摘 要：針對(duì)110kV敞開式隔離開關(guān)觸指在更換過程中發(fā)生觸指片劃傷、毛刺等不良狀況的問題，本文研制了一款110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換專用工具，設(shè)計(jì)方案采用絲杠傳動(dòng)雙向拉伸方式，拉伸觸指彈簧，同時(shí)采用觸指原有螺絲孔固定觸指及“C”形板，采用鋁合金材料制作工具，該工具不僅能有效避免拆除過程中彈簧崩彈傷人的情況和對(duì)觸指鍍銀層的損傷，還能加深檢修工作精益化程度，使110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換操作便捷、工具易于攜帶、現(xiàn)場(chǎng)工作更加安全高效。

關(guān)鍵詞：敞開式隔離開關(guān)；觸指彈簧；雙向拉伸

中圖分類號(hào)：TM 56 " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隔離開關(guān)是高壓開關(guān)電器中使用最多的電器之一，在電力輸送中起著至關(guān)重要的作用，能在檢修工作中保障作業(yè)人員的安全操作，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要[1-2]。目前隔離開關(guān)大部分位于室外，長(zhǎng)期運(yùn)行在高電壓、高溫、潮濕等惡劣環(huán)境下，觸指容易疲勞變形，甚至斷裂，無法提供可靠應(yīng)力，導(dǎo)致動(dòng)、靜觸頭接觸不良，接觸電阻增加，產(chǎn)生發(fā)熱等缺陷[3]。因此，定期更換觸指才能保證隔離開關(guān)穩(wěn)定運(yùn)行。

目前，110kV敞開式隔離開關(guān)采用彈簧式結(jié)構(gòu)，每相由6片觸指組成，分為左右兩組，通過壓緊彈簧和彈簧卡銷將其固定在隔離開關(guān)底座的兩側(cè)，分別裝在底座兩端的軸承座上，采用交叉連桿連接，可以水平轉(zhuǎn)動(dòng)[4-5]，在更換觸指過程中，新簧彈拉力大，工作效率極低，且在安裝過程中易出現(xiàn)觸指片劃傷、毛刺等不良狀況。

針對(duì)現(xiàn)有方法無法滿足高效安全完成工作的需求，本文研制一種110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換專用工具，使其更符合工作精益化、操作標(biāo)準(zhǔn)化、效率最優(yōu)化的要求，進(jìn)一步為電網(wǎng)安全提供可靠、有效的檢修手段，提高110kV敞開式隔離開關(guān)處置更換工作效率。

1 110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換專用工具設(shè)計(jì)

1.1 110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換過程分析

110kV敞開式隔離開關(guān)通常單側(cè)有6片觸指，對(duì)應(yīng)的彈簧也有3個(gè)，新彈簧拉力較大，安裝時(shí)需要克服其拉力，且工作步驟較多，因此工作效率極低。

現(xiàn)有的110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換過程分為以下4個(gè)階段。1）對(duì)動(dòng)觸頭部分進(jìn)行拆卸，將動(dòng)觸頭從隔離開關(guān)上部取下。2）松開觸指部位螺絲，拆卸彈簧、“C”形板及觸指。3）組裝新的彈簧、“C”形板及觸指。4）用腳踩或者手壓的方式拉伸觸指根部，判斷觸指根部寬度是否達(dá)到導(dǎo)電臂寬度，待寬度合適時(shí)組裝新觸指及導(dǎo)電臂，恢復(fù)各部位螺絲。

本研究根據(jù)110kV敞開式隔離開關(guān)觸指的現(xiàn)場(chǎng)更換記錄，對(duì)各工序時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，更換一組110kV敞開式隔離開關(guān)觸指的平均用時(shí)為30.29min，更換過程中組裝新觸指、附件及導(dǎo)電臂的時(shí)間占比為71%。

綜上所述，在110kV敞開式隔離開關(guān)觸指的現(xiàn)場(chǎng)更換過程中，組裝新觸指、附件及導(dǎo)電臂的時(shí)間占比最大，對(duì)更換工作的影響程度最高，總工時(shí)較長(zhǎng)。因此需要研制一種使110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換時(shí)受力均勻，觸指不產(chǎn)生損傷，且操作便捷、易于攜帶、制造成本低、使用過程安全高效的工具，提高檢修工作效率。

