ZF11-252(L)型开关液压机构原理及渗漏油故障分析论文_邓文雅,李涵,罗婷尹

ZF11-252(L)型开关液压机构原理及渗漏油故障分析论文_邓文雅,李涵,罗婷尹

(深圳供电局有限公司 广东深圳 518000)

摘要:液压机构常用于220kV及以上断路器操作机构,具有动作快、体积小等特点。液压机构利用液压油作为能量传递的介质,伴随着液压油渗漏故障,会影响设备、电网安全运行。通过分析液压机构渗漏油故障的原因,得出处理方法,并结合实例给出液压机构维护建议。

关键词:断路器;液压机构;渗漏油;处理方法

引言

断路器是一个必不可少的变电设备,是作为保护电网运行安全稳定的设备。断路器操作机构用于完成断路器的分合闸操作,操作机构的操作稳定与否则非常关键。因为体积小、输出功率大、自动化程度高、可靠性高等特点,液压机构在高压断路器中得到广泛的运用。变电管理二所管辖的220kV变电站220kVGIS设备采用了以液压机构作为操作机构的ZF11-252(L)型六氟化硫断路器。虽然液压机构优点众多,但也不可避免存在机构元件加工精度要求高、维护要求高、运动特性受温度影响及有漏油风险等不足。

1 ZF11-252(L)型断路器液压机构原理

ZF11-252(L)断路器操作方式为分相操作,三极分别都有相同的液压机构,利用电气联动对三极进行同时分、合闸操作及重合闸操作。液压机构以10号航空液压油作为传递能量的介质,将贮压器储存的能量转化成阀杆的动能,从而使断路器进行分、合闸、自动重合闸等操作。

贮压时,接上电源后电机带动油泵转动,使油箱中的低压油经过过滤网、油管、油泵,进入贮压器,压缩氮气形成高压油。

合闸操作时,合闸线圈接收命令,触发合闸一级阀动作,使高压油从一级阀进入二级阀阀杆的下部,推动阀杆向上并带动管阀向上封住工作缸下部分的合闸阀口,高压油此时也充满管阀的下阀口。工作缸活塞上下均有高压油且下部受力面积大于上部分,活塞则被推动向上运动实现合闸操作,同时辅助开关转换,切断合闸线圈电源,合闸一级阀动作,使二级阀阀杆活塞下部的高压油进入油箱,变为低压状态。

若合闸状态下液压系统失压,重新打压的过程中,管阀因油压的作用会保持原位,封住合闸阀口,高压油则始终在工作缸活塞上下部使活塞受向上的推力,保持断路器合闸状态,这就是该液压机构的自动放慢分功能。

分闸操作时,分闸线圈接受命令触发合闸一级阀动作,使高压油从一级阀进入二级阀阀杆的上部,使阀杆向下并带动管阀向下,管阀和工作缸下部的合闸阀口分离,关闭管阀下阀口,使工作缸活塞下部的高压油进入油箱,变为低压状态。活塞在压差作用下向下运动实现分闸操作,同时辅助开关转换,切断分闸线圈电源,分闸一级阀动作,使二级阀阀杆活塞上部的高压油进入油箱,变为低压状态。

2 液压机构渗漏油故障原因分析

2.1 渗漏油原因

根据ZF11-252(L)设备说明书指出,油泵启动油压(20℃)为25.0±1MPa,合闸闭锁油压为21.5±0.5MPa,分闸闭锁油压为19.5±0.5MPa。若机构处于长时间漏油、缺油的状态使机构低于分、合闸闭锁油压,则可能会导致分闸闭锁。如果此时电网发生故障,分闸闭锁使得断路器不能分闸,不能切断故障电流,则造成越级跳闸,扩大事故范围,危及设备、电网安全。

在发现渗漏油故障后,首先应观察出现的问题并进行分析,了解发生的原因,查找渗漏点,再“对症下药”。

渗漏油的可能原因有很多,接头处的渗漏油可能为:1、安装时方法不当、安装方向不正等造成渗漏;2、加工面不符合规定,会加快磨损等问题,造成渗漏;3、接头松动,引起渗漏。

