FKG1N型液壓機構內部滲漏分析判斷及處理

蔡 源，楊 波

（新安江水力發電廠，浙江 建德 311608）

新安江水電廠作為華東電網的第一調頻、調峰和事故備用電廠，機組啟停和開關動作頻繁，開關故障率相對較高，往往影響發電機的正常運行。法國GEC ALSTOM公司生產的FKG1N系列SF6開關運行已超10年，盡管遮斷容量能夠滿足需要，但運行中仍存在缺陷，尤其以液壓操作機構內部滲漏為甚。液壓機構出現內部滲漏嚴重時會引起壓力迅速下降，迫使油泵頻繁打壓，造成油泵柱塞及儲壓器的活塞不斷運動，增加磨損，影響設備使用壽命。同時，由于液壓不穩定，開關可能被迫退出運行，影響電力系統安全可靠運行。

1 判斷造成內部滲漏的故障元件

1.1 開關油泵頻繁啟動故障

開關在沒有任何操作的情況下，按廠家要求和有關規定，每天油泵啟動次數<4次。如果超過這個次數就要加強監視，達到10次以上應安排停電檢修。3號機開關在合閘狀態時油泵啟動頻繁，平均每天11～12次，最高有69次。

造成油泵啟動頻繁的原因有很多，如外部滲漏、內部滲漏及電氣故障等多方面原因。外部滲漏一目了然，電氣故障也易于排查。由于液壓機構元器件多，結構復雜，致使內部滲漏不易判斷，往往造成缺陷處理不到位，維護成本提高。因此，要分析判斷FKG1N型液壓機構內部滲漏必須從原理上分析解剖，才能對癥下藥。FKG1N液壓機構合閘狀態原理見圖1。

1．2 液壓機構內部滲漏的可能故障元件

根據液壓機構原理圖，易形成內部滲漏故障的可能元件見表1。

圖1 FKG1N液壓機構原理圖

表1 液壓機構各狀態下可能內部滲漏的元件

從表1清晰可得：假設開關在分合閘狀態都出現頻繁啟動，那么就有5+12，22，23等3組閥開閉狀態影響著油泵是否頻繁啟動，其中22和23閥在低壓油箱內，5+12組合閥在主液壓缸內，23為安全閥，只有壓力高于整定值才能開啟，其產生內滲故障概率小；22為泵單向閥，動作頻繁，易產生故障，產生內滲概率大；5+12組合閥運動速度高，單邊受力大，關合管口多，受多干擾因素的影響造成閉合不到位而產生內滲的機率大。綜上所述，22泵單向閥和5+12組合閥是FKG1N型液壓機構內部滲漏主要元部件，那么如何區分判斷是22泵單向閥還是5+12組合閥的故障呢？

首先在開關合閘位置，油泵打壓至額定的壓力，切斷電源，確定開關不能電動和手動操作，等待5 min后，拆開主液壓缸9上的低壓油管18，檢查低壓油管與主液壓缸的連接處孔洞內是否有液壓油。如無，則恢復低壓油管并給開關1個分閘命令，分閘操作后等待5 min，重復上述步驟，如有油滴產生，則內滲部位可能為5+12組合電磁閥，無則為22泵單向閥。將開關合閘，拆開工作缸側的低壓油管后，觀察主液壓缸上的低壓油管的連接處（孔洞內）有較多油漏出，每秒1～2滴，確定為主液壓缸內部滲漏。新安江水電廠已處理的3臺內部滲漏的開關都為主液壓缸內滲，更換主液壓缸后正常。

在合閘或分閘位置出現滲漏的故障處理則較為簡單，只要根據工作原理，判斷出合閘控制閥門10和分閘控制閥門16或其它部位故障，即可進行相應的處理。

2 造成液壓機構內部滲漏的可能原因

2．1 液壓油不清潔

自保持回路的泵單向閥及各工作閥的閥針下部的鋼球均與閥座間形成金屬硬密封，如果油中有雜質墊在鋼球與閥座間的密封線上即會發生內滲造成泄壓。致使液壓油不清潔的原因也是多方面的，如安裝時未采取有效防護措施或油老化產生油泥等。

