CN203659693U - 一种断路器触头的更换专用工具 - Google Patents
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Abstract
一种断路器触头的更换专用工具，属维修设备领域。其特征是所述的更换专用工具为一截顶圆锥体，在截顶圆锥体的底部设置一圆柱体，在截顶圆锥体的顶部设置一杆状把手，构成断路器触头的更换专用工具。其借助圆锥体状的更换专用工具，使固定弹簧在触头组件组装和就位过程中均匀受力，避免弹簧因受力不均而造成局部变形，以保证各个铜触头片受力均匀，既方便了触头组的组装，又可保证组装质量和速度，能方便、快捷地对触头组件进行组装和整体更换，能大大缩短断路器开关设备退出运行状态进行检修的时间，还可降低维修工人的作业劳动强度，确保其作业过程中的人身安全。可广泛用于真空断路器的维修、保养领域。
Description
技术领域
本实用新型属于变配电设备领域，尤其涉及一种用于断路器触头的维修工具。
背景技术
高压断路器是发电厂、变电所及电力系统中最重要的控制和保护设备。
现有的VB系列真空式断路器，为小车式断路器，其设有上、下动触头（这个“动”是相对于开关柜中对应设置的固定触头，即后面所述的“静触头”而言的，意为所述的上、下动触头可以随断路器小车的移动而“动”），在上、下动触头之间设置有用于接通或断开一次电源回路的真空泡（真空灭弧室的俗称），在开关柜内，对应设置有上、下静触头。
其所述的上、下动触头（由于上、下动触头的结构相同，故以下简称为动触头）与开关柜内对应设置的上、下静触头（以下简称为静触头）位置相匹配且开口方向相向设置，当断路器小车被推入开关柜内工作位置就位时，开关柜内的静触头插入断路器对应的动触头中，使得“上进下出”（意为高压电源由高压母线经上触头进入断路器，从断路器的下触头输出至出线电缆）的一次主回路实现电气回路的机械连接；此时通过操作断路器的“合闸”或“分闸”按钮，所述的真空泡在合闸/分闸机构的驱动下接通或断开，即可控制小车式断路器实现一次主回路在电路含义上的“接通”或“断开”。
其中，所述动触头的关键部件是触头组件。
现有VB系列真空式断路器动触头的触头组件结构如图1至图4所示，其构造是由多片铜触头片2（单个铜触头片的结构见图2所示）安放在两组触头支架3-1、3-2上，外由两组共四根固定弹簧4-1、4-2加以固定，在铜触头片的表面涂有导电银层以改善其导电性能。
上述整组的触头组件，卡嵌装配在断路器的触头臂1（触头臂的结构见图1所示）上，其所述断路器触头臂1的头部设置有一个环状定位槽1-1和头部环状凸起1-3，在触头臂头部的端面上还设置有定位孔1-2。
在铜触头片的首、末端（图2中铜触头片的右端为首，左端为末）分别设置有第一、第二弹簧固定缺口2-3、2-4，在所述铜触头片的首、末端，分别对应设置有接触凸起2-2和定位凸起2-1。
由于在铜触头片的末端设置有定位凸起（参见图2所示），其正好嵌入触头臂的环状定位槽1-1内（参见图1所示），加上第一触头支架3-1的定位/支撑和第一组固定弹簧4-1向内的压力收缩作用，则整个触头组件就被牢固地固定在触头臂的前端。
当断路器小车被推入开关柜内“工作位置”就位时，开关柜内的静触头（图中未示出）从图3或图4中触头组件的左侧端插入所述的动触头中，在铜触头片首端的接触凸起2-2和第二组固定弹簧4-2的共同作用下，在动、静触头之间形成压力式紧密接触，从而构成一次主回路的连接。
