一种隧道供电用移动式变电站及长大隧道内高压送电方法

1.本发明涉及隧道工程领域，特别涉及一种隧道供电用移动式变电站及长大隧道内高压送电方法。


背景技术：

2.在隧道开凿过程中，多设备同时运行需要大量电力供应，目前，隧道洞内的电力供应通过箱式变电站提供，因为隧道内空间小，通常在隧道进口和出口外各设置一台箱式变电站，在隧道洞内铺设断面240mm2铝芯低压电缆，通至洞内的掌子面，供给机电设备正常工作使用。但是对于长大隧道而言，隧道掘进1公里以上后，240mm2低压电缆线铺设过长，使电压、电量损耗增大，导致隧道的掌子面附近电压不足或不稳，大型施工机械设备不能运行。


技术实现要素：

3.鉴于此，本发明提出了一种隧道供电用移动式变电站及长大隧道内高压送电方法，旨在解决现有技术中存在的问题。
4.具体的，一种隧道供电用移动式变电站，包括箱式变电站和用于运载箱式变电站的小车，所述小车包括车身和用于小车移动的脚轮，所述车身与所述脚轮可拆卸连接；所述车身上设置有用于承载箱式变电站的承载板，所述小车身上还设置有用于承载板转动的转轴，所述承载板与所述车身通过转轴转动连接。这种结构能够使箱式变电站移动进隧道内，此外，还能实现箱式变电站的转向移动，减少人工平移造成设备受伤变形，同时节省时间、人力，且不占用隧道空间，不影响隧道内的正常工作。
5.在此基础上，所述承载板的承载面的长度方向的尺寸大于宽度方向的尺寸，所述承载板与转轴的连接处位于承载板的宽度方向的中间位置，且所述承载板与转轴的连接处位于承载板的长度方向的非中间位置。这种结构的好处在于，小车不易侧翻、倾覆且长度方向的一端可以远离小车，实现偏心旋转。
6.具体的，所述承载板的承载面为长方形或椭圆形，所述承载板与转轴的连接处位于长方形或椭圆形的承载面的长度方向的中心线的一端，优选的，所述承载板与转轴的连接处位于长方形或椭圆形的承载面的长度方向的中心线的端部的1/8到3/8处。这种设计能够在保证承载板的一端远离小车，同时，避免承载板的重心过度偏于一侧，造成小车失稳引起小车翻倒，从而保证移动式变电站的安全性。
7.在此基础上，所述承载板靠近所述车身的一侧设置有至少2个多向轮，所述多向轮远离转轴且多个多向轮不在同一直线上。这种结构可以及时调整承载板的转动方向，还能够提高承载板底部稳定性。
8.在此基础上，为了避免长距离移动过程中箱式变电站晃动和承载板的转动，提高移动式变电站移动过程的安全性，所述车身底部外边缘的四周上设置若干个l型的固定锁，所述固定锁与所述车身转动连接；所述固定锁的长边的长度大于车身的底面到地面的高度；所述承载板上设置有与固定锁配合使用的锁扣，优选的，所述固定锁的长边上固定有压
缩弹簧，压缩弹簧的端部固定连接有固定板。这种结构能够在小车移动过程中，限制承载板的转动和箱式变电站的晃动，提高移动式变电站长距离移动的安全性，同时在小车移动到指定位置后，固定锁能够固定小车，便于用户更安全地操作承载板和箱式变电站。
9.在此基础上，所述承载板在远离车身的一侧设置用于箱式变电站移动的滚珠。具体的，所述滚珠有若干个。当承载板转动进洞后，推动箱体变电站向洞内移动，在滚珠的作用下，保证箱体变电站最大限度进入洞内，从而提高了箱体变电站的使用安全性并为工作人员提供了更大的工作空间，不影响隧道内的正常工作。
10.本专利还提供了一种移动式变电站的长大隧道内高压送电方法，包括以下步骤：
11.(a)将移动式变电站的小车的脚轮推入隧道内的电缆沟槽内；
12.(b)推动小车沿电缆沟槽移动，移动至隧道内的洞室的洞口后，向洞室内旋转承载板，承载板绕转轴转动，承载板带动箱式变电站进入洞室；
13.(c)将承载板的底部进行支撑固定，使承载板整体保持水平；
14.(d)使用电缆将箱式变电站与隧道外电源接通。
