套管檢修專用登高梯的製作方法

2023-07-22 13:01:56

本發明涉及一種登高梯，尤其指套管檢修專用登高梯。
背景技術：
：在對500kv變電站主變壓器中壓套管和220kvgis套管進行檢修試驗維護過程中，經常需要對其接線端子進行拆除操作。變壓器套管結構如圖5所示，由於變壓器套管和升高座的高度之和已經達到了3.5米，必須進行登高作業。現行的登高作業手段主要有：1、使用高空作業車。高空作業車使用靈活，安全可靠。但是其缺點在於需要編制繁複的工作方案、組織措施、技術措施，需要有高空作業證及吊機指揮證人員進行監護，出車成本及人力資源成本巨大，工作過程耗時長、效率低。並且500kv主變受地域限制，往往高空作業車無法開至主變220kv側，停至500kv側鬥臂無法接近220kv變壓器套管。2、使用升降平臺。升降平臺安全可靠，能夠有效保護作業人員的人身安全。但是，升降平臺本身笨重，人工運輸較為繁重，草地等情況下運輸更為困難，要使其到指定位置並不容易，固定位置之後只能垂直移動，不能水平移動；而且，其對地面要求很高，變電站內多是鵝卵石、草坪，通常難以滿足其要求。3、使用普通扶梯。普通扶梯使用與攜帶都比較方便，是目前在500kv變電站主變壓器中壓套管和220kvgis套管進行檢修作業上應用得比較廣泛的登高手段，但是存在以下幾個突出問題：（1）普通扶梯沒有可靠支撐點及固定點，易滑動，因此登高作業不安全，存在一定的安全隱患；（2）普通扶梯在上下過程中需要專人掌扶，登高完成後還需要專人進行綁紮，工序複雜，耗費人力，延長了作業時間；（3）由於普通扶梯材質較硬，搭在套管上時由於受力面集中在橫擔上，容易對瓷瓶造成損傷；（4）對於主變220kv側套管來說，由於套管較高，需要的普通扶梯也較長，進一步增大了登高過程中的不安全因素，而且攜帶也不方便。4、搭設腳手架。對於500kv變電站，搭設腳手架是一個比較穩妥的辦法，搭建起來之後使用方便。但是搭設腳手架本身工序繁多，費時費力，並且腳手架材料需要專門車輛運送，對於施工作業的付出過多。綜上所述，上述幾種現行的登高作業手段各有其優缺點：高空作業車、升降平臺和搭設腳手架的安全性較高，但是很不方便，也很不經濟；普通扶梯使用方便、經濟性也好，但是存在很大的安全隱患。技術實現要素：本發明要解決的技術問題和提出的技術任務是對現有技術方案進行完善與改進，提供套管檢修專用登高梯，以達兼顧方便性、安全性、經濟性的目的。為此，本發明採取以下技術方案。套管檢修專用登高梯，其特徵在於：包括扶梯、設於扶梯上部的能與套管相配的軟質接觸件、設於扶梯下部的用於增加扶梯登高角度的角度增加裝置；所述的角度增加裝置包括角度增加架、設於角度增加架底部的支撐腳、設於角度增加架一側的軟質件，所述的角度增加架一側為與扶梯下部連接的扶梯連接側，角度增加架上的與扶梯連接側相對側為套管相配側，所述的套管相配側設有所述的軟質件，軟質件的外側面為能與套管相配的弧形內凹面。本技術方案在上部設了軟質接觸件，以避免碰傷套管瓷瓶，同時增設角度增加裝置，可以增大扶梯與套管角度，提高扶梯的穩定性、減少側翻和後翻的可能性，降低掌扶人員維持扶梯穩定的困難程度，兼顧安全性、方便性和經濟性。作為對上述技術方案的進一步完善和補充，本發明還包括以下附加技術特徵。所述的角度增加架的寬度為w，角度增加架的寬度與扶梯寬度相配，其中350mm<w<450mm，支撐腳至扶梯連接側的距離為l1，角度增加架的長度為l，其中250mm<l<350mm；150mm<l1<250mm。進一步的，所述的軟質接觸件通過軟質接觸件架連接在扶梯上部。進一步的，所述的軟質接觸件架包括左右並排設置的兩連接杆，所述的軟質接觸件跨設在兩連接杆上。進一步的，兩連接杆的間距為s，連接杆的長度為l2，其中350mm<s<450mm；150mm<l2<250mm。