本研究對(duì)110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換過程進(jìn)行分析，考慮彈簧崩彈及觸指鍍銀層損傷情況均發(fā)生在組裝新觸指及導(dǎo)電臂過程，為從根本上解決更換方式的缺陷問題，需要采用可靠方式代替腳踩或者手壓，保障觸指更換過程的安全性，提高精益化程度。因此，設(shè)計(jì)方案采用雙向拉伸法來克服新彈簧的拉力，采用手動(dòng)機(jī)構(gòu)、絲杠傳動(dòng)作為動(dòng)力的傳動(dòng)方式，用觸指原有螺絲孔對(duì)觸指根部進(jìn)行固定。

方案設(shè)計(jì)中的雙向拉伸法主要利用觸指原有螺絲孔進(jìn)行固定，通過轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)絲母?jìng)?cè)板水平滑動(dòng)，雙向拉伸觸指根部，克服彈簧導(dǎo)致的觸指根部抱緊力，這種方式可有效杜絕腳踩或者手壓方式的雙向壓縮原理，以“C”形板為支點(diǎn)，撬動(dòng)觸指彈簧，設(shè)計(jì)原理如圖1、圖2所示。

雙向拉伸法具有以下優(yōu)點(diǎn)。1）充分利用觸指原有螺絲孔的便利、安全條件，杜絕彈簧蹦彈或觸指片劃傷、毛刺等不良狀況。2）拉力直接作用于觸指拉簧，可以使其受力均勻，并克服新彈簧的拉力。3）無須固定支架或槽鋼等大質(zhì)量平臺(tái)輔助，工具整體輕便、靈巧，便于在搶修等緊急情況下攜帶及使用。

1.2 110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換專用工具的結(jié)構(gòu)組成

絲杠部分（包括絲杠、活塊及絲母?jìng)?cè)板）尺寸設(shè)計(jì)：絲杠固定部位直徑為10mm，絲杠部位直徑為16mm，絲杠部分長(zhǎng)度為200mm，絲杠總長(zhǎng)度為260mm，活塊長(zhǎng)度為104mm，活塊寬度為44mm，單側(cè)孔距為20mm，中間孔距為30mm，雙側(cè)大孔孔距為66mm，絲母?jìng)?cè)板長(zhǎng)度為90mm，絲母?jìng)?cè)板寬度為15mm，絲母?jìng)?cè)板側(cè)面眼距為36mm，絲母?jìng)?cè)板正面眼距為66mm，裝配孔直徑為5mm，如圖3～圖5所示。

手動(dòng)機(jī)構(gòu)部分（包括手輪及靜側(cè)板）尺寸設(shè)計(jì)：手輪直徑為64mm，手輪中心孔直徑為10mm，手輪搖把孔直徑為5mm，外側(cè)厚度為12mm，中側(cè)厚度為7mm，內(nèi)側(cè)厚度為17mm，外側(cè)直徑為64mm，中側(cè)直徑為28mm，內(nèi)側(cè)直徑為20mm，總長(zhǎng)度為36mm，靜側(cè)板長(zhǎng)度為90mm，靜側(cè)板寬度為15mm，靜側(cè)板側(cè)面眼距為36mm，靜側(cè)板正面眼距為28mm，裝配孔直徑為5mm，如圖6、圖7所示。

觸指固定部分（包括觸指座及底板）尺寸設(shè)計(jì)：觸指座長(zhǎng)度為85mm，觸指座寬度為80mm，小孔距為22mm，內(nèi)側(cè)鏤空長(zhǎng)度為65mm，內(nèi)側(cè)鏤空寬度為28mm，底板長(zhǎng)度為222mm，底板寬度為90mm，底板厚度為15mm，長(zhǎng)孔距為207mm，寬孔距為38mm，如圖8、圖9所示。

110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換專用工具的整體結(jié)構(gòu)如圖10、圖11所示。該專用工具主要包括3個(gè)部分：絲杠部分、手動(dòng)機(jī)構(gòu)部分及觸指固定部分。其中，絲杠部分包括絲杠、活塊及絲母?jìng)?cè)板，手動(dòng)機(jī)構(gòu)部分包括手輪及靜側(cè)板，觸指固定部分包括觸指座及底板。在110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換過程中，將新的觸指片通過自身螺絲孔固定在靜側(cè)板及絲母?jìng)?cè)板上，組裝相關(guān)附件及彈簧，搖動(dòng)手輪拉動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)絲母?jìng)?cè)板水平移動(dòng)，拉伸觸指根部，待觸指根部寬度達(dá)到導(dǎo)電臂寬度時(shí)組裝導(dǎo)電臂，恢復(fù)各部位螺絲，觸指更換完成。

