥匙披头可以简易拆装为螺丝刀或者棘轮扳手，并且可调扭力限制器，能设置不同的扭矩，有效解决运行值班人员因找适配钥匙耗时长、力气较小导致影响作业时间和工作完成情况。

关键词：变电站；屏柜开闭门工具中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：
引言
电气电柜，作为电气产品的载体，为变电站站内保护和测控设备提供安装、支撑、联接、防护、装饰等功能，而电柜门锁则是电柜不可缺少的一部分，用于保护设备和人员的安全。

目前变电站应用于保护屏柜门、铠装开关柜的二次接线小室柜门、前后开启柜门等因设计必须满足密封及防爆等级要求，柜门处要求每20cm处安装有安装有可开启的螺孔。

变电站运行值班人员因工作需要，需不定期进行开启保护屏柜门、铠装开关柜的二次接线小室柜门、前后开启柜门，对设备进行检查及维护相应工作，对于不同的锁紧结构，例如门锁式结构和紧固螺纹式的门锁防护装置，需要相应例如钥匙和螺丝刀等不同的开锁设备，运行值班人员可能因找适配钥匙而影响作业时间，而且因部分锁体不同的生产状况，导致开闭需要用到不同的扭力，运行人员可能因力气较小而影响工作完成情况。

通过大量实操证明，原厂配置的普通“丁字”开门匙结构简单，无法应对多种场景，且人机功效考虑不充分，开启柜门费时费力，而且数量较多，简易的开门钥匙不能满足“提效”的要求，尚有很大的改进空间。

针对上述问题，本设计研制一种便携式组合电动组合运维工具器，包括工具主体、数显屏幕、电动开关、电源开关、充电孔、电量显示灯、钥匙披头、可调扭力限制器，所述钥匙披头可以简易拆装为螺丝刀或者棘轮扳手，方便适应屏柜门不同的锁孔；所述可调扭力限制器，可以调节扭矩，不需要运行值班人员耗费很大的力气就能轻松应对异常紧固的门锁或螺丝、螺母等。

实现多场景应用，减少变电站运行人员的手臂用力，提高运行人员工作效率。

1.研究内容
研制一种便携式组合电动组合运维工具器，包括工具主体、数显屏幕、电动开关、电源开关、充电孔、电量显示灯、钥匙披头、可调扭力限制器，其中钥匙披头可以简易拆装为螺丝刀或者棘轮扳手，方便适应屏柜门不同的锁孔，应对多种场景；可调扭力限制器可以调节合适的扭矩以适配不同电力柜门锁，在柜门满足密封及防爆等级要求的前提下，运行值班人员也无须费力开锁，提高工作效率。

2.系统设计
本设计研制了一种便携式组合电动组合运维工具器，包括：工具主体、数显屏幕、电动开关、电源开关、充电孔、电量显示灯、钥匙披头、可调扭力限制器。

所述工具主体包括外壳、电池、电机，所述工具主体采用人体工程学设计，具备磨砂质感，可支撑并固定便携式组合电动组合运维工具器的各种器件，方便作业人员舒适抓握作业；所述数显屏幕可显示工具正反转状态、电池存储状态、受到的力矩数值；所述电动开关可调节便携式组合电动组合运维工具器电机正反转，利用所述工具主体中电机的驱动可实现对不同柜门的不同开、关锁方向进行开关操作；所述电源开关用于控制整个便携式组合电动组合运维工具器系统的电源模块，实现对电源模块的工作、休眠状态的控制；所述充电孔方便对便携式组合电动组合运维工具器内置电池进行充电，是内置电池与充电线的桥梁；所述电量显示灯用于警示作业人员工具的电量情况，若工具电量存量在30%以下，则电量显示灯呈现红色；若工具电量存量30%-70%左右，则显示黄色；若工具电量存量70%-100%左右，则显示绿色；所述钥匙披头用于开启、关闭保护屏柜门、铠装开关柜等柜门，该钥匙披头7可拆卸，并可配备多种型号的钥匙披头、螺丝刀、套筒，可适用多种场景，所述钥匙披头能实现开闭变电站各个柜门，同时可将该钥匙披头简易拆装为螺丝刀或者棘轮扳手，对变电柜内线路或者设备进行检修、维护，实现一具多用；所述可调扭力限制器包括扭力传感器和扭力限制器，所述扭力传感器能传递所述工具主体中的电机和所述扭力限制器之间的力矩；所述扭力限制器包括弹簧、摩擦片、链轮，所述扭力限制器能利用锁紧螺母使弹簧产生弹力，弹力作用在摩擦片上，链轮等轮状物体夹在两个摩擦片之间，由于弹性力，摩擦片和链轮之间产生摩擦力，从而可以传递扭矩，并在机器负荷恢复正常后与中心元件自动压紧复位，不必重新设定转矩，大大减少作业人员的体力损耗。

