GIS设备的GCB检修专用装置及方法

技术领域

本发明属于输配电技术领域，涉及一种GIS设备的GCB检修专用装置及方法。

背景技术

全封闭气体绝缘组合电器设备也称为GIS设备，是英文Gas InsulatedSwitchgear的缩写，主要把母线、断路器、电流互感器、电压互感器、隔离开关、避雷器等组合成一个整体，采用六氟化硫气体进行绝缘，也就是开关站。其中断路器简称为GCB，用于断开或闭合发电机与母线之间的电性连接，起到至关重要的作用。不同电压等级的GIS设备，其GCB的结构或大小均不相同，从126千伏到1100千伏等级的GCB，其重量从1吨~5吨左右，不仅重量较大，而且设备现场空间有限，吊点高度大，目前采用搭设脚手架进行维护，存在临边作业、高空作业等安全隐患，且无法对起吊组件进行转运，维护时间长，效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种GIS设备的GCB检修专用装置及方法，结构简单，采用轮式行走机构的底盘上设置纵向支撑机构和横向支撑机构，防倾斜保护机构位于底盘一侧，升降机构竖直于底盘与其连接，起重臂与升降机构连接，滚吊机构与起重臂的回转臂滚动配合，控制系统控制轮式行走机构、升降机构、起重臂和滚吊机构配合起吊GCB实现装卸检修，在起吊或行走过程，防倾覆警报器发出报警时由防倾斜保护机构或增加配重块避免轮式行走机构侧倾，实现在狭窄空间内作业，无需操作者高空作业，安全可靠，效率高，操作简单方便。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种GIS设备的GCB检修专用装置，它包括轮式行走机构、升降机构、起重臂、滚吊机构、纵向支撑机构、横向支撑机构、防倾斜保护机构和控制系统；所述升降机构的固定座和控制系统位于轮式行走机构的底盘上部与其连接，起重臂的回转臂一端的第一回转电机与升降机构的升降柱连接，位于回转臂另一端的第二回转电机与折叠臂连接，滚吊机构与折叠臂滚动配合，纵向支撑机构和横向支撑机构分别纵向和横向与底盘连接，防倾斜保护机构位于底盘一侧；升降机构驱动起重臂升降，回转臂绕升降机构旋转，折叠臂绕回转臂一端旋转。

所述升降机构包括固定座滑动配合的升降柱，以及位于固定座两侧与升降柱连接的升降油缸。

所述起重臂包括与回转臂两端分别连接的第一回转电机和第二回转电机，以及与第二回转电机连接的折叠臂。

所述滚吊机构包括与滚轮组连接的滚动电机，以及位于滚轮组下部与其连接的葫芦吊，滚轮组与折叠臂滚动配合。

所述纵向支撑机构包括与纵向臂滑动配合的纵向伸缩臂，以及竖直穿过纵向伸缩臂一端与其螺纹配合的纵支腿，纵向臂固定与底盘下部。

所述横向支撑机构包括与横向臂滑动配合的横向伸缩臂，竖直穿过横向伸缩臂一端与其螺纹配合的横支腿，横向臂固定与底盘上部或一侧。

所述防倾斜保护机构包括与座体配合的转动臂，以及与转动臂配合的防倾斜柱，座体与横向臂或底盘连接。

所述控制系统包括PLC控制器，与PLC控制器连接有泵站和防倾覆警报器，防倾覆警报器位于轮式行走机构的底盘下部靠近车轮一侧。

所述底盘上部设置工具箱。

如上所述的GIS设备的GCB检修专用装置的检修方法，它包括如下步骤：

S1，靠近GIS设备，操控控制系统驱动轮式行走机构驶入GIS设备附近；分别将纵向支撑机构的纵向臂和横向支撑机构的横向臂抽出但不与其脱离；旋转纵支腿和横支腿使其与地面接触；此时，GCB与发电机和母线处于断开状态；

