杨磊，叶茂泉，杨正昌，巫环科，唐锦尧，张科，袁辉祥，周永晨
广东电网有限责任公司东莞供电局，广东省 东莞市 523000
Energy Storage Displacement Measurement Method for Hydraulic Spring Operating Mechanism of GIS Circuit Breaker
YANG Lei , YE Maoquan, YANG Zhengchang, WU Huanke, TANG Jinyao, ZHANG Ke, YUAN Huixiang, ZHOU Yongchen
Dongguan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Corp.,Dongguan,Guangdong 52300,China
摘要：针对GIS断路器液压弹簧操动机构贮能位移测量传统方法存在的不足，本文提出了一种GIS断路器液压弹簧操动机构贮能位移测量方法，通过泄压组件来匀速泄压，通过设置指示组件来提醒油压行程开关接点的指定动作状态，准确实现贮能位移的测量。该方法减少了操作难度，提高了测量准确度和测量效率，对现场检修维护工作具有十分重要的意义。
关键词：断路器；液压弹簧机构；贮能位移
ABSTRACT: Aiming at the shortcomings of traditional methods for measuring the displacement of stored energy of hydraulic spring operating mechanism of GIS circuit breaker, a method for measuring the displacement of stored energy of hydraulic spring operating mechanism of GIS circuit breaker is proposed in this paper. The pressure relief component is used to release the pressure at a constant speed, the indicator component is set to remind the specified action state of the oil pressure travel switch contact, and the energy storage displacement is measured accurately. The difficulty of operation is reduced and the accuracy and efficiency of measurement are improved in this method, which is of great significance to the on-site maintenance..
KEY WORD: circuit breaker; hydraulic spring mechanism; energy storage displacement
0 引言
GIS断路器液压弹簧操动机构能够通过储能器活塞压缩碟型弹簧并将液压能长期存储在储能活塞缸内，为断路器分、合闸操作做好必要的能量储备[1-3]。在断路器检修作业中，需要测量液压弹簧操动机构在重合闸、合闸及分闸等油压行程开关接点的贮能位移，检修人员一般采用手动抬升泄压手柄对液压弹簧操动机构泄压，泄压手柄的抬升高度对应液压弹簧操动机构的泄压速率，使得储能器中贮存的液压能转化为支撑环与活塞缸之间的位移变化，支撑环与活塞缸相对移动时，油压行程开关接点能够依次到达相应的指定工作状态[4-5]。借助卡尺测量各油压行程开关接点指定工作状态时对应的实际贮能位移，根据所测量的实际贮能位移与标准贮能位移的比较，来获得液压弹簧操动机构在各油压行程开关接点的油压压力，从而判断液压弹簧操动机构的工作状况（现场测量如下图1所示）。但是在作业的
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过程中存在以下问题：
（1）手动抬升泄压手柄泄压时难以保证用力均匀，使得活塞缸与支撑环的相对移动速度不均匀，可能错过油压行程开关接点的指定工作状态，使得最终测量的贮能位移并非是油压行程开关接点指定工作状态下的贮能位移，降低了测量结果的准确性；
（2）在手动泄压的同时，一方面需要观察油压行程开关接点的工作状态，另一方面需要利用卡尺测量各接点的贮能位移，测量过程容易受周边工作环境及检修人员操作熟练度和操作敏捷度的影响，也降低测量准确性；而且一旦错过油压行程开关接点的指定工作状态，需要对液压弹簧操动机构重新储能，重新进行贮能位移测量作业，也降低了测量效率。
为解决上述问题，本文提出了一种GIS断路器液压弹簧操动机构贮能位移测量方法，通过泄压组件来匀速泄压，通过设置指示组件来提醒油压行程开关接点的指定动作状态，减少了操作难度，提高了测量准确度和测量效率。
1 GIS断路器液压弹簧操动机构贮能位移测量传统方法
GIS断路器液压弹簧操动机构示意图如下图2所示，图3中200为液压弹簧操动机构；201为泄压手柄；202为油压行程开关接点；203为支撑环；204为活塞缸。
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现场测量时往往一只手抬升泄压手柄泄压，另一只手利用卡尺测量各接点的贮能位移，泄压的同时通过聆听油压行程开关接点导通时产生的细微滴滴声判断接点并记录相关数据。但该方法存在手动泄压速度不均匀、测量过程容易受周边工作环境及检修人员操作熟练度和操作敏捷度的影响、影响测量结果的准确性等不足。
2 GIS断路器液压弹簧操动机构贮能位移测量装置
针对传统贮能位移测量方法存在的不足，本文提出了一种GIS断路器液压弹簧操动机构贮能位移测量方法， 其采用的贮能位移测量装置基本结构如下图3所示，包括外壳、泄压组件、指示组件和位移测量组件，图3中：1为外壳；2为泄压组件；3、指示组件；31、指示模块；32、导线；33、线卷座；4、位移测量组件；41、量尺；42、卡槽；43、伸缩节。