由于设备的金属氧化和正常运行过程中的电弧燃烧，随着断路器在线运行时间的增加，会造成动触头上铜触头片表面的损坏，导致其与静触头之间的接触电阻增大；或者，由于铜触头片长期通过额定电流，其发热效应使得所述的两组共四根固定弹簧受热变形，弹性降低，进而影响到前述铜触头片与静触头之间的接触压力，容易导致发热或动、静触头之间的接触不良。所以，在日常的检修维护过程中，一旦发现铜触头片损坏和弹簧变形的情况，就必须对其进行更换。
对于上述结构的动触头，现在规定的安装步骤是先将第一触头支架3-1套装在触头臂1上，再将多片铜触头片（通常有15片，图中为了画面的简洁只画出了3片）安装在触头臂的环状定位槽内，最后由依次将两组四根弹簧安装上去。
按照上述步骤，更换一个触头臂上的铜触头片，需要三至四名熟练维修工配合进行工作，先将所有的铜触头片排列整齐后安放在触头支架上，为了使铜触头片不从触头支架上散落下来，一般在铜触头片的首端（即图2中触头组件的右侧端）先安装第二组固定弹簧4-2，此时的多片铜触头片的末端在第二组固定弹簧的压力作用下，会像一朵绽开的“喇叭花”向外张开，由一至两名工作人员将“喇叭花”的开口端（即前述的铜触头片的末端，即图2中触头组件的左侧端）对准触头臂的环状定位槽，使劲按下所有的铜触头片，直至所述的多片铜触头片由喇叭形变成圆柱形，并用力保持该形状，另外一至两名工作人员将位于各铜触头片首端（图2中的右端）的弹簧用螺丝刀挑起和拨弄，逐步向左移动，并套装上剩余的两根固定弹簧，直至四根固定弹簧全部就位在对应的弹簧固定缺口中，整个铜触头片组的更换工作结束。
由于固定弹簧的压紧力巨大，当安装作业需要人员交叉换位时，常会发生操作者手被夹住，甚至流血的工伤事故；同时，借用螺丝刀拨弄和移动弹簧，往往造成弹簧的局部形变，使触头架上的多片铜触头片受力不均匀，导致所述的触头组件整体导电不均匀，触头接触不良、发热，又形成了潜在的事故隐患。
如何能够在保证组装质量的前提下，方便、快捷地对触头组件进行更换，还涉及到缩短断路器开关设备退出运行状态进行检修的时间和减少变电所出线停止供电的经济损失问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种断路器触头的更换专用工具，其利用更换专用工具的截顶圆锥体结构，采用离体组装，整体就位的方式，实现方便、快捷地对触头组件进行组装和整体更换，既方便了触头组的组装，又可保证组装质量和速度，能保障操作者的安全，还能大大缩短断路器开关设备退出运行状态进行检修的时间，减少变电所出线停止供电的经济损失。
本实用新型的技术方案是：提供一种断路器触头的更换专用工具，其特征是：所述的更换专用工具为一截顶圆锥体，在截顶圆锥体的底部设置一圆柱体，在截顶圆锥体的顶部设置一杆状把手，构成断路器触头的更换专用工具。
具体的，其所述截顶圆锥体的底部直径，等于或大于断路器触头臂之头部的外径。
其所述截顶圆锥体的底部直径，小于触头组件中第一、第二触头支架的内径。
其所述的截顶圆锥体的纵向截面为等腰梯形结构。
其所述圆柱体的外径，小于断路器触头臂头部定位孔的内径。
与现有技术比较，本实用新型的优点是：
1.采用本技术方案的更换专用工具，通过离体组装，整体就位的方式，实现了断路器触头的整体更换，既方便了触头组件的组装，又可保证组装的质量和速度，能保障操作者的安全，在保证组装质量的前提下，可方便、快捷地对触头组件进行组装和整体更换；
2.利用专用工具的截顶圆锥体，使得弹簧在触头组件组装和就位过程中均匀受力，避免了弹簧因受力不均而造成局部变形，藉此来保证各个所述铜触头片受力均匀，避免触头接触不良、发热，形成潜在的事故隐患；
3.通过对触头组件整体进行方便、快捷的更换，能大大缩短断路器开关设备退出运行状态进行检修的时间，减少变电所出线停止供电的经济损失，还可降低维修工人的作业劳动强度，确保其作业过程中的人身安全。
附图说明
图1是触头臂头部的结构示意图；
