断路器液压机构中控制阀故障分析与改进宋克涛

断路器液压机构中控制阀故障分析与改进宋克涛

宋克涛

(国网冀北电力有限公司唐山供电公司河北唐山063000)

摘要：断路器的分合闸操作是通过操动机构来执行，操动机构的工作性能和品质优劣对断路器的工作性能和可靠性都有很大的影响。由于液压机构工作压力大、液压油的可压缩性和温敏性等原因，使得液压机构出现故障几率较大，且高压断路器动作次数少(平均2次/年)，造成了机构出现故障难以查找及检修，对变电站的安全运行造成了很大威胁。针对断路器液压机构的常见故障进行分析，并提出讨论性处理方法和预防措施。

关键词：断路器；液压机构；控制阀；故障；分析

1导言

高压断路器是变电站及发电厂重要的电力控制设备。当系统正常运行时,它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流;系统故障时它和继电器保护装置配合,能迅速可靠地切除故障电流,防止事故范围扩大。因此,断路器广泛地应用在各发电厂变电站和输配电线路中。操动机构是断路器的重要组成部分,对其总体要求不论是在正常负荷还是在发生短路故障的情况下,都能对其所控制的设备进行可靠分、合闸。而要保证断路器能正常动作,对操动机构正确的维护至关重要。

2如何对机构故障进行处理

2.1打压电源故障的检查处理

在变电站站用电系统正常运行的情况下,开关操作机构的打压电源故障,一般有如下原因:(1)操作机构箱内打压电源小刀闸保险丝的容量不匹配,或是保险丝安装不规范,造成保险丝熔断;(2)打压电源回路中的电磁小开关因故跳闸或故障;(3)打压电源回路中,在变电站低压屏上的小空气开关或漏电保护器因故跳闸或故障;(4)断路器操作机构的打压电源回路中接线错误或是由于回路导线接头接触不良、断线等。开关操作机构的打压电源故障一般应在正常巡视中发现。主要是通过检查开关操作机构压力表的压力,当发现开关操作机构压力已达到起泵打压值,却未见正常起泵打压时,则应立即对该开关操作机构的打压电源回路进行检查,同时报告有关调度值班员和工区领导。首先检查该回路中小刀闸的保险、电磁小开关、漏电保护器、空气开关等较容易出现问题并明显、易查的部位,如果未发现异常,再进一步检查打压电源回路的接线有无断线、虚接等问题。经过检查,如果发现操作机构电源刀闸保险熔断,可根据其保险的熔断情况初步判断保险熔断的原因。单根保险熔断,其熔断部位在上端或下端(螺丝紧固保险处),一般是由于螺丝过松、过紧或螺丝滑扣虚接造成的。如果保险单根熔断的部位在中间,其熔断的原因有两种可能:一种情况是保险丝的熔断口较小,这时一般是由于保险容量小造成过流;另一种情况是保险丝熔断口较大,这时回路中可能有短路点。如2根或是3根保险同时熔断,一般是由回路中短路造成的。判断为保险安装不当造成保险丝熔断时,只要故障开关操作机构的压力尚没有达到“零压闭锁”状态,可迅速更换同容量保险丝后恢复打压。如果操作机构的压力已经到达“零压闭锁”状态,严禁随意通过“零压启动按钮”起泵打压。如果保险丝的熔断原因是装设保险丝的螺丝滑扣,尽快更换小刀闸。

2.2开关操作机构“零压闭锁”的检查处理

2.2.1采取防“慢分”措施

(1)发现开关“零压闭锁”后,要迅速断开故障开关的打压电源。因为,这种情况下会使故障开关的操作机构重新建压,很容易造成开关的慢分爆炸;(2)迅速断开故障开关的控制保险,防止电气闭锁失灵时人员远方操作或保护装置动作等原因造成开关慢分闸。若其失灵保护或其它保护电源与该开关控制电源为同一电源时,不能取下该开关控制保险,以免一次回路故障不能使该开关跳闸,而影响正常启动失灵保护跳闸,造成事故进一步扩大。这种情况下,应断开所有跳该开关的保护压板,并在该控制开关操作把手悬挂“禁止拉闸!”警示牌;(3)用机械闭锁装置将开关的传动机构卡死(开关自身有可防慢分功能者除外),可以最有效地防止开关慢分闸。装设机械闭锁必须要迅速,方法必须正确。

2.2.2对故障原因进行检查并处理

根据检查结果,针对不同情况,采取对应的处理方案。因开关操作机构打压电源故障造成开关的“零压闭锁”,其检查方法如前所述。如果能够迅速查明故障原因、排除故障,并可将设备迅速恢复正常运行时,即可在开关运行情况下进行处理:(1)查明故障原因并消除缺陷后,投入打压电源,并通过零压起泵按钮进行打压至正常工作压力;2)就地进行一次合闸操作,使操作机构的阀系统处于合闸保持状态,使开关的操作机构与开关的合闸位置状态一致;(3)就地合闸成功,检查机构卡板是否受力,若未受力,说明机构确已处于合闸保持状态,去掉卡板;(4)恢复控制保险或保护跳闸压板,向有关调度报告处理结果。如果造成“零压闭锁”的原因是开关严重漏油(漏气),则应迅速报告调度值班员,申请转代后将故障开关停电。如果运行方式或一次主结线不能实现代路,则根据调度命令倒换运行方式后将故障开关停电。

3压力异常增高

1)压力异常增高的原因分析:一是储压筒的活塞密封或筒壁磨损，液压油进入氮气室，使氮气室压力增加，表现为油压增高。二是油泵打压时，活塞杆上升到最高位置时，微动开关失灵，不能使活塞停止上升，油泵一直打压，从而使压力异常增高。三是压力表失灵，油泵打压至最高压力值时，不能发出闭锁信号，使油泵停止打压。四是电动机控制回路中，接触器卡滞，使电动机无法断电，电动机一直运转打压，压力异常增高。五是机构箱内温度异常增高，热传递作用使氮气和油压温度都升高，从而使压力异常增高。2)压力异常增高的处理方法：一是更换储压筒的活塞密封，合理装配密封件。二是空气潮湿使微动开关、接触器等触点接触不良，动作失灵，使油泵频繁打压，压力增高。应对触点进行打磨，消除金属锈层，增加加热器，保持机构箱内空气干燥。三是在炎热季节要加强通风，对机构箱进行散热。

4压力异常降低

当液压机构大量漏油或漏氮时，压力会急剧下降，氮气缸上单向逆止阀密封不严漏气或储压罐活塞杆头部两个密封圈损坏，会使氮气进入油中，出现“分合闸闭锁信号”，严重时甚至造成“零压闭锁”，已严重威胁高压断路器的安全运行，此时必须进行停电检修，以防断路器拒动、误动，越级跳闸，扩大事故范围。

5结论

液压油的品质对液压机构的动作特性有很重要的作用，因此建议安装滤油器检测仪，在线监测滤油器的状态，以便及时了解过滤器的情况，安排检修滤油器，确保液压油的纯度在规定的范围内。液压机构与新技术(如传感技术、微电子技术等)结合，使液压机构工作得以量化，可控性和检测性更强。增强液压机构动作可靠性，以便及时维护，排查缺陷。建议液压机构向整体构造方向发展，减少管路连接和元件数量，以增加密封性。建议工作缸与备用高压油箱相连。在断路器不断电检修时，由备用高压油箱中的高压油对工作缸保压，使液压机构检修期间，断路器分闸后，可再进行一次合闸操作，减少液压机构检修对断路器运行的影响，提高供电系统的可靠性。

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