VB5型断路器专用维修工具的研发.pdf

VB5型断路器专用维修工具的研发型断路器专用维修工具的研发

摘要：在日常变电检修工作中发现VB5型断路器储能机构大齿轮卡涩会导致储能失灵，严

重可导致储能电机烧毁，而由于传统检修方式须将整个储能机构拆除并检修，耗费较多的人

力，物力，增加了运行维护成本，导致电网日常检修工作时间大大延长，严重影响及时向用

户供电等日常电网运行。本文介绍了VB5型断路器专用维修工具的研发过程以及相关经验总

结。

关键词：VB5型断路器；专用维修工具；储能机构大齿轮

VB5型断路器是一种以真空作为灭弧介质的高压断路器；具有体积小、重量轻、适用于频繁

操作等特点。在电力系统配电网中应用较为普及，常用于35千伏及以上变电站的10千伏出

线设备和电容器组，切换电网运行方式和调整电网负荷分配。VB5型真空断路器在我国近十

年来得到了蓬勃的发展，投运数量大，而其储能机构大齿轮卡涩发生率较高，传统检修方式

需要对整个机构拆卸并返厂处理，过于繁琐，为了使其储能机构无需整体拆卸便可进行检修

维护，提高检修效率，降低运行维护成本，通过对VB5型断路器专用维修工具的研发以解决

传统检修方式落后，设备维护时间长，设备维护成本高的缺点。

1VB5型断路器的现状调查

市北供电公司宝山基地负责管辖区域内，使用VB5型真空断路器的35千伏及以上变电站有

12座。每座变电站拥有2至3个回路的出线设备，累计301台VB5型真空断路器。每座变电

站供电覆盖区域广，涉及的用户面积大。日益增长的供电需求要求断路器必须保持良好的运

行状态，对确保电网稳定运行至关重要。行状态，对确保电网稳定运行至关重要。

日常检修中发生VB5型断路器储能机构大齿轮卡涩时，由于检修作业时空间狭小，缺乏专用

维修工具，其传统检修方式为将设备内部的储能机构整体拆卸，将大齿轮等零部件检修后，

经调试合格后再安装储能机构。期间需联系厂家派专人解体拆卸，由于厂家也无专用工具，

整个机构的解体操作繁琐，需要耗费较多的人力，物力，使得日常检修工作中断，严重影响

及时向用户供电。以单台设备解体检修统计平均用时需200分钟，根据电力企业精益生产要

求，标准作业时间为60分钟，实际维护时间已经远远超过标准维护时间。

2VB5型断路器储能机构检修目标

为了使储能机构大齿轮在无需拆除整组机构的前提下进行检修维护，降低维护成本，提高检

修效率，针对储能机构的结构进行研究，决定研发VB5型断路器专用维修工具。首先从缩短

储能机构大齿轮所需要的检修时间角度考虑，根据电力企业精益生产要求规定的标准检修流

程时间在60分钟以内，将VB5型断路器储能机构大齿轮卡涩处理时间设定为100%达到60

分钟以内。第二，从保证检修质量，确保研发的工具有效提高电网可靠性的角度考虑，设定

VB5型断路器储能机构达到100%完好修复。

3最佳研发方案的选择

3.1第一层整体方案的提出与选定

VB5型断路器储能机构主要由储能电机、储能大齿轮、储能联动齿轮、复位弹簧、中心轴组

成。运作原理描述如下：储能电机通电后，通过链条带动储能大齿轮转动，从而带动储能联

动齿轮工作，将储能弹簧压紧，进行储能。

当储能大齿轮套在中心轴上作来回运动的时候，受到了老化、含杂质的润滑脂所造成的阻力，

使得储能大齿轮卡涩，无法带动联动齿轮组，导致储能电机长时间通电，储能大齿轮空转，

最终烧毁储能电机。通过对其储能机构结构的研究，认定解决问题的核心思路:研发一种专用

维修工具，使大齿轮沿中心轴做往返运动，使储能机构无需整体拆卸便可进行相关零部件的

清洗、检查和维修。通过对储能机构运作原理及结构分析研究后，开展第一层整体方案的提

出与选定，通过方案描述论证与可行性评估，从3个方案中选定固定齿轮传动式。

小组成员通过对断路器储能机构结构的研究，认为解决问题的核心思路:研发一种可以模拟储

能大齿轮沿中心轴做往返运动的专用工具,使储能机构无需整体拆卸便可进行相关零部件的清

洗、检查和维修。

3.2第二层整体方案的提出与选定

选定固定齿轮传动式后，分别提出扁夹夹紧，拉码固定，弹簧牵引，紧固螺丝四种方式，在

比较分析后选定紧固螺丝方式解决了专用工具的固定方式。

3.3第三层整体方案的提出与选定

在选定紧固螺丝方式后，围绕传动方式的选择提出杠杆传动与握力传动两种方式，通过综合

对比后认定握力传动方式能合理利用有限作业空间，更有效的连接齿轮和固定架。

3.4最终方案的选定

通过三层方案的分析研究，得出VB5型断路器专用维修工具的最佳方案——固定齿轮紧固螺

丝握力式。

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