便攜式VS1斷路器儲能彈簧成套拆卸工具的研制

陳英東，張銳鋒

便攜式VS1斷路器儲能彈簧成套拆卸工具的研制

陳英東，張銳鋒

（廣東電網(wǎng)有限責任公司珠海供電局，廣東 珠海 519000）

為了更好地完成VS1真空斷路器儲能彈簧拆卸工作，使用更高效、平穩(wěn)、安全的工具取代傳統(tǒng)的操作及安全風險較高的拆卸方式，提出一種便攜式VS1斷路器儲能彈簧成套拆卸工具，利用扳手與扇形賽片的有效結(jié)合，實現(xiàn)在狹小空間的機構(gòu)內(nèi)進行彈簧拆卸的操作。

真空斷路器；滅弧；消缺工作；儲能彈簧

VS1真空斷路器因其體積小、重量輕、頻繁操作下滅弧不用檢修的優(yōu)點，在電力系統(tǒng)中的使用量十分龐大。而正因為其體積較小，在日常的設備維護消缺作業(yè)中，對于VS1型開關(guān)儲能彈簧的拆卸工作顯得相對困難。目前的拆卸工作一般使用錘子或螺絲刀敲擊彈簧，這樣不僅埋下一定的安全隱患，同時，在狹小空間內(nèi)往往很難施力。為了更好地優(yōu)化VS1斷路器的設備消缺工作，研制出一種能安全、平穩(wěn)及快速地拆卸儲能彈簧的工具成為相關(guān)工作的重要前提條件。

1 研制內(nèi)容

1.1 工具研制主要方向

為了順利地研制出本項目的工具，項目組通過對珠海供電局目前VS1真空斷路器的傳統(tǒng)拆卸方式存在問題進行研究，從而得出解決方案，以下從幾大方向進行著重研究：裝置的扳手與扇形塞片的有效結(jié)合方式、技術(shù)原理、操作便捷性、效率性及安全性能。

1.2 工具研制的內(nèi)容

本便攜式VS1斷路器儲能彈簧成套拆卸工具是套裝使用工具，包括彈簧扳手及塞片組兩大組成部分，使用時無需再使用錘子或螺絲刀對彈簧進行敲打，直接利用本套裝工具即可。彈簧扳手與塞片組結(jié)合使用，操作時操作人員使用彈簧扳手順著彈簧拉伸方向旋轉(zhuǎn)凸輪，通過凸輪聯(lián)動，從而帶動彈簧伸長，彈簧被拉開后，使用塞片填塞固定在彈簧間隔中，以防止彈簧回彈，再松開扳手，彈簧便能快速被拉出。由于本工具強度大，能避免在使用過程中導致的滑脫及失誤操作，可以更好地保護設備，從而提升作業(yè)質(zhì)量。

1.3 扳手的技術(shù)設計

扳手結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括上部卡扣和下部手柄，扳手材質(zhì)是模具鋼，具有高度抗彎系數(shù)，能承受至少20 N的彎曲力。其中，上部卡扣位置設有防滑脫卡口，卡口語凸輪高度契合，使用中不易打滑；同時，卡扣部分設計了弧形凹槽的自鎖緊卡扣，能根據(jù)實際使用情況而設置成解開或鎖緊。當需要施力時，依靠凸輪反作用力實現(xiàn)鎖緊；當不施力時，可自行解開。扳手下部為手持握柄部分，彈簧扳手的設計利用了杠桿原理，借助機構(gòu)轉(zhuǎn)軸，結(jié)合凸輪、轉(zhuǎn)軸及合閘彈簧的聯(lián)動關(guān)系，順著彈簧拉伸的方向旋轉(zhuǎn)凸輪，便能通過凸輪聯(lián)動帶動拉長彈簧。