图2是单片铜触头片的结构示意图；
图3是去掉弹簧后现有触头组件与触头臂头部的结构示意图；
图4是套装上弹簧后现有触头组件与触头臂头部的结构示意图；
图5是本实用新型更换专用工具的结构示意图；
图6是尚未套装上弹簧时铜触头片与第一、第二触头支架的位置关系示意图；
图7是套装上一组弹簧后铜触头片与第一、第二触头支架的位置关系示意图；
图8是触头组件半成品套装在更换专用工具上的结构示意图；
图9是更换专用工具插入触头臂的示意图；
图10是触头组件半成品推入触头臂头部的示意图；
图11是触头组件半成品进入环状定位槽后抽出更换专用工具的示意图；
图12是更换专用工具完全抽出后触头组件半成品与触头臂头部的结构示意图。
图中1为触头臂，1-1为环状定位槽，1-2为定位孔，1-3为触头臂的头部环状凸起，2为铜触头片，2-1为定位凸起，2-2为接触凸起，2-3、2-4为第一、第二弹簧固定缺口，3-1、3-2为第一、第二触头支架，4-1、4-2为第一、第二固定弹簧组，5为截顶圆锥体，5-1为圆柱体，5-2为杆状把手。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
图1中，断路器触头臂1的头部设置有一个环状定位槽1-1和头部环状凸起1-3，在触头臂头部的端面上还设置有定位孔1-2。
图2中，在铜触头片的首、末端（图中铜触头片的右端为首，左端为末）分别设置有第一、第二弹簧固定缺口2-3、2-4，在所述铜触头片的首、末端，分别对应设置有接触凸起2-2和定位凸起2-1。
图3中，多片铜触头片2之间，设置有两组触头支架，其中的第一触头支架3-1设置在铜触头片的末端，第二触头支架3-2设置在铜触头片的首端。
上述的第一、第二触头支架为圆环片，在圆环片的外侧圆周上，均布有与铜触头片数量相等的定位缺口，各个铜触头片的首端，分别插入/固定在所述第二触头支架圆环片外侧圆周的对应定位缺口中；所述各个铜触头片的末端，分别插入/固定在所述第一触头支架圆环片外侧圆周的对应定位缺口中。
图4中，一组完整的触头组件结构如图所示，其构造是由多片铜触头片2安放在两组触头支架上，其整体外圆周由两组共四根固定弹簧4-1、4-2加以固定，在铜触头片的表面涂有导电银层以改善其导电性能。
图5中，本技术方案的更换专用工具包括一截顶圆锥体5，在截顶圆锥体的底部设置一与触头臂头部的定位孔1-2直径相匹配的圆柱体5-1，在截顶圆锥体的顶部设置一杆状把手5-2。
具体的，其所述截顶圆锥体的底部直径，等于或大于断路器触头臂之头部的外径。
其所述截顶圆锥体的底部直径，小于触头组件中第一、第二触头支架的内径。
其所述的截顶圆锥体的纵向截面为等腰梯形结构。
其所述圆柱体的外径，小于断路器触头臂头部定位孔的内径。
本技术方案是借助所述的更换专用工具，先将触头组件离体组装（此处的“离体”是指离开断路器本体），再借助本更换专用工具将触头组件整体推入就位，实现所述断路器触头组件的整体更换，其既方便了触头组件的组装，又可保证组装的质量和速度，能保障操作者的安全，在保证组装质量的前提下，方便、快捷地对触头组件进行更换。
具体的组装、安装过程，如图6～图12中所示。
图6中，将所述的一片或数片铜触头片的末端插入第一触头支架上的定位缺口中，将所述铜触头片的首端插入第二触头支架上的对应定位缺口中。
一组触头组件中的铜触头片通常有15片，图中为了画面的简洁只画出了3片，下同。
图7中，将弹簧套装在各个铜触头片的外周，并卡入各个铜触头片末端的弹簧固定缺口中就位，构成触头组件半成品。
各铜触头片末端所围成的圆形开口端构成触头组件半成品的末端（即图中的下端），各铜触头片首端所围成的圆形开口端构成触头组件半成品的首端（即图中的上端）。
