广东电网有限责任公司惠州供电局 516000
摘要：电力系统的迅速发展使刀闸型号越来越多，尤其是GW16型、GW17型刀闸数量也随之增多，但刀闸数量增多的同时也带来了检修问题，使检修工作量大幅度增加，而且夹紧弹簧的进水锈蚀和刀闸大修需要更多的时间，有时还需要直接更换夹紧弹簧，由于夹紧弹簧的弹性较大，目前普遍要求厂家带备用导电杆来现场更换，或者将整条导线寄送至原厂进行维修，待厂家修理完成后再寄送回来，这样的做法不仅难以保证工作效率，而且还会耗费大量的人力、物力、财力，因此，有必要研究一种新型的能够在现场更换GW16型刀闸夹紧弹簧的专用工具以减轻检修工作量。
关键词：GW16型刀闸；夹紧弹簧；更换；专用工具；研究
本次研究的目的在于发明一种全新的专用工器，通过摇臂、丝杠、顶杆结构将作用力传递到弹簧，克服夹紧弹簧弹力大、无法现场更换等难题，在保证更换过程安全可靠的前提下，降低现场更换难度，节省人力物力，从而提高电力企业的经营效益。笔者鉴于GW16型刀闸夹紧弹簧新型专用更换工具广阔的研究前景，将结合多年以来积累的工作经验提出一种全新的制作思路，并详述具体的制作流程，并通过实际应用验证新型工具的使用效果。
一、GW16型刀闸夹紧弹簧新型专用更换工具研究前景
GW16型刀闸在变电站中比较常见，这种类型的刀闸在长期使用过程中容易进水，导致夹紧弹簧生锈弹力下降，从而影响夹紧力度，引发静触头发热问题，为避免该现象的发生需及时更换夹紧弹簧，保证对静触头的夹紧力[1]。目前变电站所采用的GW16型刀闸作为一次变电设备普遍存在夹紧弹簧老化、夹紧力不够的问题，在检修中绝大部分GW16型刀闸都需要更换夹紧弹簧。但是在检修及更换过程中，夹紧弹簧的反作用力较大，而且如果没有专用的更换工具就会出现弹簧弹击伤人的事件，导致检修和更换无法顺利进行，因此，如果能够研制出一种新型的专用工具，能够轻松更换GW16型刀闸夹紧弹簧，那么工作效率将大大提升。该项目的研究目的在于即使没有厂家在场的情况下，也无需将导电杆寄回原厂，从而确保快速、安全的更换GW16型刀闸夹紧弹簧[2]。
二、GW16型刀闸夹紧弹簧新型专用更换工具制作原理和制作流程
（一）制作原理
本次新型专业更换工具的研究关键在于如何巧妙的实现力的转化、供给和传递。GW16型刀闸上导电管由夹紧弹簧、顶杆、复位弹簧、触指等部件组成，在更换作业中需接触夹紧弹簧、上导电杆、顶杆三部分，上导电杆的直径要小于夹紧弹簧，并通过夹紧弹簧的固定套来实现位置固定，因此可以提出这样的制作思路，即一端固定上导电杆，另一端则压缩夹紧弹簧[3]。根据上述制作思路，GW16型刀闸夹紧弹簧更换工具需由摇臂、丝杠、轴套、顶杆、限位块、拆销孔以及底座组成。顺时针转动摇臂后，摇臂带动轴套中的丝杠正向旋转，丝杠可以改变运动方向，使顶杆正向进给，同时丝杠可以将摇臂的作用力传递给顶杆，夹紧弹簧受到顶杆正向进给的作用被压缩，定位销随即被压缩至拆销孔，反向转动摇臂即可拆卸夹紧弹簧。
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（二）制作流程
根据上述制作原理和思路现将具体的制作流程总结如下：（1）根据实际作业环境确定上导电杆的具体参数和夹紧弹簧两端物体的参数。上导电管的固定套的上部分长度较长，为了节省制作成本可以将上导电管固定套的上部分设计向外，下运动块的长度较短且为圆形结构，因此决定替换为空心圆筒，这样既可以达到固定运动块的目的，又可以节省材料[4-5]。（2）借助旋转物体对夹紧弹簧产生压力。夹紧弹簧的压缩需要有一个旋转的物体来带动，这样才能对弹簧产生压力。参考螺杆的运动是在螺纹的带动下运动的，因此，可以将螺杆和空心圆筒联合在一起，那么螺杆和空心圆筒的伸入量就会一致，夹紧弹簧受到来自空心圆筒的挤压作用后就会发生压缩。（3）获取夹紧弹簧的最大压力。GW16型刀闸的上导电管是空心圆柱物体，将空心圆筒、挡板及螺杆设计在一个方向上可以保证作用力垂直于夹紧弹簧，从而获得最大压力。
