（国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司 内蒙古通辽 028000）
摘要：断路器是电力系统中的开关电器和保护电器。它不仅能关、合正常的负荷电流和空载电流，同时在线路和电气设备发生故障时，能可靠安全地切除故障电流，将故障线路和设备隔离，避免事故的扩大，使电力系统安全稳定地运行。本文主要讲叙了高寒地区1000kVGIS断路器的液压操作机构的构造及基本原理，有利于提高蒙东地区特高压变电站运维水平，更好地保证设备安全稳定运行。
关键词：高寒地区；断路器；液压操作机构
1 引言
GIS断路器经过四十多年的研究和实践，已经呈现出快速发展的趋势，部分的成熟产品正逐渐向各电压等级推广和应用。熟练掌握1000kVGIS断路器液压操作机构有利于运行人员实时了解断路器的运行状态，可及时发现断路器故障,可大大加强断路器运行的可靠性,提高特高压电网的安全运行水平。
2 高寒地区1000kVGIS断路器结构
锡盟站站址最低气温-39℃（1964年12月29日）。多伦县2014-2015年冬季为暖冬，最低气温为-32℃（2015年1月16日），较历年偏高3-5℃，降雪30余次，累计降雪量约20mm。4-5级以上风力天数110天以上，其中5级以上风力天数约30天，风向以西北风为主，西风为辅。多伦县2015-2016年冬季最低气温为-35℃（2016年1月10日），降雪40余次，累计降雪量约35mm。4-5级以上风力天数100天以上，其中5级以上风力天数约30天，风向以西北风为主，西风为辅。
锡盟-山东1000kV交流特高压工程的成功运行实现了高寒、高海拔地区交流输电通道的贯通。
1000kVGIS断路器，以SF6气体作为灭弧室和绝缘介质，用于切断额定电流和故障电流，转换线路，实现对高压输电线路和电气设备的控制和保护。配用液压操作机构进行分、合闸及自动重合闸操作。以下是对锡盟站1000kV断路器的液压操作机构、基本原理进行介绍和分析。
气体绝缘金属封闭开关设备用开关采用三相电气联动操作，每相开关配有单独的液压操作机构,液压机构同灭弧室本体之间采取直连的方式，同时液压机构通过连接机构同合闸电阻开关、合闸电阻相连接，合闸操作时，电阻触头先于灭弧室主触头8～11ms 接通。利用SF6气体作为灭弧和绝缘介质，并具有以下特点：
1)优良的灭弧性能：不仅能成功开断普通短路故障，而且能成功开断诸如近区故障，失步故障等特殊故障电流及开合容性和感性电流。
2)操作噪音小：HMB16 型液压弹簧操作机构缓冲特性平缓，分合闸操作均靠液压传动，操作噪音很低。
3)结构简单：开关本体与操作机构采用直连方式，使得安装格外简单。
4)防慢分可靠：HMB16 型液压弹簧操作机构采用防慢分装置，即使机构意外失压，也能可靠的防止开关出现慢分。
5)可靠性高：由于采用液压弹簧操作机构，以碟形弹簧贮能代替了传统的压缩氮气贮能，压力与环境温度无关，整台机构没有外露油管，经历了5000 次不间断的机械寿命试验，整机的可靠性很高，并且维护容易，检修周期长。
6)抗地震能力强：开关为落地安装，重心低，因而具有很强的抗地震能力。
断路器分闸过程：
a)断路器合闸位置；
b)断路器在分闸过程中，合闸电阻断口始终处于分闸状态，主断口分闸。
3 高寒地区1000kVGIS断路器液压操作机构
3.1 液压操作系统概述
3.1.1液压操作系统的基本构造
1000kV特高压锡盟站断路器的液压操作系统采用液压碟簧结构，主要由分合闸电磁阀、油位计、油箱、油泵单元、压力开关、油压表、高低压油管、储压筒等组成。
3.1.2 液压操作机构主要部件
(1)滤油器
液压油中有颗粒状的杂质，会造成液压元件相对运动表面的磨损、节流阀的堵塞，加装滤油器能有效阻止杂质在高低压油中的循环流动。
(2)截止阀
该阀门是将油路中的高压油降为低压油。
①检修液压操作系统时，需将此阀门缓慢打开，将油压降为0MPa。
②手动操作断路器时，需将此阀门置于“开”位置。
(3)溢流阀
当压力开关等故障导致油压单元持续动作，操作油压会达到39.5MPa以上时，该阀门自动打开进行泄压。
(4)放气阀
