斷路器氣動操作機構漏氣缺陷分析

張亞冬

(云南電網公司大理供電局，云南 大理 671000)

1 斷路器氣動機構結構

220kVLW23－252 型斷路器采用CQ6－V 型氣動操作機構，該機構以壓縮空氣作為分閘動力源，在分閘過程中合閘彈簧被壓縮儲能，為合閘做好準備。該操作機構元器件組成如圖1)。當需要儲能時，B 相上的空氣壓(圖1)縮機啟動打壓，外部空氣經過氣水分離器過濾、干燥、排污后，通過逆止閥進入B 相儲氣罐，再由B 相儲氣罐經控制閥門通過氣管路供入A、C 兩相的儲氣罐，形成壓縮空氣，正常運行時A、B、C 三相的控制閥門都打開，各相儲氣罐通過氣管連通。

通過對該型氣動機構的結構(圖1)按照功能進行分解，大致可以分為兩大部分，即空氣壓縮凈化部分(起空氣壓縮和凈化作用，組成為空壓機、氣水分離器至逆止閥 詳見圖2)和氣體貯存部分.

圖1 氣動機構結構圖

2 缺陷分析及改造

通過對LW23－252 型罐式斷路器氣動機構缺陷位置的統計分析可以看出，缺陷的主要部位集中在氣動機構管路接頭盒閥門處。

2.1 空氣壓縮凈化部分缺陷

如圖2 所示，空氣經空壓機壓縮為高壓氣體以后，沿黑色箭頭進入氣水分離器，經過凈化的干燥高壓空氣沿紅色箭頭，經逆止閥進入B 相儲氣罐;水分及雜質沿綠色箭頭，在打壓完成后經過常開的電磁排污閥排出。4 種缺陷發生在這一部分，如下表缺陷:

表1 空氣壓縮凈化部分缺陷部位細分統計表

圖2 氣動機構空氣壓縮凈化部分3D 效果圖

1)逆止閥漏氣會導致機構打壓頻繁、壓力無法保持或無法建壓。逆止閥漏氣共發生過5 起，均是由于長時間使用、管道震動導致的磨損和老化引起密封不嚴造成。目前的處理措施為加膠墊密封、研磨間隙或更換逆止閥。

2)電磁排污閥關閉不嚴會導致機構打壓時間長或打壓超時。

3)氣水分離器至逆止閥出氣管接頭漏氣會導致打壓時間長或無法建壓。

4)空壓機至汽水分離器管路接頭漏氣會導致打壓時間長或無法建壓。

2.2 氣體貯存部分缺陷

該氣動機構空壓機裝設于B 相，干燥的空氣由逆止閥進入B 相氣罐，氣體沿箭頭方向，經管道下行，進入電纜溝邊的管道再上行，最終進入A、C 兩相氣缸。

圖3 氣體貯存部分3D 效果圖

圖2 中藍色部分為管路接頭，共12 個接頭22 處可能出現的漏氣點;銀白色部分為氣體管路，本氣動機構共由11 條直管道，總長11 800 mm;此管路系統中氣管、接頭為銅管，安裝時考慮工藝美觀，所設置的管路較長，管路從氣缸下方下行、彎折、進入電纜溝邊的氣管，到達A、C相時再彎折上行進入氣缸，造成整個氣路中接頭較多，對接頭密封性的要求較高，在長期振動的情況下極易導致接頭出現漏氣甚至斷裂，且非常不便于運行及檢修人員檢查和處理。重新布置以后的管路如圖4。

圖4 氣體貯存部分管道改造示意圖

2.3 斷路器氣動機構改造方案

通過對氣動機構缺陷位置的分析，可以發現缺陷部位主要集中在管道接頭部位。其原因有二:一是在氣動機構操作、氣泵啟動時，會產生較大的振動，繼而引起接頭發生共振、松動、磨損，造成接頭密封處密封不嚴甚至發生接頭脫出、接頭斷裂，引起漏氣;二是該管路系統采用的管道為銅質硬管，接頭為鑄件接頭，二者的膨脹系數不同，導致管路在極冷、極熱等極端氣候中容易出現漏氣。由此檢修人員設計對斷路器氣動機構管道進行改造。

圖5 空氣壓縮凈化部分3D 效果圖2

1)空氣壓縮凈化部分管道改造:將空氣壓縮機至氣水分離器部分(接頭1 至接頭2)、逆止閥至氣水分離器部分連接銅質硬管更換為高壓耐熱軟管(接頭4 至接頭3)，并更換連接接頭。

2)氣體貯存部分管道改造:對該機構管路重新進行了布置，拉直管路、減少彎折，縮短管路路徑，減少接頭數目，并將銅質硬管更換為高壓耐熱軟管，

3 結束語

高壓斷路器對于保證電網安運行方面起到了相當重要的作用，對于LW23－252 型SF6 斷路器氣動機構泄露導致頻發打壓的問題，若不及時進行處理則可能引起儲能電機燒毀，導致斷路器不能分合，可能對斷路器設備本身及電網產生重大隱患。氣動機構改造是解決氣動機構泄露導致頻繁打壓缺陷行之有效的手段。