更换10kV快速接地刀闸弹簧工具的设计与研究

2016-08-29广东电网有限责任公司江门供电局甘建达

电子世界 2016年15期

广东电网有限责任公司江门供电局甘建达

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为了提高10kV快速接地刀闸弹簧更换效率，笔者团队设计制作一种专用工具。本文通过详细阐述了10kV快速接地刀闸的结构组成，并对刀闸弹簧进行力学分析，针对性设计专用安装工具。笔者团队研究与设计的10kV快速接地刀闸弹簧更换工具能够克服传统人工操作的不足，满足现场生产需要，值得生产推广。

快速接地刀闸；弹簧；检修；专用工具

0　引言

快速接地刀闸又称快速接地开关，是变电站中一次设备。本文介绍的快速接地刀闸为敞开式结构，常用在10kV高压开关柜中配合隔离开关使用。在10kV线路操作断路器停电后，快速接地刀闸配合拉开的隔离开关可以使开关柜处于接地检修状态，保证被检修的设备停电部分可靠接地，从而保证检修人员的人身安全。由于近年来电网公司对一次设备的检修维护提出更高的要求，10kV开关柜的检修频率进一步提升，使得快速接地刀闸分合频率也进一步的提高，而且随着开关柜投运年份的递增，近年来快速接地刀闸已经开始出现弹簧断裂、弹簧顶胶损坏的故障。快速接地刀闸的可靠性直接影响着检修人员的人身安全，一但出现弹簧掉落，整个开关柜就有可能发生接地，因此，更换接地刀闸弹簧相关部件是消除快速接在刀闸弹簧断裂、弹簧顶胶损坏的故障的主要内容［1-4］。

本文阐述了快速接在刀闸的结构组成，对更换接地刀闸弹簧过程进行分析，介绍。

笔者团队设计研发的快速接地刀闸弹簧专用工具的结构特征，讲解该专用工具的现场操作原理，归纳总结专用工具的创新点和推广价值。

1 快速接地刀闸结构

本文所研究的快速接地刀闸为敞开式结构。由3个静触头固定在绝缘支柱子上，操作杆带动动触头进行合闸，两条长度为15CM，直径3.5CM的弹簧提供合闸时的作用力，保证接地刀闸的可靠合闸。快速接地刀闸的结构如图1所示。图1显示的刀闸处于合闸状态，更换弹簧时只能在合闸状态进行作业，因此本文也仅对合闸状态的快速接地刀闸进行研究分析。

图1　快速接地刀闸结构图

2 安装接地刀闸弹簧的力学分析

根据力学知识，忽略弹簧自身重力的情况下，可以推断正常状态下接地刀闸的弹簧上的弹力与底座的支持力大小相等。当接地刀闸处于合位时，弹簧的弹力已经最小，共受到两个力，分别为弹簧的弹力F1，刀闸底座的支持力F2。弹簧弹力、刀闸底座的支持力构成平衡力，此时弹簧处于伸展状态。伸展状态的弹簧长度为10CM

因此，在安装弹簧时，需要在弹簧的两端同时加一个最够大压力F3，使得自然状态15CM的弹簧压缩到10CM，保持这个力F3不变，使弹簧一直保持在10CM的状态下然后安装弹簧在接地刀闸上，注意此时刀闸要在合闸位置。

图2　接地刀闸弹簧安装过程图

3 专用工具的结构设计

针对接地刀闸弹簧的安装过程分析，引用钳子的力学理念，对专用安装工具进行有针对性的设计研发。笔者团队设计的专用工具包含压板部分、把手操作部分、作用力传导部分3个部分。压板部分主要包括上压板、下压板和转动板三个部分，在操作过程中上、下压板具备固定弹簧与及压缩弹簧的作用，转动板的作用是使上、下压板只能上下移动但不能左右交叉移动，并起到组合整个工具的作用。把手操作主要由一个棘轮板手组成，操作把手是主要的检修人员的发力部位，棘轮板手作用就是能够保持作用力使弹簧形变保持不变。作用力传导部分就是由两颗螺母加一条12mm的双向螺丝组成，两颗螺母分别焊死在上、下压板上，当双向螺丝受力转动时便带动上、下压板相互靠拢，从而压缩弹簧。整个更换接地刀闸弹簧专用工具的结构如图3、图4所示［5-6］。