進一步的，所述的軟質接觸件為柔軟的布料；所述的連接杆為剛性杆,所述的軟質接觸件架還包括底杆、橫杆；連接杆呈「[」形，連接杆的端部垂直設於底杆上形成側架，側架之間設有橫杆並形成容納軟質接觸件形變的變形空間；所述的側架與扶梯相連；所述的軟質接觸件架上方的扶梯頂部橫擔上設有與軟質接觸件同側的彈性件。軟質接觸件架中部為空，避免硬物損傷瓷瓶，在使用時，軟質接觸件與瓷瓶形狀貼合，增加與瓷瓶的接觸面積，進一步減少對損傷瓷瓶的損傷，軟質接觸件與瓷瓶形狀貼合還可增加摩擦力，減少扶梯滑倒的可能性，提高安全性。進一步的，所述的連接杆與扶梯之間具有夾角θ，其中5°<θ<30°。有利於提高軟質接觸件與瓷瓶的貼合度。進一步的，所述的扶梯的上部及中部均設有能將扶梯捆綁至登高物上的伸縮式固定帶，所述的固定帶通過橫連杆與扶梯連接固定。伸縮式固定帶將扶梯捆在套管上，避免滑開，在伸縮式固定帶捆在套管上後，無需其他人員手扶以防止傾倒。降低勞動力成本。進一步的，所述的扶梯為伸縮式的扶梯,其中上部的固定帶位於距離扶梯頂端500mm-700mm的橫擔位置，中部的固定帶位於距離絕緣扶梯底端9000mm-11000mm橫擔位置。進一步的，軟質接觸件架設有用於調節軟質接觸件架與扶梯之間角度的角度調節裝置。有利於提高軟質接觸件與瓷瓶的貼合度，使扶梯適應不同的高度，同時也方便摺疊收納。有益效果：（1）本技術方案簡單實用、安全係數高，縮小了登高作業時間，在縮短工期、減少停電時間、保證供電可靠率方面發揮著積極作用。（2）與普通扶梯相比，改進後的登高專用扶梯的安全性有很大提高，避免了在500kv變壓器中壓側套管上使用普通扶梯時違反安全規程的行為，能夠很好地解決普通扶梯下部容易滑動、試驗人員在爬梯登高時容易發生滑倒、上部太硬容易對套管瓷瓶造成損壞等問題，杜絕了安全隱患，對於減少人身傷亡和設備損壞意義重大。（3）與高空作業車、升降平臺相比，改進後的登高專用扶梯不存在大型機械能耗過大的問題，對於節能減排、綠色環保有著積極意義。附圖說明圖1是本發明的第一種結構示意圖。圖2是本發明的第二種結構示意圖。圖3是本發明使用狀態示意圖。圖4是本發明受力分析圖。圖5是變壓器套管結構示意圖。圖中：1-扶梯；2-軟橫擔；201-軟質接觸件；202-軟質接觸件架；3-角度增加裝置；301-角度增加架；302-支撐腳；303-軟質件；4-固定帶；5-套管；6-升高座。具體實施方式以下結合說明書附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明。一、實施例一：如圖1所示，套管檢修專用登高梯，包括扶梯1、設於扶梯1上部的能與套管5相配的軟質接觸件201、設於扶梯1下部的用於增加扶梯1登高角度的角度增加裝置3；所述的角度增加裝置3包括角度增加架301、設於角度增加架301底部的支撐腳302、設於角度增加架301一側的軟質件303，所述的角度增加架301一側為與扶梯1下部連接的扶梯1連接側，角度增加架301上的與扶梯1連接側相對側為套管5相配側，所述的套管5相配側設有所述的軟質件303，軟質件303的外側面為能與套管5相配的弧形內凹面。本技術方案在上部設了軟質接觸件201，以避免碰傷套管5瓷瓶，同時增設角度增加裝置3，可以增大扶梯1與套管5角度，提高扶梯1的穩定性、減少側翻和後翻的可能性，降低掌扶人員維持扶梯1穩定的困難程度。角度增加架301一側的軟質件303可避免碰傷套管5，且弧形內凹面能與套管5相配，形成避讓空間，方便放置，同時也可因為局部力過大而損壞套管5。為了使角度增加架301具有工作可靠性，所述的角度增加架301的寬度為w，角度增加架301的寬度與扶梯1寬度相配，其中350mm<w<450mm，支撐腳302至扶梯1連接側的距離為l1，角度增加架301的長度為l，其中250mm<l<350mm；150mm<l1<250mm。為了方便軟質接觸件201的連接，同時降低扶梯1的改造成本，所述的軟質接觸件201通過軟質接觸件架202連接在扶梯1上部，在扶梯1上加裝帶軟質接觸件201的軟質接觸件架202即可，加工方便，軟質接觸件架202與扶梯1的連接可為可拆卸式或固定式。