液壓操動機構的斷路器進氣原因分析

黃祥 郭樹永

【摘 要】本文針對一起液壓操動機構斷路器液壓系統進氣導致持續打壓的故障事件進行說明和介紹。分析進氣原因、提出解決辦法，最后針對液壓操動機構斷路器提出運行維護的建議。對于液壓操動機構斷路器減少或者避免出現該類故障具有一定的參考價值。

【關鍵詞】液壓操動機構斷路器；持續打壓；進氣

一、引言

液壓操動機構的斷路器具有操作平穩、噪聲小、操作力大、需要控制的能量小等等優點而被廣泛的運用于變電站和換流站內，但也存在有一些不足。如液壓系統進氣使電機頻繁打壓或者持續打壓，打壓電機頻繁運轉或持續運轉會影響電機的使用壽命，提高設備故障率，增加了設備的維護、檢修的工作量。本文特對液壓操動機構斷路器一起電機持續打壓的故障進行說明，分析故障的原因，提出運行維護的相關建議。

二、2053斷路器打壓超時故障情況簡介

2016年7月23日04時34分天生橋換流站工作站發2053斷路器打壓超時的SER信號，檢查地面和機構箱內均未發現油跡，電機持續打壓，液壓保持在31.8MPa，斷開電機電源一段時間后檢查油壓未下降。2053斷路器為SEMENS公司生產的液壓操動機構斷路器，其型號為3AT3-3EE。該型號的斷路器油泵電機啟動壓力返回值為32MPa（可調）。

三、液壓操作機構斷路器儲能打壓過程分析

液壓系統打壓由油壓控制器B1控制。如油泵電機控制回路圖，當油壓低于32MP（該值可調），油壓控制器B1的1、2節點接通，K15線圈帶電（K15為延時線圈，帶電后輔助觸點立即合上，斷電后輔助觸點延時斷開），K15線圈輔助觸點15與18節點接通，K9線圈帶電。K9線圈帶電后使油泵電機打壓回路圖中K9線圈輔助觸點13與14、33與34、53與54節點接通，油泵開始打壓。當油壓達到32MP時，油壓控制器B1的1和2節點斷開，K15線圈失電，經3S延時后K15線圈輔助觸點15與18節點斷開，K9線圈失電，K9線圈輔助觸點13與14、33與34、53與54節點斷開，電機停止打壓。

四、2053斷路器打壓超時故障原因分析及處理方法

油泵電機打壓超時可能是各級閥門發生嚴重滲漏[1]、漏油、漏氣、液壓系統進氣、油壓控制器B1故障等等原因，另外頻繁打壓很重要的一個檢修項目就是對直流接觸器的檢查[2]。檢查該斷路器下方和機構箱內均未發現油跡，可以排除油路系統發生外漏；斷開油泵電機的電機電源一段時間油壓未下降，可以排除油路系統漏氣和各級閥門泄露；測量直流接觸器的線圈電阻符合廠家要求，各輔助觸點動作正常，排除直流接觸器故障。可能的原因為液壓系統進氣和油壓控制器B1故障。斷開打壓電機電源，打開泄壓閥，將壓力泄至零，合上電機電源，電機運轉一段時間后，斷開電機電源，打開電機處的排氣塞，有大量的氣泡排出，經多次排氣后，關閉泄壓閥，油壓從零開始建壓，檢查各壓力節點都正常，油壓達到32.5MP時，油泵電機停止工作，當時環境溫度約為30℃，打壓正常。油壓達到32.5MP時，電機停止打壓，則可以排除油壓控制器B1故障，對液壓系統排氣后，打壓正常，則可確定打壓超時的原因為液壓系統進氣。

五、斷路器液壓系統進氣原因分析

液壓系統進氣主要有以下幾條原因：第一、斷路器儲能時，電機給液壓油加壓，液壓油壓縮油與氮氣間的活塞，活塞壓縮氮氣桶中的氮氣，由氮氣存儲分合閘所需要的能量，油為傳遞分合閘能量的介質。油與氮氣由活塞隔離。但油、氣不能完全隔離，會有少量氮氣進入高油壓區。第二、斷路器分閘操作時（分閘操作靠分合閘活塞二側壓差提供動力，合閘操作靠活塞二側的面積差提供動力），高壓油與低壓油連通，高壓油將以較快的速度進入低壓油區，由于速度較快，且低壓油箱與大氣相連通，高壓油撞擊油箱內壁激起油花，將包裹部分空氣進入低壓油區。

六、斷路器液壓系統進氣會導致頻繁打壓或者持續打壓故障的原因分析

如果高壓油區有汽泡，高壓油內的汽泡通過常壓油箱排出后使實際油壓下降，反復地發生就表現為頻繁打壓[3]。如果低壓油區有汽泡，打壓電機在打壓過程中會將氣體吸入泵內，氣體積聚在泵的頂部，氣體逐漸增多使泵內油面底于活塞口上部，油泵建不起油壓[3]。

七、液壓操作機構斷路器運行維護建議

液壓操作機構斷路器液壓系統進氣較難避免，為不影響設備的正常運行需要運行維護人員做好維護和巡視工作，下面提出如下幾條建議：

1、定期對液壓系統進行排氣：開關停電后，斷開電機電源，打開泄壓閥，對高壓油區進行泄壓，泄壓后合上電機電源，電機運轉一段時間后，斷開電機電源，打開排氣塞，等無汽泡排出后，擰上排氣塞，重復上面步驟多次進行排氣。

2、設備巡視時，需要重點查看設備是否有漏油：重點查看機構箱內油泵處是否有漏油，機構下方有油跡時，應打開機構，檢查機構內是否有漏油。

3、定期校驗各壓力節點：斷開電機電源，對其進行泄壓，合上電機電源讓油壓從零開始建壓，通過聽繼電器動作的聲音分別記錄氮氣預充壓力（泄壓和建壓過程的平均值）、分閘閉鎖壓力、合閘閉鎖壓力、重合閘閉鎖壓力、停泵壓力值，試驗值與標準值進行比較，試驗值與標準值差別較大時，及時調整節點動作值。

【參考文獻】

[1]董學廣.LW6系列SF6斷路器液壓操作機構的異常分析[J].電力安全技術，2003，5（7）：41-41

[2]馮秀賓.CY5型液壓操動機構頻繁打壓的重要檢修項目[J].高電壓技術，2005，31（6）：1-1

[3]鄭雷.3AQ/3AT系列斷路器機構油泵頻繁打壓的分析及對策[J].中國新技術新產品，2010，（1）：156-156