S2，钩挂GCB，操控控制系统驱动升降油缸带动升降柱上升，升降柱驱动起重臂上升到GIS设备的顶部；

S2-1，操控控制系统使第二回转电机驱动折叠臂绕回转臂旋转展开；

S2-2，操控控制系统使第一回转电机驱动回转臂绕升降柱旋转，使折叠臂朝向GCB上部；

S2-3，精确控制，操控控制系统驱动葫芦吊的滚轮组沿折叠臂滚动至GCB正上方；

S2-4，操控控制系统驱动葫芦吊上的挂钩下降，当挂钩下降到GCB的吊环处时，挂钩停止下降，检修人员将挂钩与吊环钩连；再驱动葫芦吊使GCB上升到GIS设备上部后停止；

S3，转序，操控控制系统驱动轮式行走机构远离GIS设备，将GCB吊放到指定的维修点进行维修；

S4，防倾斜，在起吊GCB过程中或起吊GCB后轮式行走机构行走的过程中，底盘下部的任一个车轮离开地面瞬间时，位于该车轮附近的防倾覆警报器发出报警声，此时，控制系统自动控制轮式行走机构停止，离地车轮的位置被显示在PLC控制器的显示屏上；

S5，纠正倾斜，在离地车轮上部的底盘上放置配重块，增加该侧的重量，使该装置整体保持平衡；或者，操控控制系统使第一回转电机驱动回转臂绕升降柱旋转靠近离地车轮侧增加该侧重量；或者，在起吊过程中，当离地车轮位于座体对应侧时，松开转动臂上锁紧机构，使防倾斜柱下降与地面接触后再锁紧防倾斜柱，限制对应侧的车轮离开地面。

一种GIS设备的GCB检修专用装置，它包括轮式行走机构、升降机构、起重臂、滚吊机构、纵向支撑机构、横向支撑机构、防倾斜保护机构和控制系统；升降机构的固定座和控制系统位于轮式行走机构的底盘上部与其连接，起重臂的回转臂一端的第一回转电机与升降机构的升降柱连接，位于回转臂另一端的第二回转电机与折叠臂连接，滚吊机构与折叠臂滚动配合，纵向支撑机构和横向支撑机构分别纵向和横向与底盘连接，防倾斜保护机构位于底盘一侧；升降机构驱动起重臂升降，回转臂绕升降机构旋转，折叠臂绕回转臂一端旋转。结构简单,通过在轮式行走机构的底盘上设置纵向支撑机构和横向支撑机构，防倾斜保护机构位于底盘一侧，升降机构竖直于底盘与其连接，起重臂与升降机构连接，滚吊机构与起重臂的回转臂滚动配合，通过控制系统控制轮式行走机构、升降机构、起重臂和滚吊机构配合起吊GCB实现装卸检修，在起吊或行走过程，防倾覆警报器发出报警时由防倾斜保护机构或增加配重块避免轮式行走机构侧倾，实现在狭窄空间内作业，无需操作者高空作业，安全可靠，效率高，操作简单方便。

在优选的方案中，升降机构包括固定座滑动配合的升降柱，以及位于固定座两侧与升降柱连接的升降油缸。结构简单，使用时，控制系统控制升降油缸升降，升降油缸升降驱动升降柱伸缩。

在优选的方案中，起重臂包括与回转臂两端分别连接的第一回转电机和第二回转电机，以及与第二回转电机连接的折叠臂。结构简单，使用时，第一回转电机驱动回转臂绕升降柱旋转，第二回转电机驱动折叠臂绕回转臂的一端旋转。

在优选的方案中，滚吊机构包括与滚轮组连接的滚动电机，以及位于滚轮组下部与其连接的葫芦吊，滚轮组与折叠臂滚动配合。结构简单，使用时，滚动电机驱动滚轮组沿折叠臂滚动，带动葫芦吊同步运动，位于葫芦吊上的提升电机驱动绞盘旋转，绞盘旋转释放链条，与链条连接的挂钩与GCB上的吊环钩连。

优选地，折叠臂一侧设置滑轨，与滑轨滑动配合有多个线卡，滚吊机构上的导线与线卡卡合，在滚轮组滚动时拉动线卡沿滑轨滑动带动导线移动，避免导线折裂受损。

在优选的方案中，纵向支撑机构包括与纵向臂滑动配合的纵向伸缩臂，以及竖直穿过纵向伸缩臂一端与其螺纹配合的纵支腿，纵向臂固定与底盘下部。结构简单，使用时，根据GCB的电压等级，调整纵向伸缩臂的伸缩长度，GCB的电压等级越高，重量越重，纵向伸缩臂伸出纵向臂的长度越长，稳定性越好，纵向伸缩臂伸出后，旋转纵支腿使其与地面接触。

