一种10kV开关柜便捷拆装储能弹簧专用微储能工装的研制

发表时间:2021/7/2   来源:《中国电力企业管理》2021年3月   作者:毛志敏 张科 江少民
[导读] 10kV开关柜机构检修工作常常涉及储能弹簧的拆装工作,本文研制出一种用于拆装储能弹簧专用微储能工装,该工装设计有多层钢片间隔,在拆装弹簧时卡住弹簧,使储能弹簧始终保持在微储能状态,从而有效的解决了传统方法拆装储能弹簧的费时费力的问题,应用此拆装工具可显著缩短检修工作的时间,提升拆装储能弹簧的工作效率并消除安全隐患。

广东东莞供电局   毛志敏  张科  江少民      523000

摘要:10kV开关柜机构检修工作常常涉及储能弹簧的拆装工作,本文研制出一种用于拆装储能弹簧专用微储能工装,该工装设计有多层钢片间隔,在拆装弹簧时卡住弹簧,使储能弹簧始终保持在微储能状态,从而有效的解决了传统方法拆装储能弹簧的费时费力的问题,应用此拆装工具可显著缩短检修工作的时间,提升拆装储能弹簧的工作效率并消除安全隐患。
关键词:储能弹簧;拆装工装;微储能;
        0  引言[]
        10kV开关柜的检修工作是变电检修人员的日常工作之一,在10kV开关柜机构检修过程中,一旦出现涉及到机构的传动轴、分合闸挚子、储能电机等机构内部的结构的问题,都需要先将储能弹簧拆除才可进行后续的检修工作。而开关柜机构在拆装储能弹簧时都必须让储能弹簧处于微储能状态(既比弹簧完全放松状态拉伸些许)才能对准正确的安装位置。在传统的拆装储能弹簧工作中,为了使储能弹簧到达微储能状态,往往需要检修人员给储能弹簧施加一个持续的拉伸力,使其与安装孔对位,持续施加这样一个能保证安装孔稳定对准的力,不仅对检修人员的操作要求高,若出现拉力不稳或弹簧滑脱的情况时还会导致夹伤手指,因而10kV开关柜机构储能弹簧的拆装工作一直困扰着检修工作人员。
        针对以上问题,本文研制一种储能弹簧拆装工装,此工装卡在储能弹簧间,使储能弹簧稳定保持在微储能状态,避免传统使用蛮力拉伸并拆除弹簧的办法,应用于现场工作,可有效提升拆装储能弹簧的工作效率和消除安全隐患,保障检修人员的人身安全。
        1工装设计
        结合便捷拆除10kV开关柜储能弹簧的工作需求及微储能弹簧的力学结构,本文研制出如下图1(左)所示的10kV开关柜便捷拆装储能弹簧专用微储能工装,其基本结构为用不锈钢片层隔开固定距离的立体梳状结构,主要由梳状排列的不锈钢片、侧不锈钢片和操作环状把手三个部分组成,梳状钢片与侧钢片、侧钢片与操作把手之间的连接可通过焊接实现。


图1专用工装(左)及修复工具(右)结构图
Fig.1 
        研制的专用工装的基本结构确定为图中结构,结合实际需要拆装储能弹簧的尺寸大小,确定专用工具各个组件的实际参数尺寸,以某某某某开关柜的储能弹簧为例,对应拆装专用工具的设计参数如下表1所示。
        由表格可知,此专用工装包含片的10片矩形钢片,钢片呈梳状分布等距焊接在侧钢片上(以下简称梳状钢片),考虑到弹簧圈的直径,各层钢片间的距离(片距-相邻两片层中心的距离)设计为10mm左右;钢片的厚度为1.5mm,片太薄机械强度不够,太厚而又不便于卡住弹簧;矩形钢片的截面尺寸为40mm×50mm,对其外露的两角进行了钝化处理防止使用此专用工具时割伤检修工作人员。侧钢片采用的2mm厚的钢片以保证更高的机械强度,侧钢片的截面尺寸为50mm×120mm。操作把手的设计是为了便于使用此专用工装,避免在安装此专用微储能工装时直接以手接触到不锈钢片层,防止出现弹簧突然释能时夹伤手指的情况,提升此工装在使用时的安全性,操作把手结构类似于门环,环截径设计为5mm,外环尺寸为30mm×45mm。

        2.工装的使用及修复
        在10kV开关柜机构检修过程中,一旦涉及到机构的传动轴、分合闸挚子、储能电机等机构内部的结构,都需要先将储能弹簧拆除才可进行后续的检修工作,在使用该拆装储能弹簧专用工具前,先对弹簧进行储能,当弹簧处于储能状态时,将工装插入储能弹簧的间隙中,而后对储能弹簧释能,释能后弹簧会夹紧工装,弹簧各圈间的间隙被工装的梳状不锈钢片层填满,由于梳状片层有1.5mm左右的厚度,弹簧释能不完全而保持在微储能状态,在微储能状态下,储能弹簧的安装孔对位,此时对弹簧进行拆装工作十分便捷,图2为本文专用工具的现场使用图,此图能直观反映此专用工具的使用过程。
        梳状钢片的厚度仅为1.5mm,当微储能工装使用过多时,由于弹簧夹紧力的作用,工装上的不锈钢片可能会产生形变从而无法使用,因而本文还研制了配套的工装修复工具(如图1右),修复工具与专用微储能工装结构互补,专用微储能工装的两钢片层的间隙距离修复工具钢片的厚度相等,当工装因使用过多或受弹簧夹紧力过大导致不锈钢片变形时,可用修复工具进行修复,修复工具与立体梳咬合的齿状结构,只需简单将两者进行咬合,工装就会在应力的作用下自动调整不锈钢片的位置,从而使其距离满足微储能状态的要求,达到修复效果。

图2专用工装现场使用图
Fig.2
        3结论
        10kV开关柜机构检修除了分合闸线圈更换等较为简单的工作外,剩余的设计机构内部结构的检修均绕不开拆装储能弹簧这一步。为了使储能弹簧达到微储能状态,传统的方法是使用蛮力去拉伸储能弹簧,这既不快速也不安全。本文研制出一种便捷拆装储能弹簧专用微储能工装,使用此微储能工装后,只需配合简单的储能释能操作,就可以让弹簧保持在微储能状态,既能提高拆装储能弹簧的工作效率,也减少了检修人员被弹簧误伤的可能,保障了人身安全,降低了工作风险,在推广应用中拥有广阔的前景。
作者简介:
毛志敏   1996—,男,学士从事电气设备运行维护工作
江少民   1969-,男,高级工程师,从事输变电系统运行、调试等方面的研究及工作。
张科     1979—,男,高级工程师,从事输变电系统运行、调试等方面的研究及工作。
项目基金:中国南方电网公司职创项目“一种10kV开关柜便捷拆装储能弹簧专用微储能工装的研制”(项目编码:031900KK52200055)

 
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