便携式VS1断路器储能弹簧成套拆卸工具的研制

陈英东，张锐锋

便携式VS1断路器储能弹簧成套拆卸工具的研制

陈英东，张锐锋

（广东电网有限责任公司珠海供电局，广东 珠海 519000）

为了更好地完成VS1真空断路器储能弹簧拆卸工作，使用更高效、平稳、安全的工具取代传统的操作及安全风险较高的拆卸方式，提出一种便携式VS1断路器储能弹簧成套拆卸工具，利用扳手与扇形赛片的有效结合，实现在狭小空间的机构内进行弹簧拆卸的操作。

真空断路器；灭弧；消缺工作；储能弹簧

VS1真空断路器因其体积小、重量轻、频繁操作下灭弧不用检修的优点，在电力系统中的使用量十分庞大。而正因为其体积较小，在日常的设备维护消缺作业中，对于VS1型开关储能弹簧的拆卸工作显得相对困难。目前的拆卸工作一般使用锤子或螺丝刀敲击弹簧，这样不仅埋下一定的安全隐患，同时，在狭小空间内往往很难施力。为了更好地优化VS1断路器的设备消缺工作，研制出一种能安全、平稳及快速地拆卸储能弹簧的工具成为相关工作的重要前提条件。

1 研制内容

1.1 工具研制主要方向

为了顺利地研制出本项目的工具，项目组通过对珠海供电局目前VS1真空断路器的传统拆卸方式存在问题进行研究，从而得出解决方案，以下从几大方向进行着重研究：装置的扳手与扇形塞片的有效结合方式、技术原理、操作便捷性、效率性及安全性能。

1.2 工具研制的内容

本便携式VS1断路器储能弹簧成套拆卸工具是套装使用工具，包括弹簧扳手及塞片组两大组成部分，使用时无需再使用锤子或螺丝刀对弹簧进行敲打，直接利用本套装工具即可。弹簧扳手与塞片组结合使用，操作时操作人员使用弹簧扳手顺着弹簧拉伸方向旋转凸轮，通过凸轮联动，从而带动弹簧伸长，弹簧被拉开后，使用塞片填塞固定在弹簧间隔中，以防止弹簧回弹，再松开扳手，弹簧便能快速被拉出。由于本工具强度大，能避免在使用过程中导致的滑脱及失误操作，可以更好地保护设备，从而提升作业质量。

1.3 扳手的技术设计

扳手结构如图1所示，包括上部卡扣和下部手柄，扳手材质是模具钢，具有高度抗弯系数，能承受至少20 N的弯曲力。其中，上部卡扣位置设有防滑脱卡口，卡口语凸轮高度契合，使用中不易打滑；同时，卡扣部分设计了弧形凹槽的自锁紧卡扣，能根据实际使用情况而设置成解开或锁紧。当需要施力时，依靠凸轮反作用力实现锁紧；当不施力时，可自行解开。扳手下部为手持握柄部分，弹簧扳手的设计利用了杠杆原理，借助机构转轴，结合凸轮、转轴及合闸弹簧的联动关系，顺着弹簧拉伸的方向旋转凸轮，便能通过凸轮联动带动拉长弹簧。

图1 弹簧扳手

其中，凸轮转动的阻力力矩是合闸弹簧产生的阻力进行阻止的，通过本成套工具的使用能将阻力减少约80 N。

1.4 塞片组的技术设计

成套装置的塞片组设计如图2所示。为了方便在狭窄空间内使用，塞片组的设计结构为多个扇形的塞片，并且为了保证弹簧非中心向的变形，扇形的设计严格遵守轴对称设计，整片塞片厚度均匀相等。扇形顶端连接在一条穿轴上。当弹簧保持拉伸状态时，便可通过填塞塞片进行固定，同时塞片的数量是可以根据实际操作情况而进行调整的，一个塞片组共有7片厚度不同的塞片供选择（包括3 mm和2 mm的厚度），通过塞片的填塞能实现精确到1 mm的填塞厚度。

2 技术要求

2.1 安全性能要求

由于传统的储能弹簧拆卸方式是使用敲击的方式进行操作的，因此安全性比较低，而本便携式VS1断路器储能弹簧成套拆卸工具巧妙地利用了拉动和固定两大部分的工具，通过杠杆原理及借助机构转轴，实现凸轮、转轴及合闸弹簧的联动，无需过度敲打及施力，便能快速完成操作，避免了合闸弹簧受到外力导致的损坏，因此在安全性能上得到极大的提高，防滑脱的卡扣设计也保障了操作人员的安全，从而减少备品备件的损坏。

图2 塞片组

2.2 技术创新

通过本工具的应用，实现了快速、安全的储能弹簧拆卸工作，其设计的创新技术应用包括将扳手与塞片有效结合，借助机构转轴，利用凸轮、转轴、合闸弹簧的联动关系来带动弹簧的拉伸。同时，也包括工具头部防滑脱卡口的设计、扇形塞片的轴对称设计和填塞固定功能。本工具设计为轻便易携带的两件套，使用专用保护套进行袋装，方便操作人员外出携带。

2.3 实现效益

本工具的设计是基于目前对于VS1断路器储能弹簧拆卸工作中存在问题的有效优化研究，通过工具的使用避免了合闸弹簧受到外力导致的损坏，延长了设备的使用寿命，对企业减少备品备件的损耗有着积极的意义；同时，由于工具的便捷性能大大缩短了实际操作时间，比如通过以往的工作方式需要耗时约30 min，而使用了本工具后，能够有效节省25 min左右的时间，能协助工作人员快速完成工作任务，提高作业质量，从根本上提升企业的时间效益。

3 结语

VS1断路器储能弹簧的拆卸工作一直是操作人员在狭小空间中施力的一大难题，通过本成果的研发与应用，能更大程度地提高拆卸方式及拆卸安全性，同时按照目前珠海市供电局对于VS1型断路器的使用量，其对电网的电能质量有着重要的作用，其安全性、创新性、便携性及合理性能得到有效的推广和应用。

［1］张宗伟.VS1型真空断路器合闸线圈烧毁故障处理及对策［J］.高压电器，2010（5）：89-91.

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TM561.2

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.20.033

2095－6835（2019）20－0080－02

〔编辑：张思楠〕