在优选的方案中，横向支撑机构包括与横向臂滑动配合的横向伸缩臂，竖直穿过横向伸缩臂一端与其螺纹配合的横支腿，横向臂固定与底盘上部或一侧。结构简单，使用时，从横向臂内抽出横向伸缩臂后，旋转横支腿与地面接触，与纵向支撑机构共同支撑轮式行走机构，进一步提高作业时的稳定性。

在优选的方案中，防倾斜保护机构包括与座体配合的转动臂，以及与转动臂配合的防倾斜柱，座体与横向臂或底盘连接。结构简单，使用时，在起吊过程中，当轮式行走机构向防倾斜保护机构一侧倾斜时，向一侧旋转转动臂，使防倾斜柱位于轮式行走机构的底盘外侧，松开转动臂上锁紧机构，使防倾斜柱下端与地面接触，再旋转转动臂上锁紧机构锁紧，防止轮式行走机构倾斜。

在优选的方案中，控制系统包括PLC控制器，与PLC控制器连接有泵站和防倾覆警报器，防倾覆警报器位于轮式行走机构的底盘下部靠近车轮一侧。结构简单，使用时，当轮式行走机构向一侧倾斜时，对应侧的车轮会离开地面，防倾覆警报器发出报警声，并将该车轮离地信息发送至PLC控制器，PLC控制器处理后将该信息显示在显示屏上，便于操作者直观观察。

在优选的方案中，底盘上部设置工具箱。结构简单，使用时，操作时所用的相关操作工具储存于工具箱内，便于拿取。

在优选的方案中，如上GIS设备的GCB检修专用装置的检修方法，它包括如下步骤：

S1，靠近GIS设备，操控控制系统驱动轮式行走机构驶入GIS设备附近；分别将纵向支撑机构的纵向臂和横向支撑机构的横向臂抽出但不与其脱离；旋转纵支腿和横支腿使其与地面接触；此时，GCB与发电机和母线处于断开状态；

S2，钩挂GCB，操控控制系统驱动升降油缸带动升降柱上升，升降柱驱动起重臂上升到GIS设备的顶部；

S2-1，操控控制系统使第二回转电机驱动折叠臂绕回转臂旋转展开；

S2-2，操控控制系统使第一回转电机驱动回转臂绕升降柱旋转，使折叠臂朝向GCB上部；

S2-3，精确控制，操控控制系统驱动葫芦吊的滚轮组沿折叠臂滚动至GCB正上方；

S2-4，操控控制系统驱动葫芦吊上的挂钩下降，当挂钩下降到GCB的吊环处时，挂钩停止下降，检修人员将挂钩与吊环钩连；再驱动葫芦吊使GCB上升到GIS设备上部后停止；

S3，转序，操控控制系统驱动轮式行走机构远离GIS设备，将GCB吊放到指定的维修点进行维修；

S4，防倾斜，在起吊GCB过程中或起吊GCB后轮式行走机构行走的过程中，底盘下部的任一个车轮离开地面瞬间时，位于该车轮附近的防倾覆警报器发出报警声，此时，控制系统自动控制轮式行走机构停止，离地车轮的位置被显示在PLC控制器的显示屏上；

S5，纠正倾斜，在离地车轮上部的底盘上放置配重块，增加该侧的重量，使该装置整体保持平衡；或者，操控控制系统使第一回转电机驱动回转臂绕升降柱旋转靠近离地车轮侧增加该侧重量；或者，在起吊过程中，当离地车轮位于座体对应侧时，松开转动臂上锁紧机构，使防倾斜柱下降与地面接触后再锁紧防倾斜柱，限制对应侧的车轮离开地面。该方法操作简单方便，无需临边作业和高空作业，安全可靠，便于转运。