15.这种方法可以使移动式变电站直接进入隧道内，减少了长线路造成的电能损耗，大大提高了机电设备使用效率，加快了隧道施工速度，同时，高压电源保证了电压稳定，避免了设备烧坏和发生火灾，确保了用电安全。同时，沿隧道内设置的电缆沟槽运动，由于电缆沟槽是隧道建设中的必要步骤，本方法中的隧道供电用移动式变电站在已有的隧道电缆沟槽上运动，轨道相对平整，具有较高的经济性，避免额外成本，提高工作效率。
16.功能洞室指的是隧道衬砌上预留的洞室,一般都是做为单独用途使用的,比如消防栓控制箱洞室、通信光缆开关洞室等,综合洞室是用途不止一种的洞室。
17.电缆沟槽是隧道内用于铺设通信、信号、供电用的电缆的槽。
18.本发明的有益之处在于：1.承载板将箱式变电站从小车移动至洞室内，减少人工平移造成设备受伤变形，省时、省力，且不占用隧道空间，不影响隧道内的交通和正常工作；2.移动式变电站具有较好的安全性和灵活性，且经济成本低，同时能实现多向转动；3.固定锁可以将小车、承载板和箱式变电站固定，还能为小车提供支撑；4.移动式变电站在现有的隧道电缆沟槽上运动，节约成本，且效率高；5.移动式变电站直接进洞，保证了电压稳定，减少了长线路造成的电能损耗，大大提高了机电设备使用效率，加快了隧道施工速度。
附图说明
19.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
20.图1为本专利中移动式变电站在隧道内的示意图(箱式变电站未进入洞室)；
21.图2为本专利中移动式变电站在隧道内的示意图(箱式变电站的一部分进入洞室)；
22.图3为图2中a部分的局部放大示意图(a)；
23.图4为本专利中移动式变电站在洞室口的示意图(箱式变电站未进入洞室)；
24.图5为本专利中的承载板的俯视视角结构示意图(承载板未旋转状态)；
25.图6为本专利中的承载板的俯视视角结构示意图(承载板旋转状态)；
26.图7为本专利中的承载板的俯视视角结构示意图(承载板旋转90
°
状态)；
27.图8为本专利中的承载板的俯视视角结构示意图(承载板为椭圆形)；
28.图9为本专利中的承载板的仰视视角结构示意图；
29.图10为本专利中的固定锁结构示意图；
30.图11为本专利的承载板的俯视视角结构示意图(承载板带有锁扣)；
31.图12为图11中b部分的局部放大结构示意图；
32.图13为本专利中移动式变电站全部进入隧道内的洞室的示意图；
33.图14为本专利中所述的承载板与所述托架的使用状态参考图。
具体实施方式
34.下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
35.实施例1
36.如图1
‑
图5所示，一种隧道供电用移动式变电站，包括箱式变电站1和用于运载箱式变电站1的小车2，所述小车2包括车身2
‑
1和用于小车2移动的脚轮2
‑
2，所述车身2
‑
1与所述脚轮2
‑
2可拆卸连接；所述车身2
‑
1上设置有用于承载箱式变电站1的承载板3，所述车身2上还固定有用于承载板3转动的转轴3
‑
1，所述承载板3与所述车身2
‑
1通过转轴3
‑
1转动连接。所述转轴3
‑
1的两端分别与承载板3和车身2
‑
1转动连接，所述承载板3可绕所述转轴3
‑
1转动。
37.这种结构能够使箱式变电站1移动进隧道内，此外，还能实现箱式变电站1的转向移动，减少人工平移造成设备受伤变形，同时节省时间、人力，且不占用隧道空间，不影响隧道内的交通和正常工作。
38.在此基础上，如图6所示，所述承载板3的承载面3
‑
3的长度方向的尺寸大于宽度方向的尺寸，所述承载板3与转轴3
‑
1的连接处位于承载板3的宽度方向的中间位置，且所述承载板3与转轴3
‑
1的连接处位于承载板3的长度方向的非中间位置。这种结构的好处在于，转轴3
