《基于一体化作业的光缆应急抢修小车设计》
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摘 要：针对变电站光缆施工应急抢险效率低、费时费力的不足,研发一种一体化作业平台的光缆应急抢修小车,结构稳定、省力90%,应急出动快,同时具有安全高效、节约成本的优点,特定条件下可节约成本一半以上.
关键词：变电站；光缆熔接；一体化作业平台；行走机构
中图分类号：TM755 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）01-0083-02
Abstract： In order to solve the problem of low efficiency, time-consuming and laborious in emergency repair of optical cable construction in substations, an integrated cable emergency repair vehicle with stable structure with 90% labor-sing and quick emergency response is developed. At the same time, it has the advantages of safety, high efficiency and cost sing, and under certain conditions, the cost can be reduced by more than half.
Keywords： substation； fiber optic cable welding； integrated working platform； walking mechani
光纤通信技术由于高带宽、强抗电磁干扰等优点,已在电力通信和自动化专业广泛应用,随着智能变电站全面推广,保护设备原有的二次电缆接线逐渐被光纤网络取代,光缆运检工作也成倍增加,成为大二次专业共有的常态作业.由于电力光缆施工所需仪器、工器具、备品备件多杂,工前准备时间长,应急抢修速度慢,不仅携带费力,而且易漏带检修工器具和材料造成返工；另一方面,户外作业平台搭建费时费力、俯身作业易疲劳.新方法基于集中收纳、折叠式作业平台、统一电源分配和便携行走机构,研制多功能、模块化光缆应急抢修小车,解决传统光缆施工的不足,节约人力及施工成本,优化工程施工方式.
1 技术方案
1.1 施工环境调研及可行性分析
通信光缆施工分为户外和室内两种情形,户外主要为线路通信光缆故障抢修和智能化变电站场地光缆接续施工；室内主要为机房通信ODF架、自动化及保护等小室光缆接续测试.户外典型施工现场分别如图1所示.
根据室内外两种情况总结光缆施工标准流程如下.
从上可以看出光缆应急抢修耗时可划分为三部分：工器具准备和平台搭建为准备耗时,故障定位和光缆熔接为施工耗时,标签标识和清理现场为收尾耗时.统计2017年500kV变电站光缆应急抢修耗时如表1所示.通过设计“多功能光缆应急抢修小车”,一方面无需耗时准备仪器及工器具,也无需耗时搭建平台,将准备耗时降低为0；另一方面通过改善施工条件、集中取电及定置化集成工器具将工效提高50%.
1.2 力学分析
根据车体平地运动方式力学分析,平地行走时施力为推（或拖）动,给力为克服轮子与地面摩擦力,查机械设计手册得u等于0.05,根据胡克定律f等于uN,平地行走比克服重力搬运省力95%.另一方面,较传统搬运方式,其光缆施工出发前大量工器具、耗材仪表清点费时长（约50分钟）,零散大包小包携带费力,准备仓促且易遗漏,尤其是应急抢修时倍感责任压力大.一体化检修小车分层分模块装载光缆施工所需全部仪器具、材料,到达施工现场即可在指定工位展开成临时作业平台,并提供符合人体力学约束条件的最优坐姿作业,施工省力性、舒适性优于传统俯身蹲姿或站姿熔纤测试方式.
2 总体设计
2.1 车体装载结构设计
光缆快速应急响应重点在于出动前大量仪器仪表准备和到达现场后施工平台搭建高效性.车体结构设计集中模块化定置收纳和一体化作业平台,要求能满足装载光缆施工流程各类工序所需工器具、仪器仪表、耗材,并提供足够作业面积的施工平台；其中一体化集成度是保证车体便携高效的关键.为实现目标,项目从以下三个方面设计：（1）作业平台式模块化收纳箱：按材料工器具清单分类收纳光缆检修所需大量工器具和耗材,避免遗漏.（2）按作业顺序分层格子化定置,方便流水作业,提高工作效率和舒适度；（3）折叠作业平台：提供稳固、高矮合适的光缆熔纤、性能测试作业平台；提供坐姿作业,舒适性优于传统站姿或蹲姿.车体结构由四层构成,结构原理如图3所示.
一层折叠式熔纤模块（集成作业平台）：熔纤机（及附属电池）、破缆工具（滚刀、爬山虎刀、美工刀等）、端面制作工具（米勒钳、切刀）；二层图纸、测试尾纤模块（集成电源分配PDU）：各型号尾纤（FC-FC、FC-ST、FC-LC、FC-SC、 ST-ST等）及图纸收纳；三层参数检测模块：各参数型号测试工具及附件（光源、光功率计、光时域反射仪（OTDR）、红光笔）收纳；四层文明施工模块：标签机、吊牌、马扎、手套、色带、扎带等文明施工材料收纳.各层根据光缆施工工序按熔纤、测试、标签标识定置收纳所需工具设备,并集成于可调支撑结构的行走小车.
2.2 集中取电、光缆临时固定附件设计
光缆施工长时间使用熔纤机、光源、光功率计、OTDR、标签吊牌机均需取电,为避免现场杂乱接线方式及方便取电方便,小车设计PDU集中取电模块,提高取电安全及文明施工水平,且方便操作.另一方面,设计“8”字型双孔光缆固定扣,进一步释放劳动力及提高取电效率,稳固作业对象（光缆）,提高工艺水平,方便操作.
3 性能測试
以某500kV变电站通信机房ODF光纤配线熔纤和室外龙门架OPGW光缆熔纤为试验对象,对多功能光缆应急抢修小车性能测试.小车由1个施工人员、耗时18分钟完成24芯ADSS光缆熔接和测试,单次作业节约人工1至2人,节约工时2.4小时,节约人工成本300至600元/天,施工省力性、舒适性较传统方式均显著提高,达到预期目的.与目前施工方式对比效果如表2所示.
4 结束语
输变电工程及电力通信、信息、保护、自动化设备光缆日常运维存在大量光缆作业,目前方式应急响应速度慢、费时费力、成本大.新方法有效解决应急低效、室外施工困难,显著节约人力,提高效率缩短工期,适用于熔纤、测试、对芯等光缆相关施工.经过对比分析,创新成果在安全、经济、社会效益方面具有传统方法无法比拟的优势,是一种值得推广的绿色、文明施工新技术.
参考文献：
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作业引用文献:
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