高压断路器液压机构打压频繁的原因分析及预防措施

高压断路器液压机构打压频繁的原因分析及预防措施

苏剑锋 张津 李佳睿 缪高策 胡诚

贵州电网有限公司安顺供电局 贵州安顺 561000

摘 要：液压机构作为超高压断路器的常用操作机构之一，具有功率大、操作平稳等优点，但由于液压机构材料质量、制作工艺、运行维护、检修等诸多方面原因，在日常运维中液压机构故障率较高，特别是打压频繁的缺陷又占据了所有液压机构缺陷的60%以上，本文着重对打压频繁的故障原因进行了分析，并针对不同故障原因提出了相应的处理方法和预防措施。

关键词：液压机构；逆止阀；密封胶圈；打压频繁

1 引言

断路器液压操作机构因体积小、输出功率大、可靠性高、维修方便等特点应用越来越广泛。但实际运行中液压操作机构出现故障的几率较大，其中尤为打压频繁缺陷最为突出，也是最难判断漏点的常见故障。断路器在没有任何操作的情况下，按厂家要求和有关规定，每天油泵启动打压4～5次左右要引起运行注意，加强监视，8次以上应安排停电检修。

油泵频繁启动一般对断路器的分合操作不会构成直接影响，若不能迅速处理，故障点就会愈来愈严重，油泵启动次数将会越来越频繁，最后导致油泵损坏，影响断路器正常操作，因此在运维工作中对打压频繁缺陷应引起重视。

2 常见原因分析

2.1　液压油洁净度不够

断路器液压机构常用的是10#号航空液压油，在运行中由于液压系统在工作过程中，不断产生的金属粉末和密封材料的磨损颗粒， 在液压油补充或过滤时混入碎棉纱头、灰尘等杂物，这些杂物有可能粘连在各阀体密封面，导致渗漏率增大，当渗漏达到一定值后就产生打压频繁缺陷，影响断路器正常运行。

2.2　内部渗漏

内部渗漏是机构组件内部高压区和低压区之间的阀门密封不严引起的，如电动油泵高压出油管端的单相逆止阀钢球密封失灵；组件安全阀动作后阀片密封不严；控制阀、三级阀、供排油阀的阀口损坏等。表现在阀门的阀线有印痕、变形或损坏，阀门密封损坏、安全阀弹簧疲劳、老化，液压油内有杂质卡在各阀门或密封圈上，运行故障难以用肉眼从机构外表观察捕捉到，只能根据高压渗漏时发出的声音寻找漏点，也可以根据油管温度、开关分合闸状况等综合判断渗漏位置。要找出内部渗漏位置很大程度上取决于检修人员在这方面的经验，处理也较复杂，需要装拆组件、研磨闸线、更换损坏的阀针、疲劳的弹簧、受损的密封垫圈、过滤或更换带杂质的液压油，内部渗漏是处理难度较大的故障。

2.3　外部渗漏

长期运行过程中，油泵打压和开关操作产生的机构震动以及金属自身热胀冷缩，使得螺帽出现松动， 加之高压油在循环过程中对管道反复冲击，导致管道连接部位发生渗漏。

2.4　储压桶氮气渗漏

储压筒充氮气所使用的封塞垫质量不合格，使用尼龙垫替代航空橡胶件，尼龙垫材质为聚四氟，这种材质的尼龙垫天气冷易变脆，天气热又易变形，在运行中尼龙垫性能变化造成储压筒漏氮。

2.5　气温急剧变化

断路器液压机构内的密封绝大部分是利用不锈钢球与纯铜阀口砸配形成环形闭口的密封线而密封，要求阀口上行成的密封线细腻而整齐，当气温骤变的情况下，由于不锈钢与纯铜的收缩率不一致导致密封面之间存在缝隙造成密封不严。

2.6　油泵启停微动开关劣化

微动开关是压力开关的重要组件，在额定压力值下，压力组件作用于微动开关触头，使微动开关常闭接点断开。运行过程中，微动开关内部弹簧长期处于压缩状态，产生机械疲劳，导致油泵在压力高于起泵整定值时提前起泵，造成打压频繁，在压力值达到停泵整定值时无法及时停泵，造成油压偏高。

3 打压频繁缺陷检查方法

3.1　合闸位置频繁打压的原因和检查方法

保持机构的压力，打开油箱放掉低压油，用清洁布擦干控制阀，检查高压油是否从一级阀排油孔流出，原因可能有：

①合闸一级阀钢球密封不好，或者合闸一级阀密封圈损坏；

②分闸一级阀钢球密封不好，或者分闸一级阀密封圈损坏。

如果一级阀排油孔没有高压油漏出，应重点检查二级阀排油孔，很可能是二级阀密封圈损坏，高压油从二级阀排油孔流出。断路器在合闸位置时，通过检查一、二级阀排油孔是否泄油就可初步判断出故障位置。