圖1 彈簧扳手

其中，凸輪轉(zhuǎn)動的阻力力矩是合閘彈簧產(chǎn)生的阻力進行阻止的，通過本成套工具的使用能將阻力減少約80 N。

1.4 塞片組的技術(shù)設計

成套裝置的塞片組設計如圖2所示。為了方便在狹窄空間內(nèi)使用，塞片組的設計結(jié)構(gòu)為多個扇形的塞片，并且為了保證彈簧非中心向的變形，扇形的設計嚴格遵守軸對稱設計，整片塞片厚度均勻相等。扇形頂端連接在一條穿軸上。當彈簧保持拉伸狀態(tài)時，便可通過填塞塞片進行固定，同時塞片的數(shù)量是可以根據(jù)實際操作情況而進行調(diào)整的，一個塞片組共有7片厚度不同的塞片供選擇（包括3 mm和2 mm的厚度），通過塞片的填塞能實現(xiàn)精確到1 mm的填塞厚度。

2 技術(shù)要求

2.1 安全性能要求

由于傳統(tǒng)的儲能彈簧拆卸方式是使用敲擊的方式進行操作的，因此安全性比較低，而本便攜式VS1斷路器儲能彈簧成套拆卸工具巧妙地利用了拉動和固定兩大部分的工具，通過杠桿原理及借助機構(gòu)轉(zhuǎn)軸，實現(xiàn)凸輪、轉(zhuǎn)軸及合閘彈簧的聯(lián)動，無需過度敲打及施力，便能快速完成操作，避免了合閘彈簧受到外力導致的損壞，因此在安全性能上得到極大的提高，防滑脫的卡扣設計也保障了操作人員的安全，從而減少備品備件的損壞。

圖2 塞片組

2.2 技術(shù)創(chuàng)新

通過本工具的應用，實現(xiàn)了快速、安全的儲能彈簧拆卸工作，其設計的創(chuàng)新技術(shù)應用包括將扳手與塞片有效結(jié)合，借助機構(gòu)轉(zhuǎn)軸，利用凸輪、轉(zhuǎn)軸、合閘彈簧的聯(lián)動關(guān)系來帶動彈簧的拉伸。同時，也包括工具頭部防滑脫卡口的設計、扇形塞片的軸對稱設計和填塞固定功能。本工具設計為輕便易攜帶的兩件套，使用專用保護套進行袋裝，方便操作人員外出攜帶。

2.3 實現(xiàn)效益

本工具的設計是基于目前對于VS1斷路器儲能彈簧拆卸工作中存在問題的有效優(yōu)化研究，通過工具的使用避免了合閘彈簧受到外力導致的損壞，延長了設備的使用壽命，對企業(yè)減少備品備件的損耗有著積極的意義；同時，由于工具的便捷性能大大縮短了實際操作時間，比如通過以往的工作方式需要耗時約30 min，而使用了本工具后，能夠有效節(jié)省25 min左右的時間，能協(xié)助工作人員快速完成工作任務，提高作業(yè)質(zhì)量，從根本上提升企業(yè)的時間效益。

3 結(jié)語

VS1斷路器儲能彈簧的拆卸工作一直是操作人員在狹小空間中施力的一大難題，通過本成果的研發(fā)與應用，能更大程度地提高拆卸方式及拆卸安全性，同時按照目前珠海市供電局對于VS1型斷路器的使用量，其對電網(wǎng)的電能質(zhì)量有著重要的作用，其安全性、創(chuàng)新性、便攜性及合理性能得到有效的推廣和應用。

［1］張宗偉.VS1型真空斷路器合閘線圈燒毀故障處理及對策［J］.高壓電器，2010（5）：89-91.

［2］苑舜.真空斷路器開斷與關(guān)合不同負載時的操作過電壓［M］.北京：中國電力出版社，2001.

［3］石巧莉.VS1型真空斷路器常見故障分析［J］.電子測試，2016（16）：125.

TM561.2

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.20.033

2095－6835（2019）20－0080－02

〔編輯：張思楠〕