图8中，将触头组件半成品套装在更换专用工具5上，至所述的弹簧4-1开始处于受力状态为止。
其更换专用工具的截顶圆锥体从触头组件半成品的末端插入，其圆柱体位于触头组件半成品的末端侧，其杆状把手位于触头组件半成品的首端侧。
图9中，将载有触头组件半成品的更换专用工具5移至所述断路器触头臂1的头部，水平放置，将圆柱体对应插入触头臂头部的定位孔中；使得截顶圆锥体的底部与触头臂头部的端面接触。
图10中，将套装在更换专用工具上的触头组件半成品沿水平方向，向触头臂头部方向整体推入，利用截顶圆锥体的等腰梯形截面结构，将已经套装有固定弹簧的多片铜触头片的末端，均匀地向外扩展，使多片铜触头片末端定位凸起所构成的园的内径，大于触头臂头部的直径（亦即前述触头臂的头部环状凸起的直径），以便于各个铜触头片的定位凸起越过触头臂的头部环状凸起，顺利嵌入所述的环状定位槽就位。
图11中，继续将套装在更换专用工具上的触头组件半成品沿水平方向向触头臂头部方向整体推入，使得所述触头组件半成品各铜触头片末端的定位凸起对应卡入所述触头臂头部的环状定位槽中就位；然后，将更换专用工具经触头组件半成品的首端开口中抽出。
图12中，更换专用工具经触头组件半成品的首端开口中完全抽出，整个触头组件半成品中所述各个铜触头片上的定位凸起完全嵌入触头臂头部的环状定位槽中，在第一固定弹簧组弹簧的压力作用下，定位箍紧固定在触头臂的头部。
最后，依次将所述第二固定弹簧组的弹簧套装至触头组件半成品各个铜触头片首端固定弹簧的缺口中，构成如图4所示中的完整的触头组件。
本实用新型技术方案由于使用了专用的锥形辅助工具，使得套装在尾部的压紧弹簧可以均匀张开，便于铜触头片的安装和固定，同时专用工具呈圆锥型，张开弹簧时，使其均匀受力，不会造成弹簧变形，避免了弹簧因受力不均而造成局部变形，藉此来保证各个所述铜触头片受力均匀，从而避免触头接触不良、发热，形成潜在的事故隐患；由于使用了专用的锥形辅助工具，化解了弹簧安装时的压紧力，大大降低了劳动强度，同时也减少了人体伤害。
在借助此安装辅助工具后，大大提高了工作效率，只需1名工作人员就可轻松完成断路器触头组的整体更换工作，且整个更换时间从30分钟缩短为8分钟。
本实用新型的技术方案是现场维修工人在实际工作中开展“五小”发明创新活动的技术成果。
由于本实用新型借助带有锥度的辅助安装专用工具，既方便了触头组件的组装，又可保证组装质量和速度，避免了弹簧因受力不均而造成局部变形，能保障操作者的安全，还可在保证组装质量的前提下，方便、快捷地对触头组件进行更换，大大提高了工作效率，同时也减少了人体伤害的可能，降低了劳动强度，能大大缩短断路器开关设备退出运行状态进行检修的时间，有利于减少变电所出线停止供电的经济损失。
本实用新型可广泛用于真空断路器的维修、保养领域。
Claims (5)
1.一种断路器触头的更换专用工具，其特征是：
所述的更换专用工具为一截顶圆锥体，在截顶圆锥体的底部设置一圆柱体，在截顶圆锥体的顶部设置一杆状把手，构成断路器触头的更换专用工具。
2.按照权利要求1所述的断路器触头的更换专用工具，其特征是所述截顶圆锥体的底部直径，等于或大于断路器触头臂之头部的外径。
3.按照权利要求1所述的断路器触头的更换专用工具，其特征是所述截顶圆锥体的底部直径，小于触头组件中第一、第二触头支架的内径。
4.按照权利要求1所述的断路器触头的更换专用工具，其特征是所述的截顶圆锥体的纵向截面为等腰梯形结构。
5.按照权利要求1所述的断路器触头的更换专用工具，其特征是所述圆柱体的外径，小于断路器触头臂头部定位孔的内径。
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