220kVGIS断路器液压机构故障原因分析及处理

220kVGIS断路器液压机构故障原因分析及处理

李和臣

国网山西省电力公司太原供电公司山西太原030001

摘要：GIS断路器液压机构作为配电力系统重要的基础设施之一，在电力运输整体进程中的任务较重，有效的规避了电力运输突出的风险，虽在现阶段整体运行呈上升趋势，但断路器内部却时常出现故障，严重影响供电系统的安全。本文针对220kVGIS断路器液压机构故障原因及处理进行研究。

关键词：GIS断路器；液压机构；故障原因分析；处理方法

1液压操作机构运行中常见的故障

液压操作机构在运行中，常见的故障主要有：高压油路渗漏、油泵自动打压和控制回路故障、氮气预压力异常、压力过高或过低等。

1.1运行中失压导致零表压

运行中，液压机构压力降到零时报出的信号有“压力降低”、“压力异常”，开关的位置指示红、绿灯均不亮，机构压力表指示为零，原因多为高压油路严重渗漏。此时，油泵启动回路已被闭锁（零压闭锁微动开关接点，将油泵控制回路断开)，不再打压，机构压力降到零，对开关的安全运行不利。如果万一发生慢分闸，开关将可能发生爆炸。

处理方法主要有：

1）拔掉开关的操作保险，拉开其储能电源，用专用卡板将开关的传动机构卡死，以防慢分闸。卡死传动机构应注意务必使卡板固定牢靠。汇报上级派人检修。若在短时间内不能检修好，有旁母的先将负荷倒旁母带，将故障开关停止运行（用刀闸拉无阻抗并联支路的方法将开关隔离)。也可以将该开关倒至单独在一段母线上，与母联开关串联运行（双母线接线)，然后检修机构。可以停电检修时，尽量停电。不能停电时，带电检修机构。

2）停电检修处理完毕时，应先启动油泵打压至正常工作压力，再进行一次合闸操作（可以用手打合闸铁心顶杆)，使机构阀系统处于合闸保持状态，才能去掉卡板，装上操作保险。这样可以防止在油泵打压时，油压上升过程中出现慢分闸；去掉卡板时，应先检查卡板不受力，这样说明机构已处于合闸保持状态。

1.2油泵打压时间超过规定

油泵打压储能时，一般规定压力从零上升到正常工作压力时间不应超过3分钟。如果油泵长时间打压，可能会烧坏电动机；如果在油泵打压时自动停泵接点打不开，会使机构压力过高．影响安全运行。这种故障的原因包括了油泵频繁启动的各种因素，但程度比它更严重，往往是各级阀门发生严重的渗漏。常见的故障还包括：放油阀、控制阀关闭不严或合闸二级阀处于半分半合状态；油泵的吸油管压扁，进油不通畅；油泵低压侧有气体或漏气。

其主要原因为：油泵吸油阀作用不良；滤油器不畅、油泵进油管路不畅；油泵柱塞间隙大；油泵低压侧有空气；高压放油阀关闭不严；阀系统内部密封不严；油泵控制回路中自动停泵接点打不开、有油泵高压力闭锁的，闭锁功能不可靠。

如果油泵打压时只报出"油泵运转"信号，超时以后仍只有这一个信号，说明油泵打压时压力不上升；如果"油泵运转"信号报出，经一定时间后又报出“压力异常”信号，说明属于油泵不能自动停止打压引起的。

处理方法主要有：

1）应立即拉开其储能电源。为了防止机构的压力过高，或者长时间打压损坏电动机，可以在控制室拉开储能总电源，再到设备前拉开开关的储能电源，然后重新合上总电源。

2）如果是属于油泵打压，压力不上升时，应先检查高压放油阀是否关严，再检查油泵。可以用手摸油泵，若有发热情况，则属油泵问题。若属油泵发生问题、低压油路有问题，应汇报调度和有关上级派人检修，并严密注意压力下降情况。若压力下降至"压力降低"信号报出时，应按前述的"压力降至零"的相同方法处理。

3）如果是属于不能自动停泵，应稍释放压力，使压力下降到正常工作压力。然后更换用于自动停泵和油泵高压力闭锁的微动开关。

1.3液压操作系统压力异常

液压操作系统正常的油压范围是31.6-32.6Mpa（温度为15口)，超出这个范围就属于压力异常。注意，在其它环境温度下，可用下式折算油压力：Pt=P15，+0.09（t-15)（p：油压力t：环境温度)

液压异常：液压操作系统的油回路或电气回路出现故障。都会引起系统的油压异常升高或

降低。压力过高或异常降低的原因有：油泵启动打压，"油泵停止"微动开关位置偏高或接点打不开；）储压筒活塞因密封不良或者筒壁有磨损，造成油气混合；气温过高或过低，使预压力过高或过低；压力表失灵或存在误差，压力表开关关闭，不能正确反映油压；微动开关接点失灵，在信号缸活塞杆超出停泵接点开关位置时，电机电源切不断，继续打压；二次中间继电器损坏，触点断不开，以及接触器卡滞，电机始终处于运行状态；高压接头有渗油现象，阀体被油中脏东西"垫起"或密封垫损坏。