‑
1设置于宽度方向的中间位置可以保证小车2在承载板3转动过程中的横向均匀受力，不易产生设备侧翻、倾覆的危险；转轴3
‑
1设置于长度方向非中间位置，可保证承载板3绕转轴3
‑
1转动时，其长度方向的两端具有不同的转动半径，转动半径大的一端远离小车2，转动半径小的另一端靠近小车2，实现偏心旋转。图5和图8中的竖直方向的虚线指的是长度方向的中心线；水平方向的虚线指的是宽度方向的中心线。
39.在此基础上，如图5、图7和图8所示，所述承载板3的承载面3
‑
3为长方形或椭圆形，所述承载板3与转轴3
‑
1的连接处位于长方形或椭圆形的承载面3
‑
3的长度方向的中心线的一端，具体的，所述承载板3与转轴3
‑
1的连接处位于长方形或椭圆形的承载面3
‑
3的长度方向的中心线的一端且距离承载面3
‑
3端部的长度为中心线长度的1/8
‑
3/8(如图5所示)。优选的，本实施例中，所述承载板3与转轴3
‑
1的连接处位于长方形或椭圆形的承载面3
‑
3的长度方向的中心线的一端且距离承载面3
‑
3端部的长度为中心线长度的1/4。这种设计能够保
证承载板3的一端远离小车2，同时，避免承载板3的重心过度偏于承载板3长度方向的一侧，造成小车2失稳引起小车2翻倒，从而保证移动式变电站的安全性。
40.在此基础上，如图9所示，所述承载板3靠近所述车身2
‑
1的一侧设置有若干个多向轮3
‑
4，所述多向轮3
‑
4远离转轴3
‑
1且若干个多向轮3
‑
4和所述转轴3
‑
1在承载板3上的正投影之间的连线不在同一直线上(如图9所示)。具体的，多向轮3
‑
4为2个或3个或更多个；多向轮3
‑
4和转轴3
‑
1的支撑作用使承载板3和车身2
‑
1保持平行；这种结构便于调整承载板3的转动方向，此外，三角形结构既能够提高承载板3底部稳定性，同时经济成本低。
41.在此基础上，当长距离移动时，将箱式变电站1放置于承载板3上，箱式变电站1和承载板3在移动过程中易产生晃动，为了提高移动式变电站移动过程的安全性，如图10
‑
图12所示，所述车身2
‑
1上设置若干个l型的固定锁4，所述固定锁4绕固定锁4的短边4
‑
5与车身2
‑
1的连接处与所述车身2
‑
1转动连接，所述固定锁4的长边4
‑
4的长度大于车身2
‑
1的底面到地面的高度；所述承载板3上设置有与固定锁4配合使用的锁扣4
‑
1。当小车2移动时，固定锁4的长边4
‑
4转动至与车身2
‑
1垂直，锁上锁扣4
‑
1；当需要打开固定锁4时，先打开锁扣4
‑
1，转动固定锁4的长边4
‑
4使其离开锁扣4
‑
1，固定锁4的长边4
‑
4在重力作用下向下转动，最终支撑在地面上(图10中的虚线为固定锁4的长边4
‑
4支撑在地面上的状态)此时，固定锁4可以起到稳定小车2的作用。具体的，本实施例中，设置有4个固定锁4，设置于车身2
‑
1底部外边缘的四周中间位置，这种结构能够在小车2移动过程中，限制承载板3的转动，提高移动式变电站长距离移动的稳定性和安全性，同时在小车2移动到指定位置后，固定锁4能够固定小车2，便于使用者更安全地操作承载板3。
42.为了进一步在移动过程中稳定箱式变电站(1)，如图10所示，所述固定锁4的长边4
‑
4上固定有压缩弹簧4
‑
2，压缩弹簧4
‑
2的端部固定连接有固定板4
‑
3，将固定锁4的长边4
‑
4扣入锁扣4
‑
1的过程中，固定板4
‑
3接触到箱式变电站(1)，压缩弹簧4
‑
2开始发生弹性形变，继续往锁扣4
‑
1的方向推动固定锁4的长边4
‑
4，压缩弹簧4
‑
2继续发生弹性形变，直至长边4
‑
4扣入锁扣4
‑
1中。这种结构能够限制箱式变电站1与承载板3的相对运动，避免箱式变电站1在移动过程中发生晃动，提高移动式变电站长距离移动的安全性。
