断路器液压机构打压频繁原因分析

发表时间:2020/9/8   来源:《中国电业》2020年3月9期   作者:高涛
[导读] 电力行业的发展关系到我国整体经济的发展速度和发展方向。
        摘要:电力行业的发展关系到我国整体经济的发展速度和发展方向。断路器作为特高压、超高压输变电的关键设备,主要用来接通和断开电路,并与保护装置、控制装置配合,限制故障范围,避免事故影响其他区域。目前,高压断路器多数采用液压操作机构,液压操作机构具有体积小、输出功率大、动作快且可靠等特点。
        关键词:断路器液压机构;打压频繁原因
        引言
        电力行业发展至今不具备可替代性,是我国基础建设中非常重要的能源。高压断路器的液压机构以其体积小、输出功率大、反应速度快、操作寿命长、动作特性稳定等优点得到了非常广泛的应用但是在断路器的运行过程中,常常会出现油泵打压频繁的现象,这不仅会降低电机的使用寿命,同时也会给电网和设备的安全稳定运行带来风险。
        1断路器结构及工作原理
        液压机构装配有贮压器、操作活塞杆、分合闸线圈、油压表、油压开关、油泵电机、排油阀、泄压阀、液压油泵、逆止阀、油标和油过滤器。电机通电后带动油泵转动,油箱中的低压油进入贮压器压缩氮气形成高压油,高压油同时进入工作缸活塞下部及控制阀、油压开关的高压侧,当油压达到整定值时,油压开关触点断开,电机完成储能断电。以合闸操作为例解释液压机构工作过程:液压操作缸处于分闸状态,合闸指令一给出,合闸线圈受电,控制阀向左移动,转换结束。高压油从贮压器流到操作缸中活塞的上部,此时操作缸中活塞的两侧都充有高压油。操作机构的工作原理为活塞压力差原理,即活塞上侧的表面积大于传动杆侧的截面积,于是活塞向下移动(合闸方向)。借助于如上所说的压力差,活塞得以稳定地保持在合闸位置。
        2断路器液压机构打压频繁原因
        1.密封圈材料性能劣化,液压机构通常利用密封橡胶圈的弹性而作平面或四周的动静密封,液压机构的外部漏油常源于密封橡胶圈损坏,具体原因有:密封圈生产质量问题;在长期油浸及高温高压下极易老化,脆化变形,特别是在分合闸高压油流突变情况下,极易被冲坏;液压油中混有水分和尘土等杂质时,对密封胶有腐蚀作用;专业班组检修试验过程操作安装方法不当,出现密封圈扭曲、破裂等现象。密封橡胶圈的损坏会造成油路漏油。外部渗漏油严重时会污染环境,同时如果使空气混入液压系统,将使系统产生气穴、噪声和油质劣化等不良现象,或使油泵打空压。外漏容易被运行人员发现,因此我们更应关注内漏的情况,主要内漏情况有:贮压器与活塞动密封不良,高压油泄漏至氮气室中而使气压增大,或使氮气泄漏,气压下降;操作缸与活塞动密封不良,高低油路互通。这些情况下油泵将会频繁启动。2.液压油受到污染,更换换向阀或开关大修工作期间,油箱的油会被全部抽出,期间如果掺入机械杂质,如金属屑、毛刺等,油过滤器将起不到相应的作用;或者装配时带入灰尘和运行中磨损产生小碎件,油中杂物会卡滞在控制阀、逆止阀里面,磨损阀体,使阀体产生毛刺,磨损掉的颗粒将进一步加重油液污染,形成恶性循环,导致控制阀等密封不严,高压油流通至低压油路。3.油压开关存在问题,油压微动开关工艺不精细,对油压变化的反应不够灵敏,精确度不高,也会造成油泵频繁打压。在开关检修时,检修人员调试行程距离时只能通过肉眼观察触点的大概位置,不能达到微机采样的程度,调试的精确度无法保证,可能导致停泵、启泵的设定值过于接近,油泵频繁打压。若机构箱内抽湿机损坏,导致箱内湿度增大,会造成行程开关接点氧化而接触不良,动作不可靠。
        3改善对策
        3.1液压系统污染导致频繁打压
        液压操动机构的液压系统中能储筒、工作缸、电磁阀、逆止阀、换向阀等都对液压油的清洁度有非常高的要求,如果在生产制造、安装调试、检修工作中不注意,就会混入风沙、毛刺等颗粒,造成零部件的磨损,阀体的失灵和泄漏,同时颗粒还会堵塞油泵的进出油口,降低打压效率,出现频繁打压或长时间打压的现象。此种现象可以通过再次操作断路器或多次拉合得到改善,但是也有可能更加严重,只有通过更换新油或进行滤油处理才能得到根本性的好转。