2．2 毛刺和楞角刮傷密封圈及閥針

主液壓缸內一些泄壓孔和閥道，制造廠在制造時都為由外向里鉆的孔，因此，在閥體內壁上存在一些毛刺、楞角和未能清除出的金屬屑，這些不僅能刮傷閥座上的O型密封圈，而且還隨著高壓高速油流流動刮傷閥體和閥針，致使液壓機構內滲。在進行開關維護時，曾在低壓油箱內發現了金屬屑。

2．3 O型密封圈合模縫處有膠料

主液壓缸中的O型密封圈在高壓油作用力下受壓，使O型密封圈的外沿與閥體的內壁相接觸，O型密封圈的內沿與閥座的內壁相接觸，形成內外2條密封線。O型密封圈是橡膠由2塊模具合在一起經過硫化而成的，而徑向密封使O型密封圈內外的接觸面正是膠圈的合模縫處。此處不同程度地留有膠料，這些凸起的膠料會使閥座與閥體間形成許多小的孔洞，會造成漏油泄壓，有的膠圈截面不圓或預壓縮量不足，這些都能引起泄壓[1]。

2．4 金屬疲勞

液壓機構各主閥內彈簧長期受高油壓的作用力，運行多年后彈簧疲勞，在額定油壓下閥針關閉不嚴，造成漏油泄壓。

3 處理措施

3．1 加強液壓油的運行管理

（1）防止水分進入。水能夠與液壓油起反應，形成酸、膠質和油泥，也能析出油中的添加劑，降低潤滑性；溶于液壓油中的微量水能加速高應力部件的磨損；還會使控制閥粘結。

水進入液壓系統一是液壓機構本身密封不好，尤其是低壓油箱。由于新安江水電廠特殊地理位置，空氣濕度較大，低壓油箱頂部密封不嚴致使水分侵入。因此，機構箱中的加熱器一定要投入，尤其在夏季和檢修狀態下。二是新油中本身摻雜的水分。新油特別是長期放置的油水分指標往往不合格，在機構換油或補充新油時，一定要經過濾油機過濾后方可使用。

（2）防止空氣進入。液壓油中含有氣體也會使油泵啟動頻繁，并使油質加速老化。在每次換油或補油維護中要多排氣，同時要將油加至規定油位，以保證泵的吸入油管在油箱液面以下，阻止空氣吸入。

3．2 加強設備現場維護管理

（1）每2～3年過濾或更換液壓油、清洗閥系統和液壓管道，更換油過濾器，清除油箱底部的油泥和雜質，必要時對液壓系統壓力表、壓力安全閥進行校驗，防止操作機構壓力異常升高。

（2）運行時間在10年以上的液壓機構，如其高壓油系統內的主閥件出現問題，則對整個液壓操作機構進行更換，如低壓油系統元件出現問題，則只更換該元件。

（3）加強備品的管理，由于進口設備的零部件采購周期長、費用高，對開關中一些易損部件一定要有采購計劃并備足好安全數量。

（4）加強對裝配工藝和執行標準的管理，開展形式多樣的技術培訓和技術管理工作，有效提高檢修人員技能水平和全面分析判斷處理問題的能力。

4 結語

液壓機構由于速度特性平穩，體積小，操作功率大，廣泛用于高壓開關設備。而滲漏油、打壓頻繁等是液壓機構常見的主要問題，只有熟悉原理，才能快速地判斷故障部位，減少工作量，減少停電時間，使問題快速、準確、可靠地得到解決。

[1]陳化鋼，張開賢，程玉蘭，等.電力設備異常運行事故處理[M].北京∶中國水利水電出版社，1998.

[2]GEC ALSTOM.SF6斷路器FKG型安裝維護說明書[G].1998.