3.2　分闸位置频繁打压的原因和检查方法

如果断路器在合闸位置压力正常而在分闸位置频繁打压，原因可能是：工作缸活塞杆密封不好。因为液压机构是在同一种工作压力下，利用活塞杆两侧面积不同产生差压的原理，断路器在合闸位置时工作两侧都带高压，两侧都是同一种工作压力，工作缸活塞密封不好不会引起频繁打压；而在分闸位置时，分闸腔带高压而合闸腔无压力，分、合闸腔是靠活塞杆的密封隔离的，一旦活塞杆密封圈损坏，高压油就会从分闸腔泄漏到合闸腔经节流阀排到低压箱。

3.3　分、合闸位置均频繁打压的原因和检查方法

检查安全阀释放时是否被油中脏物卡住，高压放油阀是否关紧，油泵高压逆止阀是否被油中脏物卡住或钢球密封不好，此外，还必须注意各高压接头是否松动漏油，上下阀体结合处各个M10螺栓是否拧紧等。

4 预防措施

①定期更换或过滤液压油，南方电网公司《电力设备检修试验规程》要求12年进行液压油过滤，24年进行液压油更换，严格执行相关规程要求，必要时缩短相应周期；

②结合停电检修，检查油路管道连接处螺栓，尤其是高压油管金属卡环紧固情况，如有松动必须马上紧固，防止机构发生外部渗漏。

③严把质量关，使用合格的材料：对“O”形密封圈，对密封圈开展高温加速老化试验，验证密封圈使用寿命不低于40年。

④定期检查操作机构箱内加热器是否正常工作，避免机构箱内温度急剧变化；

⑤提高检修质量：在安装密封圈时应先检查密封圈质量，合格后用800号细砂纸对定位槽脏物进行仔细清理，并在密封圈和定位槽之间均匀涂上硅脂，然后小心地把密封圈放入定位槽，并用手轻轻拨动密封圈使之均匀安放在定位槽内。液压机构大修后的保压过程是检验大修质量，避免打压频繁的重要步骤，分合闸保压各24小时，合闸保压时间尤为重要，必须保证。

5 液压机构自动滤油装置的设计

在现场运维过程中，较多的打压频繁缺陷仅需操作断路器进行一次分合闸操作即可解决，该种情形往往是液压油内有杂质卡在密封面上，断路器操作是急速流动的油流将杂质冲回低压油箱，但是也可能带来一定问题，急速流动的油流可能扰动低压油箱底部沉积的杂质，在油泵打压时再次将杂质带入液压机构高压系统，针对以上问题设计了一套装置自动滤油装置（见图1），安装在液压机构低压油箱的排油口与注油口之间，通过滤油装置油泵将低压油箱内的液压油抽出，经过过滤器后再将液压油从注油口注入油箱，该装置控制原理图见图2。

图1 自动滤油装置原理图

Fig.1 Schematic diagram of automatic oil filter

图2 滤油装置控制原理图

Fig.2 Control Principle Diagram of Oil Filtration Device

该套装置的控制具有自动控制与手动控制功能，控制回路与液压机构油泵电机控制回路相关联，当断路器分合闸时油泵均会启动打压，当油泵启动时该套控制回路中的KM63-64接点接通启动该装置自动滤油，当油泵电机停止工作后KT2时间继电器开始工作并计时，KT2 15-16接点接通，装置继续工作，KT2时间继电器整定时间10min（一般油箱内有60L液压，该套装置油泵流速为8L/min），当KT工作10min后KT2 15-16接点该套装置自动停止。

当需要手动启动该装置滤油时，按下手动启动开关SB，即可开始液压油过滤。除此之外，该套装置还具有快速注油与快速排油功能该套装置除自动滤油功能外还具有快速补油与换油的功能，能够大大提升补油及换油的工作效率。

当液压机构注油时，从注油口处连接软管至外部盛油容器，关闭低压开关7、10，打开低压开关6、12，启动装置即可开始注油工作。

当需要液压机构排油时，关闭低压开关6、12，打开低压开关7、10，启动该套装置即可完成排油工作，提升工作效率，缩短停电时间。

6 结语

液压机构打压频繁是在运维工作中最常见缺陷，处理起来相对比较复杂，因此，需要我们要不断学习、按照标准化作业指导书进行科学、细致的检修消缺，以提高断路器设备的安全可靠性，做到防患于未然。

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JIN Huishen.Reasons and Treatment of Frequent Pressure by Hydraulic Mechanism of High Voltage Circuit Breaker [J].Tianjin Electric Power Technology, 2005, 11(2):32-33.

作者简介：

苏剑锋（1987-），男，电气工程师，本科，主要从事电力设备检修维护工作；

张津（1986-），女，电气工程师，本科，主要从事电力设备管理工作；

李佳睿（1995-），男，变电检修工，本科，主要从事变电设备检修工作；

缪高策（1995-），男，变电检修工，本科，主要从事变电设备检修工作；

胡诚（1995-），男，变电检修工，本科，主要从事变电设备检修工作。