泄压组件连接液压弹簧操动机构的泄压手柄，用于抬升泄压手柄；指示组件连接于液压弹簧操动机构的多个油压行程开关接点上，用于在油压行程开关接点处于指定动作状态时发出指示信息；位移测量组件连接于液压弹簧操动机构的支撑环上，用于测量支撑环与液压弹簧操动机构的活塞缸之间的位移，以获得每个指示信息对应的每个油压行程开关接点的贮能位移。
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下面进一步介绍贮能位移测量装置各个组成部分的作用如下:
1) 泄压组件包括用于支撑泄压手柄的支撑结构，以及连接支撑结构的抬升结构，抬升结构用于以若干单位高度抬升支撑结构，单位高度的数量对应支撑环与活塞缸之间相对伸缩位移的伸缩速率;
2)抬升结构包括固设在外壳上的抬升座，以及与抬升座活动连接的螺杆，螺杆与支撑结构固定连接，抬升座靠近支撑结构的一侧面凹设有螺纹孔，螺杆与螺纹孔螺纹配合连接。
3)抬升座上设置有锁紧机构，锁紧机构用于锁紧螺杆相对抬升座的位置;
4)指示组件包括多个固设于外壳上的指示模块，和一端连接指示模块而另一端连接油压行程开关接点的导线，每个指示模块对应一个油压行程开关接点，每个油压行程开关接点处于指定动作状态时导通，导通的油压行程开关接点对应的指示模块发出指示信息。
5)指示模块包括指示灯模块和/或声音报警模块。
6)指示组件还包括设置于导线与外壳连接处的线卷座，线卷座用于卷绕导线。
7)位移测量组件包括量尺，以及连接量尺的卡槽，卡槽设置在外壳内，量尺能够相对卡槽的导槽移动，且导槽能够容纳量尺。
8)量尺与卡槽的连接处设置有伸缩节，量尺能够相对伸缩节伸缩移动或相对伸缩节的中心轴转动。
3 GIS断路器液压弹簧操动机构贮能位移测量新方法
贮能位移测量装置与液压弹簧操动机构的装配结构示意图如下图4所示，通过在外壳1上设置泄压组件2、指示组件3和位移测量组件4来组成贮能位移测量装置，泄压组件2连接液压弹簧操动机构200的泄压手柄201，泄压组件2用于抬升泄压手柄201，使得液压弹簧操动机构200的储能器中贮存的液压能可以匀速泄压，而转化为支撑环203与活塞缸204之间的均匀规律的位移变化；指示组件3连接于液压弹簧操动机构200的多个油压行程开关接点202上，用于在油压行程开关接点202处于指定动作状态时发出指示信息，以便在油压行程开关接点202处于指定动作状态时停止抬升泄压手柄201的动作，避免泄压手柄201继续动作而错过油压行程开关接点202的指定动作状态，减少重新测量作业的风险；位移测量组件4连接于液压弹簧操动机构200的支撑环203上，用于测量支撑环203与液压弹簧操动机构200的活塞缸204之间的位移，以获得每个指示信息对应的每个油压行程开关接点202的贮能位移，比如，记录每个油压行程开关接点202处于指定动作状态时对应的测量值，最后减去液压弹簧操动机构200处于完全泄压状态下的测量值，即可得到各个油压行程开关接点202的贮能位移。
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本方法通过泄压组件来稳定抬升泄压手柄，避免不稳定的手动抬升方式来对活塞缸泄压而错过油压行程开关接点的指定动作状态，提高了测量结果的准确性；另一方面，通过设置指示组件来提醒操作者关于油压行程开关接点的指定动作状态，使得操作者能够在获取指示组件发出的指示信息时，直接获得油压行程开关接点的贮能位移，减少了操作难度，同样提高了测量准确度和测量效率。
4 结论
针对GIS断路器液压弹簧操动机构贮能位移测量传统方法存在的不足，本文提出了一种GIS断路器液压弹簧操动机构贮能位移测量方法，通过一种贮能位移测量装置实现（主要由泄压组件、指示组件和位移测量组件组成），泄压组件连接液压弹簧操动机构的泄压手柄，用于抬升泄压手柄；利用指示组件连接于液压弹簧操动机构的多个油压行程开关接点上，用于在油压行程开关接点处于指定动作状态时发出指示信息；位移测量组件连接于液压弹簧操动机构的支撑环上，用于测量支撑环与液压弹簧操动机构的活塞缸之间的位移，以获得每个指示信息对应的每个油压行程开关接点的贮能位移。
本方法通过泄压组件来稳定抬升泄压手柄，提高了测量结果的准确性，并减少了操作难度，同时提高了测量准确度和测量效率。
参 考 文 献
[1]袁露,王锰,苏文,谢佳,薛克志.220kV GIS断路器储能异常分析与处理[J].电气技术,2018,(11):95-99.
[2]朱瑞超,王志刚,高文江,谭忠维,雷强.500kV HGIS/GIS断路器液压弹簧机构手动储能装置的设计与实现[J].电工技术,2018,(07):116-118.
[3]陈强.断路器液压弹簧操作机构故障分析及处理[J].电气技术,2017,(08):122-124+128.
[4]林涛.ZF5-126型220kV断路器液压弹簧机构故障分析及处理[J].北京工业职业技术学院学报,2017,(03):122-125.
[5]付荣荣,赵莉华,荣强,张浩,景伟,阳薇,姜海洋,朱林林.高压断路器操作机构机械特性研究[J].高压电器,2017,(05):56-62.
收稿日期：
作者简介：
杨磊（1993-），男，硕士研究生，高级工，研究方向为变电一次设备故障诊断与运维；
叶茂泉（1975-），男，本科，高级工程师，研究方向为变电一次设备故障诊断与运维；
杨正昌（1985-），男，本科，工程师，研究方向为变电一次设备故障诊断与运维；
巫环科（1978-），男，本科，高级工程师，研究方向为变电一次设备故障诊断与运维；
唐锦尧（1984-），男，本科，高级工程师，研究方向为变电一次设备故障诊断与运维；
张科（1979-），男，本科，高级工程师，研究方向为变电一次设备故障诊断与运维；
袁辉祥（1987-），男，本科，工程师，研究方向为变电一次设备故障诊断与运维；
周永晨（1989-），男，本科，工程师，研究方向为变电一次设备故障诊断与运维。
备注：该论文受广东电网公司职工创新项目资助，项目名称：GIS断路器液压弹簧操动机构贮能位移测量专用工具的研制，项目编号：031900KK52190220。