高压断路器液压操作机构研究

　　1液压操作结构常见故障诊断

　　1.1机构渗漏油

　　液压操作结构在运行中常发生渗漏油故障,危及设备安全运行,影响设备使用寿命[1]。

　　1.1.1外部渗漏

　　外部渗漏故障一般可从机构外观察发现,如机构箱底部出现大面积油污,此时可初步判定为外部渗漏油故障。机构发生外部渗漏故障的主要原因有:管接头拧紧力矩不够,接头松动;管接头紧固时力矩过大,造成卡套密封线变宽偏斜;接头卡套损坏,毛刺或破裂;密封圈、垫片变形或损坏。当发现机构外部渗漏故障时,首先要定位渗漏点,其次针对不同渗漏原因,采取相应处理措施。处理措施为:选择合适的管接头拧紧力矩,紧固良好;除去接头处的毛刺或更换卡套;更换密封圈或密封垫。垫片密封铜垫在安装前宜加热使之变软,安装时一次成功,否则铜垫在拆装几次后压痕变位,易产生新的渗漏点[1]。需注意,检修时应选择质量合格、尺寸合适的橡胶密封垫,保证压缩量适中,安装时宜涂抹凡士林。

　　1.1.2内部渗漏油

　　内部渗漏故障易导致油泵频繁打压等异常现象。处理内渗故障时难度较高,应综合分析渗漏原因,准确定位渗漏点。内部渗漏一般是由机构组件内部高压部分和低压部分之间的阀门密封不严引起,故障常常表现在阀门的阀线出现变形和损坏导致阀门密封不良,液压油内有杂质卡在各阀门或密封处。这种故障难以用肉眼观察到,通常可根据高压油渗漏时发出的“呲呲”声音寻找渗漏点,也可以根据油管温度(高压油通过渗漏间隙进入低压油腔时发生的剧烈磨擦常导致部件局部温度异常升高)等综合判断渗漏位置。找出内部渗漏位置很大程度取决于检修人员的故障处理经验,处理步骤比较复杂,需要装拆组件,研磨阀线,更换损坏的阀针、密封垫圈,过滤或更换带杂质的液压油,工艺要求较高,因此内部渗漏故障处理难度较高。

　　1.2液压管路混入气体

　　由于液压操动机构外接管路多且长,管路中积存的空气很难通过高压放油阀完全排尽,机构死角处残存的空气会形成空气垫,对液压操动机构动作特性产生影响。断路器进行分、合闸操作时,阀体或活塞运动依靠液压油的容积变化进行能量传递,当液压油受压时体积变化正常时才能满足动作机械特性要求,如此时油中含有空气泡(空气泡可压缩性远大于液压油),致使活塞运动时需首先压缩空气泡再压缩液压油,造成液压油整体容积变化较大,分合闸运动不稳定,三相同期不合格。处理措施为:一般断路器在可能形成死角的部分(主储压器下法兰、供排油阀阀座上等处)都设有排气口。操动机构在完成检修工作后建压过程中,应逐一打开各排气口将带有气泡的高压油从螺孔中排出,连续排油2~3min,经几次慢分、慢合反复操作,直至液压管路中气体排尽,断路器机械特性合格为止。保持液压油的不可压缩性,对于液压油作为工作介质可靠地传递能量、确保操纵机构正确动作至关重要[2]。

　　1.3电机储能故障

　　机构储能回路在储能过程中,常见故障类型为:储能电机不启动故障、储能完成后电机不停转故障。机构储能时,储能电机不启动的故障原因和处理方法通常有以下3种。a.储能电动机电源及二次回路故障。首先观察储能电机电源是否在合位,试拉合几下,观察有何反应;用手轻按二次回路中主要触点,检查是否有虚接、接触不良等故障;用万用表检测储能回路电阻和电压是否正常、空气开关有无故障,若电压幅值达到接触器动作而接触器未吸合,检查接触器、继电器触点是否接触良好、有无氧化,二次回路接线有无松动、断线开路、绝缘破损,延时继电器气囊是否破损。当出现上述情况时,对问题部位应加以打磨、紧固或针对问题元件及时进行更换。b.储能行程开关故障。若万用表显示无电压或电压低,问题可能由行程开关引起。检修人员应检查行程开关触头是否氧化、行程开关位置是否合适。当出现上述问题时,应对行程开关触头进行打磨或调整行程开关到合适位置。c.储能电机故障。如接触器处于吸合状态,而电机不转动,应检查电机端子电压。当电机端子电压正常时,则可判定是电机发生故障。一般故障原因为电动机绕组短线、匝间短路以及电机碳刷磨损严重或脱落,可采取更换绕组、碳刷等措施。对于断路器完成储能后,电机不停转故障,主要表现为断路器在合闸后,操作机构储能电机开始工作,但液压能量储满后,电机仍不停运转。主要原因多为行程开关位置偏高或短路受潮引起。处理方法是检查储能回路中的行程开关位置是否合适,调整其上下位置来实现准确断电。对机构进行有效地干燥处理,开启机构箱内的加热驱潮装置,更换损坏部件[3]。