為減少重量並方便連接，所述的軟質接觸件架202包括左右並排設置的兩連接杆，所述的軟質接觸件201跨設在兩連接杆上。使軟質接觸件201與依靠杆的具有足夠的接觸面積，兩連接杆的間距為s，連接杆的長度為l2，其中350mm<s<450mm；150mm<l2<250mm。150mm<l2<250mm使其具有足夠的接觸面積。為提高與依靠杆的貼合度，所述的軟質接觸件201為柔軟的布料；所述的連接杆為剛性杆,所述的軟質接觸件架202還包括底杆、橫杆；連接杆呈「[」形，連接杆的端部垂直設於底杆上形成側架，側架之間設有橫杆並形成容納軟質接觸件201形變的變形空間；所述的側架與扶梯1相連；所述的軟質接觸件架202上方的扶梯1頂部橫擔上設有與軟質接觸件201同側的彈性件。軟質接觸件架202中部為空，避免硬物損傷瓷瓶，在使用時，軟質接觸件201與瓷瓶形狀貼合，增加與瓷瓶的接觸面積，進一步減少對損傷瓷瓶的損傷，軟質接觸件201與瓷瓶形狀貼合還可增加摩擦力，減少扶梯1滑倒的可能性，提高安全性。提高軟質接觸件201與瓷瓶的貼合度，所述的連接杆與扶梯1之間具有夾角θ，其中5°<θ<30°。連接杆與扶梯1的夾角θ有利於提高軟質接觸件201與瓷瓶的貼合度。為使扶梯1適合不同的高度，軟質接觸件架202設有用於調節軟質接觸件架202與扶梯1之間角度的角度調節裝置。有利於提高軟質接觸件201與瓷瓶的貼合度，使扶梯1適應不同的高度，同時也方便摺疊收納。二、實施例二：與實施例一相同之處不再重複，不同之處在於：為提高工作的安全性，所述的扶梯1的上部及中部均設有能將扶梯1捆綁至登高物上的伸縮式固定帶4，所述的固定帶4通過橫連杆與扶梯1連接固定。伸縮式固定帶4將扶梯1捆在套管5上，避免滑開，在伸縮式固定帶4捆在套管5上後，無需其他人員手扶以防止傾倒，降低勞動力成本。為提高固定帶4的安裝強度，同時不影響正常的使用，所述的扶梯1為伸縮式的扶梯1,其中上部的固定帶4位於距離扶梯1頂端500mm-700mm的橫擔位置，中部的固定帶4位於距離絕緣扶梯1底端9000mm-11000mm橫擔位置，固定帶4與扶梯1的連接，固定帶4通過貫穿在橫擔中的橫連杆連接，有利於提高連接的可靠性。三、以下對部分裝置進行具體設計及實施的說明：1、軟質接觸件201（11）製作：軟質接觸件201材料選擇4mm厚帆布、2mm厚20mm×20mm空心方鋼、直徑10mm鋼管，方形的帆布按照設計圖加工完成後，對摺，穿於軟質接觸件架202的連接杆，利用鉚釘固定。軟質接觸件架202與軟質接觸件201連接形成軟橫擔2。（12）裝配裝配時，將軟橫擔2裝設於扶梯1頂橫擔與次頂橫擔之間，使得在登高過程中與瓷瓶接觸的部分為軟式接觸帶。（13）效果檢驗將裝配後的扶梯1搭在實際的套管5上進行效果檢驗，軟式橫擔對瓷瓶進行了良好的包裹。據目測接觸面積s能達到4cm2以上。如圖4所示，在300kg重力作用下，即3000n的作用力下，接觸面受力為：f1=g•sinθ其承受壓強為：p=f1/s0-30°角度，300kg承重範圍，性能測試結果如表8-1所示。結果表明，使用軟式接觸帶與瓷瓶表面包裹良好，瓷瓶表面承受壓強為額定承受值的1%左右，有效確保不被損傷。經檢驗，所設計的軟式接觸帶完全符合要求，對策1的所有措施100%完成，對策1目標100%達到。表8-1瓷瓶表面承受壓強實測制表人：仵蒙制表時間：2016.82：角度增加架301（21）加工製作材料選用2mm厚20mm×20mm空心方鋼、直徑12mm圓鋼、厚5mm直徑40mm圓鋼板、絕緣橡膠，以及其他固定附件。反覆試驗並調整支撐腳302與扶梯1連接點尺寸，使得在220kv套管5上使用時，使套管5與扶梯1角度增加一倍。為了防止增加架對接觸瓷瓶面造成損傷，製作角度增加架301與瓷瓶接觸部分的軟質件303，軟質件303為軟式弧形橡膠墊，使得接觸良好。