压力过高的处理：

如果是油泵打压以后，报出"压力异常"信号：应检查储压筒活塞杆的相对位置，如果活塞杆高于"高压力闭锁"微动开关，油泵才停转，属"油泵停止"微动开关接点没有打开：可以稍释放油压，使信号消失，再更换微动开关。如果检查活塞杆位置正常，应向上级汇报，由检修人员检查机构的预压力。若属于气温过高的影响，可将油压稍释放低一些，再使机构箱通风降温。

压力降低的处理：

压力降低的处理方法应根据不同的现象判别故障，采取不同的措施处理。

1）如果报出"压力降低"信号时，没有"油泵运转"信号，属于油压降低，油泵不能自动启动打压，如果同时报出"油泵运转"信号，就是机构高压油路渗漏造成的。

2）油泵不能自动打压的处理：当报出"压力降低"信号，压力表的指示低于"合闸闭锁"压值，油泵电动机的接触器KM未动作，有三种原因：储能电源保险熔断或接触不良，应更换保险或使保险接触良好，启动油泵打压，使压力上升至正常工作压力；油泵控制回路中的各微动开关中，某一接点接触不良或微动开关损坏；这时应汇报上级或调度，由检修人员更换；接触器KM绕组断线、中间继电器KAM及时间继电器KT接点接触不良，应使用测量，检查出断线点。手动使接触器KM动作，启动油泵打压至正常工作压力，再处理回路问题。

接触器KM已动作，油泵电动机不转。可能是接触器KM接触不良，KM接点至电动机之间的端子接触不良，也可能是电动机有问题。应报告调度或上级，叫检修人员处理。

3）中间继电器"粘住"或接触器卡滞，油泵电动机一直处于运转状态，应更换故障的中间继电器或接触器。

4）高压油路严重渗漏，如果控制屏上报出"压力降低"、"油泵运转"信号，油泵打压，但压力仍呈下降趋势。应立即拉开储能电源，并按"机构压力降到零"的相同方法处理。

对压力表失灵情况：

多是由于压力表下未装阻尼孔，多次冲击后失灵。处理的方法是，在压力表管接头下应有阻尼孔，并对压力表进行定期校验。

对温度升高或降低的处理：

完善化前的机构箱隔热、通风不好，在高温季节，机构箱受太阳直射时箱内温度可高达50℃。在这种情况下，如原有预压力及停泵压力稍高，便会有压力异常信号发出。建议可以改造机构箱，以改善隔热、通风性能。

气温过低造成压力异常降低的现象：

其原因主要是电热保险熔断、电热管和交流接触器烧损等。因为一旦发生上述故障，"热源"消失，会使液压机构箱温度下降得很低，导致压力异常降低，发出压力异常信号。这时应迅速恢复电热。最好在机构箱内，另外辅助电热，使箱内温度尽快上升，待温度达到正常温度时，再撤除辅助电热。

2液压操作机构故障紧急处理步骤及注意事项

2.1处理步骤

1）断开断路器储能电机电源；

2）将断路器"就地／远方"操作把手切换至"就地"位置；

3）报告调度；

4）退出该断路器的操作电源和有关保护、重合闸；

5）零表压故障时，用专用的防慢分卡具卡住操作传动杆合闸指示圆盘下方，

用螺丝拧紧；按油泵频繁启动的处理方法处理机构泄漏部位，补充10号航空液压

油，排气直至断路器修复。

6）通过倒闸操作将该断路器与系统隔离；

7）脱管故障时，更换脱落的液压管，补充10号航空液压油，打压、排气直至

断路器修复。

2.2注意事项

1）故障发生后，运行人员应及时切断油泵电源，及时置断路器于就地操作位置，千万不能人为的强行打压，应迅速断开断路器储能电机电源，将断路器操作把手及时切换至"就地"位置．否则将极易引起断路器慢分（或慢合)，造成断路器爆炸的严重事故。

2）在断路器发生这种故障时．严禁进行任何合／分操作；

3）补充液压油后，要多次排气；

4）断路器检修后合／分闸试验时，宜通过远方操作，工作人员应远离断路器，确保人身安全。

2.3预防措施

一是按规定周期作好各项检修检验工作。

二是计划内的检修要加强综合性工作，除对损坏部件及时更换外，应全面检查机构各个组件的状况，把缺陷消除在萌芽中，提高设备的可靠性，避免重复性检修；核对微动开关各触点对应的压力值；定期清洁操作机构箱内各组件。

3结束语

加强GIS高压断路器的液压机构故障诊断处理，对确保工农业生产和居民日常生活用电有着至关重要的现实意义。研究就GIS高压断路器应用过程中时常出现的问题并加以解决，可以确保电力运输安全运行，进一步促进我国电力行业长期稳定地发展。

参考文献：

［1］唐瑞，崔连波，宋辉军．GIS高压断路器常见故障原因的分析与处理［J］．科学技术创新，2017（20）：70－71．

［2］王坤．高压断路器弹簧操动机构动力学仿真及应力分析［D］．北京：华北电力大学，2017