一種電推式機構彈簧安裝工具應用研究

黃小衛

（珠海供電局變電管理所，廣東 珠海519000）

1 研究背景

對目前變電站中較為常用的GW-16型隔離開關而言，其內部的壓緊彈簧隨著使用年限的增加，可能會出現疲勞甚至斷裂的情況，影響隔離開關的正常運行，給電力系統埋下一定的安全隱患[1-2]。因此，檢修人員需要時常對隔離開關彈簧進行維護檢修，并在彈簧出現缺陷時及時進行更換、安裝作業[3-4]。

傳統的機構彈簧安裝手段是使用起吊工具拉開彈簧，再安裝到機構箱內，這種安裝方案不但費時費力、效率低下，同時存在一定的安全風險，如果安裝工作進展緩慢，還會影響送電時間，進而影響電力系統的持續性、穩定性[5]。目前市面上暫時沒有針對隔離開關機構彈簧的專用安裝工具[6]，因此，本文設計了一種電推式機構彈簧安裝工具，該裝置利用電推機構取代傳統手工操作，維修人員在安裝彈簧時，裝置可以通過編碼電機的推動自動拉開彈簧，然后安裝到機構箱內，操作簡單快速。一方面能協助工作人員快速完成安裝任務；另一方面，可以提高更換、安裝作業質量，避免傳統手工安裝操作失誤帶來的設備安裝缺陷。

2 裝置結構

裝置整體結構如圖1所示，裝置整體為長方形小型機體結構，其組成部件有鋰離子動力電池、控制電路、蝸桿減速機、編碼電機、機電外殼、插銷、提手、快速釋放手柄、上鉤、下鉤、滑塊、直線導軌、螺桿、回零開關、顯示屏、控制按鈕等。

在裝置內部，有上鉤和下鉤用以固定彈簧，其中，上鉤可用插銷加以固定位置，下鉤與滑塊連接，滑塊可由螺桿進行驅動，在直線導軌上滑動，從而帶動彈簧的拉伸；在直線導軌的最下端，有回零開關，裝置開機時，滑塊自動調整到回零開關位置并觸發裝置坐標調零；在裝置外部有提手以方便維修人員隨身攜帶，快速釋放手柄用于彈簧安裝到位后改變彈簧彎曲方向。

裝置底部機電外殼內的電氣結構如圖2所示，裝置自帶鋰離子動力電池作為能量來源，同時配備了編碼電機和蝸桿減速機，其中編碼電機可以記錄電機轉動圈數，以此反映上、下鉤之間張開的距離，蝸桿減速機的作用是降低轉速，增加轉矩，在斷電情況下，蝸桿減速機會自動鎖定，并不會導致電機倒轉。

圖2 裝置底部電氣結構

如圖3所示，在裝置底部還有顯示屏用于顯示和設定運行坐標，還有控制按鈕用于輸入坐標并控制裝置運行。

圖3 裝置底部顯示屏及按鈕

在使用時，檢修人員可首先將上鉤用插銷固定，再將彈簧兩頭套入上、下鉤，通過外部顯示屏及按鈕設定運行坐標，之后啟動裝置，待彈簧安裝到位后，拔出插銷，旋轉裝置外部快速釋放手柄，即可改變彈簧彎曲方向，使彈簧自動滑向安裝的位置。

3 技術特點

本文設計的電推式機構彈簧安裝工具具備以下技術特點及優勢：①機體內部設有編碼電機驅動的螺桿，并通過螺桿牽引滑塊運動，從而自動拉開彈簧，整個操作為電動操作，無需人手進行推拉；②裝置底部除了編碼電機之外，還有蝸桿減速機，既可保證彈簧拉伸位置的精確控制，又能防止裝置在失電情況下出現倒轉故障；③裝置內部設有上、下兩鉤，其中上鉤在彈簧拉伸時固定，下鉤則是在滑塊牽引下直線運動，配合編碼電機記錄電機轉動圈數，從而可以計算彈簧此時的拉伸位置；④裝置外部設置有顯示屏及操作按鈕，檢修人員只需利用按鈕設置運行坐標即可實現彈簧的一鍵安裝；⑤裝置外部配備有提手，方便了維修人員的隨身攜帶，且快速釋放手柄和插銷均位于提手上部，因此，維修人員在進行插銷拔出或旋轉快速釋放手柄操作時，也較為方便快捷。

4 結束語

本文研制了一種電推式機構彈簧安裝工具用于實現隔離開關內部彈簧的快速安裝工作。與傳統安裝方案相比，裝置利用電推式機構完成彈簧的拉伸，無需人手進行推拉。不但降低了實際操作中存在的安全風險，縮短勞動時間，同時優化了彈簧安裝工作的操作過程，提升了企業的時間效益。電推式機構彈簧安裝工具一方面填補變電檢修方面缺乏專用輔助工具的空白；另一方面，規范了現場設備檢修工作的開展，有效掌控了現場工作的安全，提高了工作效率，減少了設備附件的損壞，提升了企業的時間效益，保證了相關電力檢修工作的有效進行。