（22）裝配利用12顆80mm×8mm的固定螺栓將角度增加架301固定於絕緣扶梯1底部。（23）效果檢驗模擬將裝配角度增加架301以後的扶梯1搭在500kv變壓器中壓側套管5升高座6上進行效果檢驗，如圖3所示。可以看到，升高座6有限空間內，通過角度增加架301，可增大瓷瓶與絕緣扶梯1之間的角度。角度增加架301性能測試結果如表8-2所示。結果表明，角度增加架301可使扶梯1與瓷瓶間角度增加一倍。經檢驗，所設計的角度增加架301完全符合要求，對策2的所有措施100%完成，對策2目標100%達到。表8-2角度增加架301效果測試製表人：陳紹輝制表時間：2016.93、伸縮式固定帶4（31）準備伸縮式固定帶4、u型環，對購置伸縮式固定帶4進行改進，通過橫連杆與絕緣扶梯1固定。（32）設計組裝為滿足穩定性要求，考慮絕緣扶梯1在使用過程中的受力情況，在離絕緣扶梯1頂端600mm及離絕緣扶梯1底端1000mm處分別裝設伸縮式固定帶4，能有效提高絕緣扶梯1的穩定性，且兩條伸縮式固定帶4受力均勻。（33）效果檢驗設計的伸縮式固定帶4性能測試結果如表8-3所示。結果表明，伸縮式固定帶4大大提高了扶梯1的防側滑和後翻能力。經檢驗，所設計的伸縮式固定帶4完全符合要求，對策3的所有措施100%完成，對策3目標100%達到。表8-3伸縮式固定帶4性能測試結果四、效果檢查1.整體效果檢查結合班組在500kv變壓器中壓套管5上開展的多次工作，統計了使用改進的登高扶梯1進行登高作業的情況以及登高所用時間包括架設扶梯1以及撤去扶梯1，結果統計如表9-1所示。表9-1登高作業情況統計表制表人：陳志鵬制表時間：2016.11統計結果表明，使用改進後的登高專用扶梯1，均能順利完成登高作業，且對人身和設備均不會造成任何損傷，遠比其它方式更加安全便捷。另外，使用改進後的登高專用扶梯1，登高時間小於其它方式：室外登高所用時間在8min-9min之間，室內登高所用時間在13min-14min之間，平均登高所用時間僅12min。通過幾次現場試驗的檢查，改進後的登高專用扶梯1100%實現了以下目標：（1）將發生安全事故的可能性降低到0。（2）將因為登高作業而損壞瓷瓶的概率降低到0。（3）將登高時間降低到15min以下。2、經濟效益（1）從節省人力方面使用所改進的登高專用扶梯1，在上行和下行時需要兩人作業一人攀登、另一人掌扶；在高處作業過程中，由於使用了伸縮式固定帶4，無需專人掌扶，只需要一人作業。以高處作業時間平均為20min計算，單次登高作業總計需要平均工時為：t=2*11+20=42min•人=0.7h•人使用高空作業車，全程至少需要三人作業器械操作人、登高人與監護專責。根據統計，使用高空作業車的登高時間平均為20min，因此，單次登高作業總計需要平均工時為：t=3*(20+20)=120min•人=2h•人使用升降平臺，全程至少需要三人作業器械操作人、登高人與監護專責。根據統計，使用升降平臺的登高時間平均為15min，因此，單次登高作業總計需要平均工時為：t=3*(15+20)=105min•人=1.75h•人使用普通扶梯1，全程需要兩人作業一人攀登、另一人掌扶。使用普通扶梯1的登高時間按前文所述30min計算，因此，單次登高作業總計需要平均工時為：t=2*(30+20)=100min•人=1.67h•人使用腳手架，以普遍工作效率作為考慮，至少需要三人花費2小時才能搭設出用於220kv主變套管5的腳手架，另外還需要三人花費1小時將其拆除，因此，單詞登高作業總計需要平均工時為：t=3*2*60+20+3*1*60=560min•人=9.33h•人以工時費為15元/h•人為例，僅僅從節省人力方面看，使用改進後的登高專用扶梯1，登高作業成本分別比使用高空作業車、升降平臺、普通扶梯1、搭設腳手架減小了20元/次、16元/次、15元/次、129元/次。