1.3 110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換專用工具效果試驗(yàn)

為驗(yàn)證110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換專用工具的實(shí)際使用效果，在實(shí)驗(yàn)室理想環(huán)境下，分別對(duì)單人操作和兩人配合操作進(jìn)行驗(yàn)證，并使用專用的測(cè)量?jī)x器檢測(cè)更換時(shí)間，相應(yīng)測(cè)試結(jié)果見表1和表2。

110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換專用工具最大觸指彈簧拉伸長(zhǎng)度為76mm（＞60mm），且無論是單人更換還是兩人配合更換，更換時(shí)間均縮短，安全性提高，同時(shí)避免了觸指鍍銀層損傷，一次成功率均為100%，其中，兩人更換效率更高。

2 110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換專用工具的工作過程

110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換專用工具的具體工作過程可分為觸指固定、附件組裝、拉伸彈簧、組裝導(dǎo)電臂、恢復(fù)各部位螺絲等環(huán)節(jié)，具體工作過程如圖12、圖13所示。

3 110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換專用工具應(yīng)用

3.1 現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證

為驗(yàn)證110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換專用工具的真實(shí)工作效果，本研究結(jié)合設(shè)備停電檢修計(jì)劃對(duì)不同廠家、不同型號(hào)、尺寸及質(zhì)量的110kV敞開式隔離開關(guān)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觸指更換實(shí)際使用效果驗(yàn)證，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表3。

從表3可以看出，110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換專用工具可以有效提高觸指更換過程的安全性及精益化程度。

3.2 效果分析

從現(xiàn)場(chǎng)使用情況可知，與傳統(tǒng)的手動(dòng)更換方式相比，110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換專用工具在實(shí)現(xiàn)觸指更換的同時(shí)，操作使用過程更具便捷性、穩(wěn)定性、安全性，110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換專用工具設(shè)計(jì)是行業(yè)內(nèi)首次采用絲杠傳動(dòng)雙向拉伸式原理，利用隔離開關(guān)觸指原有螺絲孔進(jìn)行觸指固定，避免了更換過程中對(duì)觸指鍍銀層的損傷，提高了檢修工作的精細(xì)度，同時(shí)避免了觸指及彈簧蹦彈傷的情況，提高了檢修工作的安全性。使用新工具可以有效減少觸指更換工作的參與人數(shù)，節(jié)約人力成本，促進(jìn)檢修工作提質(zhì)增效，同時(shí)縮短了觸指更換的工作時(shí)間和停電檢修時(shí)間，保證及時(shí)送電，提高了工作效率。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)傳統(tǒng)敞開式隔離開關(guān)觸指更換過程中的新簧彈拉力大，安裝對(duì)個(gè)人的力量要求高，工作效率低、降低運(yùn)行可靠性的問題研制了110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換專用工具，有效解決了敞開式隔離開關(guān)觸指更換過程中存在的缺陷，對(duì)不同廠家、不同型號(hào)、尺寸及質(zhì)量的110kV敞開式隔離開關(guān)觸指均能實(shí)現(xiàn)安全、便捷、迅速更換，適用性良好。利用隔離開關(guān)觸指原有螺絲孔進(jìn)行觸指固定，采用絲杠傳動(dòng)雙向拉伸觸指根部，解決了傳統(tǒng)手工更換過程中易出現(xiàn)的觸指片劃傷、毛刺等問題，同時(shí)消除了傳統(tǒng)更換過程中存在的觸指片及彈簧蹦彈傷及工作人員的潛在隱患，提高了110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換過程中的操作便捷性與安全性，使110kV敞開式隔離開關(guān)觸指更換安全、便捷，對(duì)保障人身和設(shè)備安全具有重要的意義和良好的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]郭艷，賈霖，張偉.GW4隔離開關(guān)觸指彈簧更換工具的設(shè)計(jì)[J].電工電氣，2017（4）：54-57.

[2]趙洲峰，周華，吳錦華，等.GW4隔離開關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與裝配方法研究[J].高壓電器，2018，54（4）：34-42.

[3]馮普俊，劉生輝，趙振業(yè).GW4隔離開關(guān)拆裝專用工具的研發(fā)[J].廣西電力，2016（2）：50-52.

[4]林錦桐.GW4隔離開關(guān)拆裝工具的研制[J].電氣技術(shù)，2016（11）：151-152，156.

[5]曹春博.GW4隔離開關(guān)帶電清洗觸頭專用工具的研制及應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2012（3）：96-99.