液压操动机构的断路器进气原因分析

黄祥 郭树永

【摘 要】本文针对一起液压操动机构断路器液压系统进气导致持续打压的故障事件进行说明和介绍。分析进气原因、提出解决办法，最后针对液压操动机构断路器提出运行维护的建议。对于液压操动机构断路器减少或者避免出现该类故障具有一定的参考价值。

【关键词】液压操动机构断路器；持续打压；进气

一、引言

液压操动机构的断路器具有操作平稳、噪声小、操作力大、需要控制的能量小等等优点而被广泛的运用于变电站和换流站内，但也存在有一些不足。如液压系统进气使电机频繁打压或者持续打压，打压电机频繁运转或持续运转会影响电机的使用寿命，提高设备故障率，增加了设备的维护、检修的工作量。本文特对液压操动机构断路器一起电机持续打压的故障进行说明，分析故障的原因，提出运行维护的相关建议。

二、2053断路器打压超时故障情况简介

2016年7月23日04时34分天生桥换流站工作站发2053断路器打压超时的SER信号，检查地面和机构箱内均未发现油迹，电机持续打压，液压保持在31.8MPa，断开电机电源一段时间后检查油压未下降。2053断路器为SEMENS公司生产的液压操动机构断路器，其型号为3AT3-3EE。该型号的断路器油泵电机启动压力返回值为32MPa（可调）。

三、液压操作机构断路器储能打压过程分析

液压系统打压由油压控制器B1控制。如油泵电机控制回路图，当油压低于32MP（该值可调），油压控制器B1的1、2节点接通，K15线圈带电（K15为延时线圈，带电后辅助触点立即合上，断电后辅助触点延时断开），K15线圈辅助触点15与18节点接通，K9线圈带电。K9线圈带电后使油泵电机打压回路图中K9线圈辅助触点13与14、33与34、53与54节点接通，油泵开始打压。当油压达到32MP时，油压控制器B1的1和2节点断开，K15线圈失电，经3S延时后K15线圈辅助触点15与18节点断开，K9线圈失电，K9线圈辅助触点13与14、33与34、53与54节点断开，电机停止打压。

四、2053断路器打压超时故障原因分析及处理方法

油泵电机打压超时可能是各级阀门发生严重渗漏[1]、漏油、漏气、液压系统进气、油压控制器B1故障等等原因，另外频繁打压很重要的一个检修项目就是对直流接触器的检查[2]。检查该断路器下方和机构箱内均未发现油迹，可以排除油路系统发生外漏；断开油泵电机的电机电源一段时间油压未下降，可以排除油路系统漏气和各级阀门泄露；测量直流接触器的线圈电阻符合厂家要求，各辅助触点动作正常，排除直流接触器故障。可能的原因为液压系统进气和油压控制器B1故障。断开打压电机电源，打开泄压阀，将压力泄至零，合上电机电源，电机运转一段时间后，断开电机电源，打开电机处的排气塞，有大量的气泡排出，经多次排气后，关闭泄压阀，油压从零开始建压，检查各压力节点都正常，油压达到32.5MP时，油泵电机停止工作，当时环境温度约为30℃，打压正常。油压达到32.5MP时，电机停止打压，则可以排除油压控制器B1故障，对液压系统排气后，打压正常，则可确定打压超时的原因为液压系统进气。

五、断路器液压系统进气原因分析

液压系统进气主要有以下几条原因：第一、断路器储能时，电机给液压油加压，液压油压缩油与氮气间的活塞，活塞压缩氮气桶中的氮气，由氮气存储分合闸所需要的能量，油为传递分合闸能量的介质。油与氮气由活塞隔离。但油、气不能完全隔離，会有少量氮气进入高油压区。第二、断路器分闸操作时（分闸操作靠分合闸活塞二侧压差提供动力，合闸操作靠活塞二侧的面积差提供动力），高压油与低压油连通，高压油将以较快的速度进入低压油区，由于速度较快，且低压油箱与大气相连通，高压油撞击油箱内壁激起油花，将包裹部分空气进入低压油区。

六、断路器液压系统进气会导致频繁打压或者持续打压故障的原因分析

如果高压油区有汽泡，高压油内的汽泡通过常压油箱排出后使实际油压下降，反复地发生就表现为频繁打压[3]。如果低压油区有汽泡，打压电机在打压过程中会将气体吸入泵内，气体积聚在泵的顶部，气体逐渐增多使泵内油面底于活塞口上部，油泵建不起油压[3]。

七、液压操作机构断路器运行维护建议

液压操作机构断路器液压系统进气较难避免，为不影响设备的正常运行需要运行维护人员做好维护和巡视工作，下面提出如下几条建议：

1、定期对液压系统进行排气：开关停电后，断开电机电源，打开泄压阀，对高压油区进行泄压，泄压后合上电机电源，电机运转一段时间后，断开电机电源，打开排气塞，等无汽泡排出后，拧上排气塞，重复上面步骤多次进行排气。

2、设备巡视时，需要重点查看设备是否有漏油：重点查看机构箱内油泵处是否有漏油，机构下方有油迹时，应打开机构，检查机构内是否有漏油。

3、定期校验各压力节点：断开电机电源，对其进行泄压，合上电机电源让油压从零开始建压，通过听继电器动作的声音分别记录氮气预充压力（泄压和建压过程的平均值）、分闸闭锁压力、合闸闭锁压力、重合闸闭锁压力、停泵压力值，试验值与标准值进行比较，试验值与标准值差别较大时，及时调整节点动作值。

【参考文献】

[1]董学广.LW6系列SF6断路器液压操作机构的异常分析[J].电力安全技术，2003，5（7）：41-41

[2]冯秀宾.CY5型液压操动机构频繁打压的重要检修项目[J].高电压技术，2005，31（6）：1-1

[3]郑雷.3AQ/3AT系列断路器机构油泵频繁打压的分析及对策[J].中国新技术新产品，2010，（1）：156-156