        3.2初步处理
        液压油更换:放空低压油箱中的液压油,发现液压油浑浊不清,含有大量杂质,直接导致装配内阀门密封不严。现场取出低压油箱中的滤油网并用汽油清洗干净,用无毛纸擦除油箱底部污垢。所有装配装复完毕后,向低压油箱注入新的#10液压油。微动开关更换:将旧微动开关拆下后用万用表检查,发现部分微动开关的确存在节点不通的情况,现场更换所有微动开关。更换前记录微动开关编号及二次接线端子号,由外向内依次拆除微动开关,安装新微动开关时检查开关水平位置,确保微开关触点正对压力开关顶杆后再紧固螺栓,防止顶杆与触点接触不良导致微动开关动作不正确。供排油阀大修:依次拆除与供排油阀相连的各管道和辅助油箱后,均匀松开供排油阀与工作缸对接螺栓但不取出,使供排油阀与工作缸之间留有手指宽缝隙,手指伸入缝隙取下对接面O型密封圈,发现密封圈轻易脱落且明显变形,密封性能劣化严重。现场更换O型密封圈,先用无毛布清洁密封面,将新密封圈涂抹硅脂后粘于工作缸对接面密封槽内,并用手指抹平,确认密封圈粘粘稳固后均匀紧固对接螺栓,并用力矩扳手紧固。油泵大修:将油泵拆下进行现场解体,松开两侧低压油腔固定螺丝,拆除两侧低压油腔罩,发现O型密封圈松动变形,密封性能下降。拆除油泵两侧柱塞组件中的呼吸阀,发现呼吸阀松动,密封件变形、破损,密封性能严重下降,直接造成油泵内部渗漏,继续发展则会导致油泵打压超时甚至建压失败。现场更换两侧低压油腔罩O型密封圈和呼吸阀密封件。装复呼吸阀时,注意先将两侧柱塞注满新液压油,再紧固呼吸阀,防止空气进入。向油泵注入新液压油后,转动油泵偏心轮将泵内空气排出。
        3.3控制阀渗漏油改进措施
        在巡检中发现密封圈渗漏油后,更换损坏的密封圈需要注意,更换密封圈时须用液压油进行冲洗;换、注液压油时要彻底过滤,工作人员应尽量在无尘环境下操作,以确保液压油的纯净;控制阀阀座的?6小孔与倒角不同轴会加速密封圈的损坏,在更换密封圈时需尤其注意。建议增设密封圈渗漏油巡检项目,加强对控制阀状态管理,若有渗漏油的情况及时安排检修,并定期对控制阀进行密封性检查。
        3.4进一步处理
        为避免后续运行中其他装配也发生因密封性能下降导致的渗漏,现场对控制阀和压力组件进行解体大修,更换内部密封件。解体大修结束后,对机构内所有装配及高压管道连接部位螺栓、低压橡皮管道接头处卡栓、高压放油阀螺栓进行紧固。
        3.5液压油的清洁处理
        更换新元器件前,要用干净的液压油清洗,必要时液压管道要用纯氮气高压吹干,尤其是清理油过滤器的脏物,工作期间检修人员要确保人手、使用工具干净无杂质,阀体解体后不能随地放置,阀球等不能与坚硬物体碰撞或挤压而损坏变形,无论注或换的液压油都必须进行过滤处理,免受灰尘污染,各项指标必须符合标准。
        结语
        通过对所辖变电站断路器液压机构工作原理及现象的分析,找出断路器打压的原因并给出相应的解决办法,希望对检修工作中查找断路器打压频繁的原因提供帮助。
        参考文献
        [1]李建明,王志勇,王淑琛.3AQ/3AT型断路器液压机构油泵频繁打压故障分析及处理方法[J].高压电器,2011,47(5):103-107.
        [2]闫群民,马永翔,王宏涛.800kV罐式SF6断路器操动机构频繁打压现象分析[J].高压电器,2011,47(2):96-99.
        [3]秦怡宁,曾彦珺,曹鸿,等.LW15A-550型断路器爆炸事故原因分析[J].高压电器,2016,52(7):179-184.
       
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