该阀门位于油箱顶部。
①当油箱内液压油减少时，可通过该阀门对油箱补油；
②当补油结束后，将放气阀慢慢松动，让油泵系统内空气排出，直到有少量油渗出为止。
(5)压力开关
操作机构备有根据操作油压低下、上升而动作的压力开关，根据液压操作系统设置的压力实现相对应二次回路动作的开关，具备以下功能的接点：
①油泵控制
②低压报警
③合闸锁定
④分闸锁定
⑤重合闸锁定
液压操作机构的压力变化主要原因包括：油泵电机控制回路和油路系统故障，而在特高压锡盟站运维过程中，通过记录的一些数据，在同等压强下，比较天气的温湿度变化对油位和油压的影响。
TO42开关B相特巡记录
当机构失压时，行程开关的接点导通控制，电机通电，电机转动带动油泵将油从低压区泵向高压区，随着高压油量的增加，高压油推动储能活塞向上运动，储能活塞带动提升杆向上运动，提升杆带动拖盘压缩弹簧，到达预定位置时，行程开关的接点断开，电机停转。由于密封系统的作用，弹簧被保持在压缩状态。
合闸状态示意图：
当碟型弹簧被压缩时传动杆的密封部位上部始终处于系统的高压之下，在分闸状态下，传动杆密封部位下部处于低油压状态下，这样传动杆被牢牢控制在分闸状态。当合闸阀接到合闸信号动作，切换阀切换到合闸状态，传动杆底部与高压油相连，此时传动杆的上部和下部都充以高压油，由于压差的作用，传动杆向上运动，完成合闸操作。
(1)控制阀工作原理:
分合闸线圈得电均会驱动控制阀变位。当分闸线圈得电时，控制阀相应动作，将传动杆底部触头底面油路中油由高压油切换至低压油路，实现分闸；当合闸线圈得电时，控制阀相应动作，将传动杆底部触头底面油路中油由低压油切换至高压油路，从而实现合闸。
(2)机械闭锁:
在合闸状态下，当系统压力降低到一定程度时，闭锁杆上的弹簧推动其向里运动，顶住传动杆上的沟槽，使传动杆不能运动。
(3)电气报警和闭锁:
行程开关上共有8对接点，分别控制电机的启动、OCO报警、OCO闭锁、CO报警、CO闭锁、O报警、O1闭锁、O2闭锁。当弹簧储能或卸压时，行程开关的夹板随着弹簧的运动而上下移动，到达一定的位置时，夹板上的凸起触动开关上的小轮顶起接点或断开。
(4)打压次数:
机构在1天之内打压十次以内是正常的，如果超过十次，需对机构进行进一步的观察，如果打压次数在发展，说明泄露点在发展，需要维修。判断泄露是否合格也可用以下的方法，关闭电机电源，在24小时内弹簧下降不能超过15mm。
3.3液压操作机构的优缺点
3.3.1优点：
液压机构具有操作力大、灵敏度高、噪音小,结构紧凑、运动件质量小、振动少、维护简单、不易受到周围环境的影响,不用空气压缩机等优点。
3.3.2缺点：
1)使用液压传动对维护的要求高，工作油要始终保持清洁；
2)对液压元件制造精度要求高，工艺复杂，成本较高；
3)液压元件维修较复杂，且需有较高的技术水平；
4)用油做工作介质，在工作面存在火灾隐患；
5)液压操作机构在操作过程中容易出现渗漏油现象，而它本身机构比较复杂，故障点难以查找。
1000kV GIS断路器操作机构分成几个单元，接口不多，据统计，断路器运维中的故障80%是操作机构的问题。因此，在选择断路器时，在条件满足的情况下，应更多从操作机构方面着手。在设备运维过程中需要运维人员实时监测设备的状态。
参考文献：
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[3]左亚芳.GIS设备运行维护及故障处理[M].北京：中国电力出版社，2013.
[4]张全元.电气设备及运行维护系列高压断路器分册[M].北京：中国电力出版社，2016.
作者简介:
李鹏伟（1986.11）男，汉，山西省，单位：国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司，职称：助理工程师，研究方向：电力系统。
论文作者:李鹏伟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/12
标签：断路器论文; 液压论文; 操作论文; 机构论文; 弹簧论文; 高压论文; 故障论文; 《电力设备》2017年第29期论文;