三、GW16型刀闸夹紧弹簧新型专用更换工具研究成果与创新点
通过上述流程制作出来的GW16型刀闸夹紧弹簧新型专用更换工具可以用于更换新的夹紧弹簧，而且通过对比前后的更换工时可以看出，使用新型更换工具可以大大减少单次更换时间，而且更换费用更低。在项目开发之前如果沿用传统的更换模式更次一次GW16型刀闸夹紧弹簧需要2-4天的时间，每次更换需花费成本10000-20000元不等，项目开发后预计单次更换时间将缩短至20分钟，更换成本仅为200元，因此，本次开发项目经济效益显著。此外，开发出来的专用工具不仅适用于GW16型刀闸夹紧弹簧的更换，而且还可以改变尺寸用于其它刀闸弹簧部件的更换，从而大大的节省更换成本，提高工作效率。可以预见的是，GW16型刀闸夹紧弹簧新型专用更换工具的研究具有广阔的前景，经济效益和社会效益显著。本次研究实践表明使用该新型更换工具达到预期效果是可以实现的。本次研究的创新点在于借助摇臂产生动力源，将借助摇臂将产生的动力传递给丝杠，这样不仅能准确的完成力的传递运动，而且还能有效传递动力，顶杆不仅可以固定操作杆，而且还可以将丝杠上的作用力传递给夹紧弹簧。需要注意的是，对于老式刀闸触头结构，由于触头长期发热导致的夹紧弹簧弹力变小问题，触头的接触电阻较大，容易使触子烧毁，这种情况下夹紧弹簧是无法调整的，因此可以采用新型更换工具将夹紧弹簧拆下来，然后用汽油或酒精清洗，用砂纸打磨触子后再回装，回装之后的夹紧弹簧基本可以再使用1-2年的时间。老式的刀闸可以只更换导电杆和触子部分，无需更换后其他部件，这样可以有效节省更换成本，而且效果比较理想，没有对于GW16型刀闸更换更加方便。
结语：
GW16型刀闸隔离开关的良好性能与安装调试工作是分不开的，及时有效的检修和调试工作可以确保隔离开关的可靠运行，从而大大延长隔离开关的机械寿命。在GW16型刀闸检修过程中，发现夹紧弹簧的更换难度较大，如果没有厂家在场就只能将导电杆寄回原厂进行维修，这样不仅影响了电力系统的正常运行，还增加了更换成本，因此，有必要研发出一种新型的更换工具，保证在没有厂家在场的情况下也可以自行更换夹紧弹簧。本次研制而成的GW16型刀闸夹紧弹簧新型专用更换工具借助外力作用于压缩弹簧，从而避免手压弹簧和固定铁销不能同时进行的难题，而且现场检验表明该新型更换工具不仅能大大的降低劳动强度，提高更换效率，而且经济效益显著，具有广阔的应用前景，值得在刀闸夹紧弹簧检修更换作业中推广使用。
参考文献
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[4]王贵山，苏毅，房博一.折臂夹钳式隔离开关在运行中出现的问题及解决方案[J].电气开关，2013，04：105-107.
[5]任凤君，任思军.GW4-126型隔离开关发热故障的产生原因及改进措施[J].科技促进发展，2012，s1：120-121+129.
论文作者:华鹏,刘新伟
论文发表刊物:《探索科学》2016年7期
论文发表时间:2016/10/26
标签：弹簧论文; 工具论文; 圆筒论文; 目的论文; 作用力论文; 丝杠论文; 螺杆论文; 《探索科学》2016年7期论文;