一种GIS设备的GCB检修专用装置及方法，它包括轮式行走机构、升降机构、起重臂、滚吊机构、纵向支撑机构、横向支撑机构、防倾斜保护机构和控制系统,通过在轮式行走机构的底盘上设置纵向支撑机构和横向支撑机构，防倾斜保护机构位于底盘一侧，升降机构竖直于底盘与其连接，起重臂与升降机构连接，滚吊机构与起重臂的回转臂滚动配合，通过控制系统控制轮式行走机构、升降机构、起重臂和滚吊机构配合起吊GCB实现装卸检修，在起吊或行走过程，防倾覆警报器发出报警时由防倾斜保护机构或增加配重块避免轮式行走机构侧倾。本发明克服了原GIS设备GCB重量大，维修空间小，采用搭设脚手架拆卸维护不便于转运，效率低，存在安全隐患的问题，具有结构简单，实现在狭窄空间内作业，无需操作者高空作业，安全可靠，效率高，操作简单方便的特点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的主视示意图。

图3为图2的俯视示意图。

图4为图2的侧视示意图。

图5为本发明折叠臂与滚吊机构连接的结构示意图。

图中：轮式行走机构1，底盘11，车轮12，工具箱13，升降机构2，固定座21，升降柱22，升降油缸23，起重臂3，回转臂31，第一回转电机32，第二回转电机33，折叠臂34，滚吊机构4，滚轮组41，滚动电机42，葫芦吊43，纵向支撑机构5，纵向臂51，纵向伸缩臂52，纵支腿53，横向支撑机构6，横向臂61，横向伸缩臂62，横支腿63，防倾斜保护机构7，座体71，转动臂72，防倾斜柱73，控制系统8，防倾覆警报器81。

具体实施方式

如图1~图5中，一种GIS设备的GCB检修专用装置，它包括轮式行走机构1、升降机构2、起重臂3、滚吊机构4、纵向支撑机构5、横向支撑机构6、防倾斜保护机构7和控制系统8；所述升降机构2的固定座21和控制系统8位于轮式行走机构1的底盘11上部与其连接，起重臂3的回转臂31一端的第一回转电机32与升降机构2的升降柱22连接，位于回转臂31另一端的第二回转电机33与折叠臂34连接，滚吊机构4与折叠臂34滚动配合，纵向支撑机构5和横向支撑机构6分别纵向和横向与底盘11连接，防倾斜保护机构7位于底盘11一侧；升降机构2驱动起重臂3升降，回转臂31绕升降机构2旋转，折叠臂34绕回转臂31一端旋转。结构简单,通过在轮式行走机构1的底盘11上设置纵向支撑机构5和横向支撑机构6，防倾斜保护机构7位于底盘11一侧，升降机构2竖直于底盘11与其连接，起重臂3与升降机构2连接，滚吊机构4与起重臂3的回转臂31滚动配合，通过控制系统8控制轮式行走机构1、升降机构2、起重臂3和滚吊机构4配合起吊GCB实现装卸检修，在起吊或行走过程，防倾覆警报器81发出报警时由防倾斜保护机构7或增加配重块避免轮式行走机构1侧倾，实现在狭窄空间内作业，无需操作者高空作业，安全可靠，效率高，操作简单方便。

优选地，轮式行走机构1包括与底盘11连接车轮12，以及与车轮12连接的行走驱动装置，行走驱动装置与控制系统8连接，由控制系统8控制轮式行走机构1行走。

优选的方案中，所述升降机构2包括固定座21滑动配合的升降柱22，以及位于固定座21两侧与升降柱22连接的升降油缸23。结构简单，使用时，控制系统8控制升降油缸23升降，升降油缸23升降驱动升降柱22伸缩。

优选地，与升降油缸23连接的油泵位于控制系统8的控制箱内，油泵的开启或压力由控制系统8控制。

优选的方案中，所述起重臂3包括与回转臂31两端分别连接的第一回转电机32和第二回转电机33，以及与第二回转电机33连接的折叠臂34。结构简单，使用时，第一回转电机32驱动回转臂31绕升降柱22旋转，第二回转电机33驱动折叠臂34绕回转臂31的一端旋转。