管路处引起的渗漏油:1、弯曲不良使管道内部产生裂纹,引起渗漏;2、管道老化或外部破损使管路断裂。

液压元件的渗漏油可能:1、设计缺陷;2、安装不当,装配方向不正或用力过大使其出现内漏;3、密封件的磨损和老化,密封件与运动件之间长时间摩擦会造成磨损,若是有杂质的油,磨损程度则更大,也易造成密封件腐蚀、老化,引起漏油。

鉴于设备验收时已做过相应的测试,合格后方能投产,故适当排除安装不当、加工超差、设计缺陷等原因。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆排除后,设备运行时发生的渗漏油故障原因可总结为以下几点:

1、由于冲击和振动,接头拧紧力矩不够,引起接头松动导致漏油,存在于外部接头及液压机构元件内部;

2、接头、管路等损坏、破裂等,不能承受高油压而引起的渗漏;

3、接头、管路、液压机构元件的密封圈、垫片等老化、变形或损坏导致密封不良;

4、内部一级、二级阀损坏,引起泄露;

5、液压油有杂质造成内渗漏。

3 液压机构渗漏油故障处理及建议

3.1 渗漏油部位查找

当发现机构箱内积有液压油,应首先检查液压油聚集部位附近的可能渗漏点,将积聚的液压油擦净,观察液压油从哪部位漏出,分清是接头、管路的渗漏还是接头与阀体间的渗漏。

若是油箱底部发生渗漏,则可能为内漏。根据开关分合闸状态,观察在打压时油箱内部可能渗漏点的情况,用手感觉液压机构元件有无发热情况、是否有明显窜油情况等。若有听针,可以利用听针帮助查找。

3.2 故障处理

查找确认渗漏点后,应先停电泄压,断开断路器使之处于分闸位置,并断开储能电机电源,释放油压至零表压再进行检修。

检修时,根据渗漏原因的不同,对应采取的措施有:

1、直接拧紧接头使其不再渗漏;

2、更换已破损的卡套、管路等部件;

3、更换接头、管路、液压机构元件的密封圈、垫片等部件;

4、更换阀部件;

5、过滤或更换液压油。

拆除需要更换的部件,换上并紧固新部件后,重新对机构进行打压、排气,对断路器进行分、合闸试验,若此时油压维持正常,则故障处理完毕。否则再次排查故障原因并采取措施。

3.3 液压机构维护建议

液压机构应定期检查维护,确保机构正常运作。当液压油使用时间较长时,应对旧油进行过滤或加入合格的液压油,通过油箱底部的低压放油阀将旧油放掉,再打开油箱上的空气过滤器盖加入过滤后的液压油或合格的10号航空液压油,然后盖上过滤器盖,让油泵动作打压同时排除液压系统中的空气,保证断路器机械特性的稳定。

液压机构运行中进行一次设备巡视时需要注意几点:

1、液压系统的外观有无渗漏油处;

2、油箱中的油位是否正常;

3、液压机构箱是否密封严实;

4、油泵的启动和停止压力是否符合规定;

5、油泵打压时间是否正常

4 实例分析

220kV变电站2201开关C相机构渗漏油严重,开关机构箱底积有液压油,油泵上部有明显积油。此时运行人员已将2201开关操作至分闸,断开开关控制电源并将开关控制方式切换至“就地”位置。

分析过程:擦拭油泵上部和高压管接口的液压油,再次接通油泵电源,开始打压进行观察。打压时发现,C相工作缸与高压管连接处渗油明显。关闭油泵电源,打开高压放油阀进行排压。等机构油压变为零表压时,拆开高压油管接口,更换逆止阀的密封圈。更换完成后,补充合格的液压油后,锁上高压放油阀,再启动油泵进行打压并排除液压机构中的空气,油压正常后,对断路器进行分、合闸试验,试验结果显示分合闸后油压维持正常水平,渗漏处没有再渗出液压油,故障排除。

5 结语

对ZF11-252(L)断路器液压机构了解、清楚可能的故障原因及处理方法,才能在故障时快速找出故障点,对症下药,快速、有效地处理故障,缩短排除故障的时间,也可以更好地保护设备稳定运行。断路器运行中巡视也要注意留意机构箱内、液压机构的情况,防范于未然。

论文作者:邓文雅,李涵,罗婷尹

论文发表刊物:《电力设备》2018年第7期

论文发表时间:2018/7/3

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