10KV小车开关梅花触头拆装组合工具的研制

程浩,杜文静,徐益荣

内蒙古电力(集团)有限责任公司乌海供电分公司修试管理处

摘要：现阶段10KV小车开关梅花触头的拆装只能使用简易工具完成，检修过程中容易造成弹簧回弹伤人、损伤弹簧及触指片等。为此本文设计制作了10KV小车开关梅花触头拆装组合工具，此组合工具由梅花触头拆装工具和锥形弹簧安装工具两部分组成，梅花触头拆装工具可以实现从小车开关导电臂上整体拆卸和安装梅花触头，减少了更换过程的中间环节，不仅节省检修时间，而且提高了工作过程中的效率和安全性；锥形弹簧安装工具能够实现弹簧在受力均匀的条件下安装到梅花触头触指片凹槽内，避免弹簧在安装过程中出现受力不均，导致永久变形。使用此组合工具拆装一只10kV小车开关梅花触头仅需要19.5分钟，确保了工作现场的安全性和可靠性。

Development of a Tool for Disassembling and Assembling the Plum Blossom Contact of a Hand Pushed Open/Close Cabinet

Abstract: At present, the disassembly and assembly of the plum blossom contact in the manual opening and closing cabinet can only be completed using simple tools. During the maintenance process, it is easy to cause spring rebound, injury to people, damage to the spring and contact finger pads, etc. Wuhai Power Supply Company has designed and produced a combination tool for disassembling and assembling plum blossom contacts. This combination tool consists of a plum blossom contact disassembling tool and a conical spring installation tool. Using this combination tool to disassemble and assemble plum blossom contacts only takes 19.5 minutes, ensuring the safety and reliability of the work site.

0 引言

小车开关由梅花触头、真空灭弧室、操作机构组成。其中梅花触头是连接变电站母线和用户电缆的桥梁，在工作时需要长时间承受大电流和高电压，所以梅花触头是小车开关的核心部件。每年有梅花触头烧伤、锈蚀，需要更换或者检修。现阶段检修人员主要依靠人力使用简易工具拆装梅花触头，费时费力，并可能会使梅花触头造成损伤。

本文设计制造了梅花触头拆装工具和锥形弹簧安装工具，由此两种专用工具的配合使用拆装梅花触头，达到省时省力的目的。

1 小车开关梅花触头检修现状

小车开关梅花触头由四根强力弹簧束缚若干触指片组成，检修人员拆卸梅花触头时需要使用长短不一的螺丝刀，撑开弹簧解除触指片的束缚，扩大弹簧直径，使得触指片不压在导电臂上[1]，将梅花触头从导电臂上拆下，检修完毕后再次借助螺丝刀移动弹簧安装到导电臂上。螺丝刀撬弹簧在原理上是点对点，使得弹簧局部受力，拆装力度掌握不准确、或因人员配合不当很容易对弹簧局部造成不可逆转的伤害[2]。所以需要检修人员在拆装的过程中慎之又慎，对检修人员的技术能力以及熟练程度要求较高。

结合往年小车开关检修时间以及检修人员在实训室内模拟统计时间，以容量为1250A的梅花触头为例，每只梅花触头检修平均用时32.1分钟左右，而每个小车开关有6只梅花触头，现阶段梅花触头检修时间较长。

图1 检修人员检修梅花触头

2 梅花触头拆装组合工具的设计

通过对现阶段梅花触头拆装方式的分析，本文研制梅花触头拆装组合工具，在梅花触头检修作业中，该工具应满足安全及便利性[3]。检修过程中既要保证人身和设备的安全，又要对检修工作有一定的便捷性，缩短检修时间。

2.1 梅花触头拆装工具

梅花触头拆装工具：此工具借助车床的工作方式，利用丝杆原理，检修人员一只手抓住中心体使工具位置固定，另一只手转动手阀及丝杆，带动顶锥随着丝杆向上运动，顶锥挤压触指板，使得接触板平缓顺滑的撑开小车开关梅花触头触指片，达到不动弹簧就能从小车开关导电臂上拆装梅花触头的目的，省去了很多繁琐的拆装弹簧步骤。梅花触头拆装工具CAD设计图如图2所示。

图2 梅花触头拆装工具CAD设计图

2.2 锥形弹簧安装工具

锥形弹簧安装工具：由于梅花触头检修方式的限制，很容易对弹簧局部造成损伤，检修人员只能更换弹簧。此次设计的锥形弹簧安装工具将弹簧的受力由点对点改变到面对面，使弹簧套在锥形体上从四周方向上受力伸缩，避免了弹簧局部受力的可能。锥形弹簧安装工具设计多级平面台阶，避免弹簧在伸缩的过程中回弹。此工具的设计改变了螺丝刀撬弹簧的工作方式，保证了人员安全、避免了设备的损伤。锥形弹簧安装工具的CAD设计图如下图3所示。

图3 锥形弹簧安装工具CAD图

3 拆装组合工具的制作

根据设计图纸，对两个工具进行加工。由于梅花触头弹簧强度高，撑开容量为1250A的梅花触头触指耗力约50kN,梅花触头拆装工具本体采用钢材质。梅花触头拆装工具接触板共三块，每块呈弧型，可以更加贴合每一片触指。接触板与导力杆通过焊接连接，可以保证其受力强度。同时在接触板上缠绕了绝缘胶带，避免对触指片上镀银层造成破坏。由于弹簧在受力伸缩的过程中会产生回弹，锥形弹簧安装工具本体材质使用摩擦力更大的尼龙塑料。

 

（a）弧形接触板                   （b）手阀及丝杆

 

（c）中心体及导力杆的连接          （d）锥形工具加工

图4 各部件加工制作

4 应用效果

使用研制的小车开关梅花触头拆装组合工具对容量为1250A的小车开关梅花触头进行拆装检修，操作时间由32.1分钟缩短至19.5分钟；单人即可操作，提高了小车开关检修效率。使用工具更换梅花触头，提高了检修质量，延长了梅花触头使用寿命，避免了弹簧拆卸过程中因拆装过程中弹簧变形导致的设备损伤和人身伤害，提高了检修现场的安全性及供电可靠性。

序号	传统拆装方式/分钟	序号	新型工具拆装/分钟
1	32.5	1	19.3
2	32	2	19.5
3	30.2	3	19.7
4	32.3	4	19.6
5	33.5	5	19.4

表1 传统拆装方式及新型工具拆装时间统计表

图5 传统拆装方式及新型工具拆装时间对比图

图6 工具及现场使用

5 结束语

小车开关梅花触头拆装工具的研制即将代表内蒙古自治区参加第42届国际QC成果交流活动，并在2023年10月底在北京参加比赛。本文大量的借鉴了前辈们优秀的设计理念和工作思路，创造性的将梅花触头拆装工具分成2部分独立设计，即实用于大修工程中直接更换梅花触头，又实用于平常检修过程中触指片拆装与清洗。特别是梅花触头弹簧的安装工具，即简单又经济。目前该工具已经申请国家实用新型专利。

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