（2）從節省物力方面使用改進後的登高專用扶梯1，不需要其它任何物力開支，以單把登高專用扶梯1造價與使用期內維護費用為2000元、設計使用壽命為3年、每年平均使用20次計算，單次登高作業所需材料與設備折舊費為：c=2000/(3*20)=33元使用高空作業車，除去高空作業車的油耗以外，還需考慮高空作業車的使用費與折舊費。保守估計，單次登高作業所需材料與設備折舊費為：c=1500元使用升降平臺，情形與高空作業車相似，仍然保守估計單次登高作業所需材料與設備折舊費為：c=1500元使用普通絕緣扶梯1，只需考慮絕緣扶梯1的折舊費。以單把普通絕緣扶梯1造價與使用期內維護費用為1500元、設計使用壽命為3年、每年平均使用50次計算，單次登高作業所需材料與設備折舊費為：c=1500/(3*50)=10元使用腳手架，只需要考慮腳手架材料的折舊費。以全套腳手架造價與使用期內維護費用為15000元、設計使用30次計算，單次登高作業所需材料與設備折舊費為：c=15000/30=500元因此，僅僅從節省物力方面看，使用改進後的登高專用扶梯1，登高作業成本分別比使用高空作業車、升降平臺、搭設腳手架減少了1467元/次、1467元/次、467元/次，僅僅比使用普通絕緣扶梯1增加了23元/次。（3）從減少設備損壞方面使用普通絕緣扶梯1可能會造成500kv主變中壓側套管5瓷瓶損傷。據初步統計，全國500kv主變中壓側套管5瓷瓶在作業過程中損傷的概率約為0.2%，而其中大部分原因都是由於使用普通絕緣扶梯1造成的。以一隻500kv主變中壓側套管5造價為20000元計算，使用普通絕緣扶梯1，單次登高作業所早晨的設備損失費期望為40元。當然，這還不包括更換套管5所產生的費用。使用其它方式進行高空作業，對設備造成損壞的可能性可以忽略。因此，僅僅從減少設備損壞方面看，使用改進後的登高專用扶梯1，登高作業成本比使用普通扶梯1減小了至少40元/次。綜上所述，使用改進後的登高專用扶梯1與其它四種現行登高手段的經濟效益比較結果如表9-2所示。表9-2與四種現行登高手段經濟效益比較比較對象節省人力成本節省物力成本節省設備損失成本總體效益高空作業車20元/次1467元/次1487元/次升降平臺16元/次1467元/次1483元/次普通扶梯115元/次-23元/次40元/次32元/次搭設腳手架129元/次467元/次586元/次總的來講，使用改進後的登高專用扶梯1，登高作業成本分別比使用高空作業車、升降平臺、普通扶梯1、搭設腳手架減小了1488元/次、1485元/次、22元/次、588元/次。據不完整統計，500kv變壓器中壓側套管5上開展的多次工作中，使用高空作業車、升降平臺、普通扶梯1、搭設腳手架的次數分別為15次、0次、14次、0次，如果全部改用改進後的登高專用扶梯1，則一年所產生的經濟效益超過了20000元。事實上，隨著500kv變壓器中壓側套管5上開展的工作次數的增多，使用改進後的登高專用扶梯1所產生的經濟效益也將越來越顯著。3、社會效益與經濟方面的效益相比，改進後的登高專用扶梯1的社會效益更加顯著而重要，主要體現在以下三個方面：（1）改進後的登高專用扶梯1設計新穎、富於創新、簡單實用、安全係數高，縮小了登高作業時間，在縮短工期、減少停電時間、保證供電可靠率方面發揮著積極作用。（2）與普通扶梯1相比，改進後的登高專用扶梯1的安全性有很大提高，避免了在500kv變壓器中壓側套管5上使用普通扶梯1時違反安全規程的行為，能夠很好地解決普通扶梯1下部容易滑動、試驗人員在爬梯登高時容易發生滑倒、上部太硬容易對套管5瓷瓶造成損壞等問題，杜絕了安全隱患，對於減少人身傷亡和設備損壞意義重大。（3）與高空作業車、升降平臺相比，改進後的登高專用扶梯1不存在大型機械能耗過大的問題，對於節能減排、綠色環保有著積極意義。以上圖1-4所示的套管檢修專用登高梯是本發明的具體實施例，已經體現出本發明實質性特點和進步，可根據實際的使用需要，在本發明的啟示下，對其進行形狀、結構等方面的等同修改，均在本方案的保護範圍之列。當前第1頁12