　　2液压操作结构检修方法及其注意事项

　　2.1检修方法

　　基于对液压操作结构的研究与现场工作经验,针对如何准确定位故障点,消除液压操作结构故障,总结出6步检修法。a.问。提前询问值班人员故障现象,减少不必要工作量,提高检修效率。出发时,提前向运行人员详细询问故障现象,进行故障分析,初判故障原因,制定初步检修策略,备齐相应工器具、备品备件和检修资料图纸。b.看。通过观察来定位设备的故障点。液压操作结构很多内部故障可通过外部异常现象表现出来,如机构压力异常、油箱渗漏油等故障,这时可通过仔细观察机构外部异常现象进而大致确定机构内部故障点。c.摸。通过触摸,感知外部异常现象,进而诊断故障原因。当液压操作结构发生内部渗漏时,高压油通过渗漏间隙进入低压油腔时发生剧烈磨擦与冲击,能量转化为热能使部件局部温度异常升高,此时可通过触摸故障部位温升进而定位故障位置[4]。d.试。对断路器进行分合闸动作试验,观察液压操作结构在分合闸状态下的状况,进而分析故障可能发生的位置和原因。当断路器发生分后即合、合后即分故障时,通过试分试合可较快地判断可能故障点。液压操作结构是一个逐级放大能量的逻辑系统,各部件腔室与管道在分合闸时的油压高低可以有下列几种状态:常高压、常低压、瞬间高压,通过断路器的分合动作试验,观察液压操作结构在分合闸状态下的渗漏情况的不同,可较快诊断出故障可能发生的位置和原因。e.听。通过感知设备动作时发出的异常声响,进而分析故障原因,确定故障点。当液压操作结构内密封部件发生体积变形或位置偏移等问题时,变位的活塞动作时与缸壁摩擦的声音、高压油渗漏时的冲击声音,都可作为判断故障点的理论依据。声音较小难于感知时,可使用声音放大工具(听诊器)贴在机构部件上以提高侦听效果。f.测。使用万用表对二次回路进行测量,快速确定故障原因,消除设备故障。通常二次回路的断线、短路等故障,通过使用电压法或电阻法能较快找到断点和短路点。

　　2.2注意事项

　　a.设备检修前必须将油压释放至零表压,确保机构未储能。检查储能电源及储能控制电源是否安全,避免造成机构损伤和人员挤碰伤。b.拆除1、2级阀组件进行解体检修时,由于内部阀针、阀球极其细小,解体前应在地上铺一层塑料布,这样既可以防止细小零件的丢失,又可防止液压油滴落地面造成大片油污,同时注意不能使零件与坚硬物碰撞或挤压,以免变形。c.更换新组件或密封圈前,要用干净的10号航空油对组件进行清洗,液压管要用纯氮气吹干,工作人员的手也应清洗,确保组件、工具、人手干净无杂质,新更换的10号航空液压油必须经过过滤,以保持纯净。d.设备补充新液压油或过滤完成后,应适当进行排气操作,避免液压油中存在气体,导致分合闸不正确。e.根据浴盆曲线特性,设备投入初期和运行多年后,应加大设备监测和检修力度。每次检修液压操作结构应过滤或更换航空液压油,必要时对压力表等组件进行校验。f.对于运行时间在10年左右的液压操作结构,如某元件有原则性问题,对该元件进行更换,并开展同一批次、同一运行年代液压操作机构的检查检修,状况极差的及时提出计划更换机构。对于备品备件的现场检查和选用,尤其是密封垫的挑选,应选取质量合格、尺寸合适的配件。决不能把新配件当成合格件,必须经过仔细检查和挑选。g.加强对现场作业人员的装配工艺和执行标准管理。开展形式多样的技术培训,有效提高检修人员的综合技能素质,加强对各类设备故障的预防和消除。

　　3结束语

　　目前,具有液压操作结构的高压断路器已广泛应用于电力系统,以上通过对断路器液压操作结构的常见故障进行深入分析,总结出一套高效、实用的检修方法,有利于快速、准确、可靠的解决断路器检修中的实际问题,提高现场检修工作效率。提出的检修注意事项有助于检修工作人员提高现场检修水平,更好的保证设备和电网的安全运行。