如图1示例：钥匙披头7、可调扭力限制器8均可以进行拆卸、安装在工具主体1上，另外，如果需要收纳，可如图4所示，依次对应防止在上述工具主体01的外壳凹槽上；启动电动开关3时，电机将带动钥匙披头7、可调扭力限制器8同步转动，实现具有可调扭力钥匙披头7的正反转，从而完成开关柜。

当需要对多种柜门进行开关操作时，启动电源开关4，查看设备转动状态、电池容量，将钥匙披头7对准柜门口，调节可调扭力限制器8和按下电动开关3，电机将驱动钥匙披头7完成开关柜的操作。

作业完成后，可根据数显屏幕2、电量显示灯6来判断是否对工具进行充电，并将剩余器件有序放入工具盒中。

作业人员可根据实际情况换装钥匙披头7和调整可调扭力限制器8，将开关钥匙变成电动螺丝刀或者扳手，方便现场进行紧松螺丝或者螺母，实现多场景应用。

2.1 技术要求
（1）钥匙披头可简易拆装为螺丝刀或者棘轮扳手，对变电柜内线路或者设备进行检修、维护，实现一具多用。

（2）采用了可调扭力限制器，利用锁紧螺母使弹簧产生弹力，弹力作用在摩擦片上，链轮等轮状物体夹在两个摩擦片之间，由于弹性力，摩擦片和链轮之间产生摩擦力，从而可以传递扭矩，并在机器负荷恢复正常后与中心元件自动压紧复位，不必重新设定转矩，从而达到“人机功效”，大大减轻员工的作业使用力量。

2.2 技术关键点及应用
本设计研制了一种便携式组合电动组合运维工具器：
（1）便携式组合电动组合运维工具器满足密封及防爆等级要求，同时可以拆装成一种便携、可靠、多功能的电动组合工具；
（2）本设计不仅可实现开闭变电站各个开关柜，而且可以迅速、便捷拆装为螺丝刀或者棘轮扳手，实现拧螺丝螺栓的功能，对变电柜内线路或者设备进行检修、维护；
（3）采用了可调扭力限制器，扭力限制器可自动设备，避免手动调节的不精确、时间长的低效率，并在机器负荷恢复正常后与中心元件自动压紧复位，不必重新设定转矩，减少变电运行人员的手臂用力，提高运行人员工作效率。

3 结语
电气电柜门锁作为电力柜的重要防护工具，为它撑起了一道结实的防线，避免电气电柜在外界意外打开遭到雨淋，或被小动物破坏等原因产生意外，避免内在电气设备遭到小偷行窃。

一般外界的配电柜基本属于国家公共财产，对于窃取国家公共财产的人会受到一定法律责任。

电气电柜门锁根据电力柜也就是电柜种类的不同也应使用不同的锁具，电气电柜门锁根据用途有连杆锁、把手锁、平面锁、弹簧锁、插芯锁及转舌锁等，根据材料有不锈钢的、锌合金、铝合金以及钢铁的。

经过了多年的发展，电气柜锁的发展也都有了长足的进步，产品从单一匮乏发展到品种多样，从把手式升级进化为平面手柄式，表面处理也由电镀处理发展到如今的亚光镀，纳米喷涂等等。

综上所述，目前电气电柜门锁的种类较多，变电站运行值班人员因工作需要，需不定期进行开启电气设备电柜门的操作，对设备进行检查及维护相应工作，因各种锁需要搭配各种不同的钥匙，所以变电站运行值班人员每进行一次检查就需要耗费一定的时间来找适配的钥匙，而且一次检查需要开启较多的柜门，因此一次检查累计耗费时间非常多；而且各种电柜门锁因生产等原因导致质量不一致，用钥匙开启时会有一定几率出现需要用很大的力才能扭动门锁，直接导致运行人员的工作效率降低。

总结上述存在以下的情况：简易的开门钥匙的设计太单一且合理性差，无法应对多种场景；应对多型号的柜门需大量开门钥匙，导致工作效率低；柜门满足密封及防爆等级要求，但费力开锁，导致工作效率低。

针对以上出现的情况，为提高运行人员的工作效率，本设计研制了一种便携式组合电动组合运维工具器，能实现开闭变电站各个柜门，同时可将便携式组合电动组合运维工具器的钥匙披头简易拆装为螺丝刀或者棘轮扳手；而且便携式组合电动组合运维工具器采用了可调扭力限制器，利用锁紧螺母使弹簧产生弹力，弹力作用在摩擦片上的特点，链轮等轮状物体夹在两个摩擦片之间，由于弹性力，摩擦片和链轮之间产生摩擦力，从而可以传递扭矩，并在机器负荷恢复正常后与中心元件自动压紧复位，不必重新设定转矩。

本设计的便携式组合电动组合运维工具器可以减少变电站运行人员的手臂用力，提高运行人员的工作效率，在屏柜门、铠装开关柜的二次接线小室柜门、前后柜门等电气电柜门开启进行相关的检查及维护工作方面的推广前景好。

参考文献：
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