43.在此基础上，为了使箱式变电站1便于移动，且在洞内能够更大限度进洞，如图5
‑
图10所示，一种隧道供电用移动式变电站的承载板3在远离车身2
‑
1的一侧设置用于箱式变电站1移动的滚珠3
‑
5。具体的，所述滚珠3
‑
5有若干个。
44.如图1
‑
3所示，正常情况下，通过转动承载板3，可以使箱式变电站1的一部分进入洞室中；在承载板3上设置滚珠3
‑
5后，可以继续推动箱式变电站1，使箱式变电站1全部进入洞室内；从而提高了箱体变电站1的使用安全性并为工作人员提供了更大的工作空间，不影响隧道内的正常工作。
45.实施例2
46.一种移动式变电站的长大隧道内高压送电方法，包括以下步骤：
47.(a)将移动式变电站的小车2的脚轮2
‑
2推入隧道内的电缆沟槽内；
48.(b)推动小车2沿电缆沟槽移动，移动至隧道内的洞室的洞口后，向洞室内旋转承载板3，承载板3绕转轴3
‑
1转动，承载板3带动箱式变电站1进入洞室；
49.(c)将承载板3的底部进行支撑(如图13和图14所示，支撑使用托架5)，使承载板3整体保持水平；
50.(d)使用电缆将箱式变电站1与隧道外电源接通。
51.优选的，在步骤(a)之前，先将箱式变电站1放置于承载板3上后，通过固定锁4、压缩弹簧4
‑
2和固定板4
‑
3，将箱式变电站1和承载板3与小车2的车身2
‑
1固定牢固。
52.优选的，步骤(b)中，当移动式变电站移动至隧道内的洞室的洞口后，先打开锁扣4
‑
1，转动固定锁4的长边4
‑
4使其离开锁扣4
‑
1，固定锁4的长边4
‑
4在重力作用下向下转动，最终支撑在地面上(图10中的虚线为固定锁4的长边4
‑
4支撑在地面上的状态)；
53.优选的，步骤(b)中，当承载板3带动箱式变电站1进入洞室后，向洞室内继续推动箱式变电站1，在滚珠3
‑
5的作用下，箱式变电站1可以轻便的最大限度地继续进入洞室，进洞后再将箱式变电站1进行固定。
54.本发明的方法相对于现有的在隧道洞内铺设断面240mm2铝芯低压电缆，通至洞内的掌子面，供给机电设备正常工作的方法，直接使变电站进入隧道内，减少了长线路造成的电能损耗，大大提高了机电设备使用效率，加快了隧道施工速度，同时，高压电源保证了电压稳定，避免了设备烧坏和发生火灾，确保了用电安全。同时，沿隧道内设置的电缆沟槽运动，由于电缆沟槽是隧道建设中的必要步骤，本方法中的隧道供电用移动式变电站在已有的隧道电缆沟槽上运动，轨道相对平整，具有较高的经济性，避免额外成本，提高工作效率。
55.如图14所示，所述托架5包括第一层5
‑
1和第二层5
‑
2，所述第一层5
‑
1用于在承载板3脱离车身2
‑
1后承接承载板3；所述第二层5
‑
2用于在推动箱式变电站1在离开承载板3后承接箱式变电站1；为了使箱式变电站1在第二层5
‑
2上移动顺畅，在所述第二层5
‑
2上设置若干个托架滚珠5
‑
3。
56.实施例3
57.在实施例2的基础上，随着隧道不断掘进，需要向前转移移动式变电站，一种移动式变电站的长大隧道内高压送电方法，在移动式变电站转移时，包括以下步骤：
58.关闭电源连接，向洞室外旋转承载板3，承载板3绕转轴3
‑
1转动，承载板3带动箱式变电站1移动到小车2上；推动小车2沿电缆沟槽继续向前移动，移动至隧道内的下一个洞室的洞口后，向洞室内旋转承载板3，承载板3沿转轴3
‑
1转动，承载板3带动箱式变电站1进入洞室。
59.这种方法可以保证移动式变电站移动过程中具有较低的经济成本和较好灵活性，随着隧道不断掘进，能够快速移动至隧道工作面附近，满足隧道开凿过程中，各类机械设备对于高压电力的需求，提高工作效率。
60.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。