优选地，第一回转电机32和第二回转电机33的输出端连接有主动齿轮，被动齿轮与主动齿轮啮合与旋转底座配合，第一回转电机32的旋转底座与升降柱22连接，第二回转电机33的旋转底座与回转臂31连接。

优选的方案中，所述滚吊机构4包括与滚轮组41连接的滚动电机42，以及位于滚轮组41下部与其连接的葫芦吊43，滚轮组41与折叠臂34滚动配合。结构简单，使用时，滚动电机42驱动滚轮组41沿折叠臂34滚动，带动葫芦吊43同步运动，位于葫芦吊43上的提升电机驱动绞盘旋转，绞盘旋转释放链条，与链条连接的挂钩与GCB上的吊环钩连。

优选地，折叠臂34一侧设置滑轨，与滑轨滑动配合有多个线卡，滚吊机构4上的导线与线卡卡合，在滚轮组41滚动时拉动线卡沿滑轨滑动带动导线移动，避免导线折裂受损。

优选的方案中，所述纵向支撑机构5包括与纵向臂51滑动配合的纵向伸缩臂52，以及竖直穿过纵向伸缩臂52一端与其螺纹配合的纵支腿53，纵向臂51固定与底盘11下部。结构简单，使用时，根据GCB的电压等级，调整纵向伸缩臂52的伸缩长度，GCB的电压等级越高，重量越重，纵向伸缩臂52伸出纵向臂51的长度越长，稳定性越好，纵向伸缩臂52伸出后，旋转纵支腿53使其与地面接触。

优选的方案中，所述横向支撑机构6包括与横向臂61滑动配合的横向伸缩臂62，竖直穿过横向伸缩臂62一端与其螺纹配合的横支腿63，横向臂61固定与底盘11上部或一侧。结构简单，使用时，从横向臂61内抽出横向伸缩臂62后，旋转横支腿63与地面接触，与纵向支撑机构5共同支撑轮式行走机构1，进一步提高作业时的稳定性。

优选的方案中，所述防倾斜保护机构7包括与座体71配合的转动臂72，以及与转动臂72配合的防倾斜柱73，座体71与横向臂61或底盘11连接。结构简单，使用时，在起吊过程中，当轮式行走机构1向防倾斜保护机构7一侧倾斜时，向一侧旋转转动臂72，使防倾斜柱73位于轮式行走机构1的底盘11外侧，松开转动臂72上锁紧机构，使防倾斜柱73下端与地面接触，再旋转转动臂72上锁紧机构锁紧，防止轮式行走机构1倾斜。

优选地，当轮式行走机构1的其中一侧车轮离开地面时，在该侧增加配重块增加啊重量提高稳定性。

优选的方案中，所述控制系统8包括PLC控制器，与PLC控制器连接有泵站和防倾覆警报器81，防倾覆警报器81位于轮式行走机构1的底盘11下部靠近车轮12一侧。结构简单，使用时，当轮式行走机构1向一侧倾斜时，对应侧的车轮12会离开地面，防倾覆警报器81发出报警声，并将该车轮离地信息发送至PLC控制器，PLC控制器处理后将该信息显示在显示屏上，便于操作者直观观察。

优选地，防倾覆警报器81的前端设置有高度传感器，当底盘11离地高度发生变化时，防倾覆警报器81瞬时发出报警，控制系统8自动控制轮式行走机构1停止，与控制系统8连接的其它机构也即停止。

优选的方案中，所述底盘11上部设置工具箱13。结构简单，使用时，操作时所用的相关操作工具储存于工具箱13内，便于拿取。

优选的方案中，如上所述的GIS设备的GCB检修专用装置的检修方法，它包括如下步骤：

S1，靠近GIS设备，操控控制系统8驱动轮式行走机构1驶入GIS设备附近；分别将纵向支撑机构5的纵向臂51和横向支撑机构6的横向臂61抽出但不与其脱离；旋转纵支腿53和横支腿63使其与地面接触；此时，GCB与发电机和母线处于断开状态；

S2，钩挂GCB，操控控制系统8驱动升降油缸23带动升降柱22上升，升降柱22驱动起重臂3上升到GIS设备的顶部；

S2-1，操控控制系统8使第二回转电机33驱动折叠臂34绕回转臂31旋转展开；

S2-2，操控控制系统8使第一回转电机32驱动回转臂31绕升降柱22旋转，使折叠臂34朝向GCB上部；

S2-3，精确控制，操控控制系统8驱动葫芦吊43的滚轮组41沿折叠臂34滚动至GCB正上方；

S2-4，操控控制系统8驱动葫芦吊43上的挂钩下降，当挂钩下降到GCB的吊环处时，挂钩停止下降，检修人员将挂钩与吊环钩连；再驱动葫芦吊43使GCB上升到GIS设备上部后停止；

S3，转序，操控控制系统8驱动轮式行走机构1远离GIS设备，将GCB吊放到指定的维修点进行维修；

S4，防倾斜，在起吊GCB过程中或起吊GCB后轮式行走机构1行走的过程中，底盘11下部的任一个车轮12离开地面瞬间时，位于该车轮12附近的防倾覆警报器81发出报警声，此时，控制系统8自动控制轮式行走机构1停止，离地车轮12的位置被显示在PLC控制器的显示屏上；

S5，纠正倾斜，在离地车轮12上部的底盘11上放置配重块，增加该侧的重量，使该装置整体保持平衡；或者，操控控制系统8使第一回转电机32驱动回转臂31绕升降柱22旋转靠近离地车轮12侧增加该侧重量；或者，在起吊过程中，当离地车轮12位于座体71对应侧时，松开转动臂72上锁紧机构，使防倾斜柱73下降与地面接触后再锁紧防倾斜柱73，限制对应侧的车轮12离开地面。该方法操作简单方便，无需临边作业和高空作业，安全可靠，便于转运。

如上所述的GIS设备的GCB检修专用装置及方法，安装使用时，在轮式行走机构1的底盘11上设置纵向支撑机构5和横向支撑机构6，防倾斜保护机构7位于底盘11一侧，升降机构2竖直于底盘11与其连接，起重臂3与升降机构2连接，滚吊机构4与起重臂3的回转臂31滚动配合，控制系统8控制轮式行走机构1、升降机构2、起重臂3和滚吊机构4配合起吊GCB实现装卸检修，在起吊或行走过程，防倾覆警报器81发出报警时由防倾斜保护机构7或增加配重块避免轮式行走机构1侧倾，实现在狭窄空间内作业，无需操作者高空作业，安全可靠，效率高，操作简单方便。

使用时，控制系统8控制升降油缸23升降，升降油缸23升降驱动升降柱22伸缩。

使用时，第一回转电机32驱动回转臂31绕升降柱22旋转，第二回转电机33驱动折叠臂34绕回转臂31的一端旋转。

使用时，滚动电机42驱动滚轮组41沿折叠臂34滚动，带动葫芦吊43同步运动，位于葫芦吊43上的提升电机驱动绞盘旋转，绞盘旋转释放链条，与链条连接的挂钩与GCB上的吊环钩连。

使用时，根据GCB的电压等级，调整纵向伸缩臂52的伸缩长度，GCB的电压等级越高，重量越重，纵向伸缩臂52伸出纵向臂51的长度越长，稳定性越好，纵向伸缩臂52伸出后，旋转纵支腿53使其与地面接触。

使用时，从横向臂61内抽出横向伸缩臂62后，旋转横支腿63与地面接触，与纵向支撑机构5共同支撑轮式行走机构1，进一步提高作业时的稳定性。

使用时，在起吊过程中，当轮式行走机构1向防倾斜保护机构7一侧倾斜时，向一侧旋转转动臂72，使防倾斜柱73位于轮式行走机构1的底盘11外侧，松开转动臂72上锁紧机构，使防倾斜柱73下端与地面接触，再旋转转动臂72上锁紧机构锁紧，防止轮式行走机构1倾斜。

使用时，当轮式行走机构1向一侧倾斜时，对应侧的车轮12会离开地面，防倾覆警报器81发出报警声，并将该车轮离地信息发送至PLC控制器，PLC控制器处理后将该信息显示在显示屏上，便于操作者直观观察。

使用时，操作时所用的相关操作工具储存于工具箱13内，便于拿取。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。