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摘要：液压操动机构是机电液一体化的精密产品，为高压开关提供分合闸动力，确保高压及特高压线路的稳定运行，因此，对机构的制造和可靠性要求很高，零部件形位公差、表面粗糙度和耐磨性等质量对产品可靠性影响很大。储能缸的液压活塞是为液压操动机构提供能量转换的重要装置，在储能时，储能缸内的储能活塞将液压能转为压缩弹簧的机械能；机构进行动作时，储能活塞将弹簧储存的机械势能转换成液压能，从而驱动工作缸内活塞杆的运动，实现断路器的分合闸动作。储能活塞在储能缸内工作时往复运动，与液压缸的配合面通过密封圈密封，需要承受近百公斤的压力。因此，液压活塞表面粗糙度超差，会磨损液压缸和密封圈，造成液压缸的漏油情况，最终造成整个液压产品的失效。
关键词：高压开关；液压机构；分析
1导言
电力系统的输配电技术不断向高电压、大容量、长距离的发展,也促进了高压开关的不断发展。伴随着电力系统的不同发展时期,制造企业会生产出不同开断性能的高压开关来满足电力系统的需要,同时对其所匹配的操动机构的发展和应用也会产生重大影响。大容量的高压开关由于操作功的增大,必然使用相匹配的液压操动机构,因此如何做好并设计好新型液压机构也成为主要的课题。因此在本文之中，主要是针对了高压开关液压机构进行了相应的分析，在这个基础上提出了下文之中的一些内容，希望能够给予在相同行业之中进行工作的人员提供出一定价值的参考。
2主要特点
液压机构能够作为 110 及以上断路器的主要操动机构，是因为它具有诸多优点，包括：（1）不需要大容量的直流电源；（2）暂时失电时，仍然能操作几次；（3）功率大、动作快；（4）冲击小、操作平稳；（5）速度容易调节。同时液压机构由于不同的结构和技术条件，也有结构复杂、加工精度要求高、维护工作量大的缺点，但随着设备制造工艺的不断进步和完善，以上缺点也正在逐步得到改善。
3过滤器流量的选择
过滤器的工作能力取决于滤芯的有效过滤面积、滤芯的本身性能、油液的粘度、过滤前后的压力差以及油中的固体颗粒的含量。过滤器流量的选择关系到液压系统是否正常工作,个别设计人员选择过滤器流量时,由于选择得不太合适,仅仅选择为正常工作流量的2倍左右,工作中由于滤芯纳污容量小,极易发生堵塞,造成工作流量减小。因此,设计时应该选择过滤器流量为正常工作流量的3-5倍,这样滤芯纳污容量加大,延长了滤芯的使用寿命。
4空气滤清器流量的选择
由于高压开关所用液压机构处在样机调试阶段,开始建压时,液压油泵发出刺耳的噪声,同时泵体发热,经检查泵吸油口不漏气,吸油口滤网没有堵塞,起初以为是泵本身质量不过关,接连损坏2台油泵,后经仔细分析,发现事故的根本原因在于空气滤清器选得太小,空气滤清器向油箱内通气流量小于泵吸油流量。所以在选择空气滤清器时,应注意其通气流量至少应大于泵的吸油流量。尤其是多泵同时工作的系统更应注意这个问题。
5阀前后压差的要求
在系统中使用节流阀或减压阀时,当阀的前后压差P1/ P2> 3.5时,易产生空穴现象,表现为阀的工作噪声大,系统出现振动且严重缩短该阀的使用寿命。
6压力继电器泄油管路的畅通
压力继电器就是开关液压机构中通常所讲的压力开关,结构中有机械和电器两部分组成,机械部分中主要由活塞、弹簧组成以及安全阀组成,电器部分中主要是微动开关组件。压力继电器需要泄油管路,该管路不应有任何阻力,也不应与大流量阀等元件的回油共同一条管路,否则由于压力波动等原因,压力继电器极易误发信号甚至不动作。某产品压力继电器调整工作范围是25～27 MPa,低于25 MPa时泵开始运行,高于30 MPa时安全阀泄荷,泵停止运行。而由于压力继电器泄油管路设计不合适,压力继电器经常误发信号。低压有时26 MPa、高压有时26.5 MPa,就发出信号,而更低时,有时大于27 MPa发出信号,给运行造成误解,所以压力继电器泄油管路一定要畅通无阻,才能使其正常工作。
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7油泵泄油管管路径选择
CY泵输出轴端密封承受压力只有0.2 MPa,一旦泄油管路处理不当,选择太细,就会出现密封损坏、从输出轴端出现大量飞溅液压油的现象,设计泄油管路时,首先管径选择要合适,其次管路中尽量采用压力损失较小的球阀。
8工作原理
因结构不同，工作过程、原器件也不近相同，但基本原理都相同。合闸时都是通过合闸阀（合闸电磁铁）和相关管路、阀门的配合使高压油进入工作缸的一侧，使工作缸的活塞移动，带动拉杆动作。以北京开关厂 CY3 型液压机构为例。 （1）合闸。合闸时，通过合闸电磁铁 27 动作，驱动一级启动阀 15，并将泄油孔 16 关闭，打开一级控制阀 12，高压油经逆止阀 17 进入二级启动阀 18 上部，使其向下运动并关闭排油孔 20，同时打开二级阀钢球 19，高压油经过管道 25，进入工作缸 13 的右侧，由于活塞 14 右侧的面积大于左侧的面积，根据差动原理活塞向左移动，通过水平拉杆带动断路器合闸。当二级阀钢球 19 打开的同时，高压油经管道 26、保持阀 23 阀口，管道 21 形成了合闸阀活塞的自保持，使断路器保持在合闸位置。 （2）分闸。分闸时，使分闸电磁铁 28顶杆下移顶动启动阀 22 的阀针，打开球阀，合闸阀的二级启动阀 18 上部的保持油压力，通过分闸阀的排油孔 24，泄放回油箱，阀 18 复归，阀 19 关闭，工作缸右侧的高压油经排油孔 20 泄放回油箱，工作缸活塞 14 在左侧的高压油作用下向右移动，使断路器分闸，分闸电磁铁断电，分闸完成。 液压机构都配有合闸闭锁及分闸闭锁功能，通过监测油压使辅助接点能控制分合闸回路电磁铁电源，若油压低于设定的闭锁油压，辅助接点会控制相关继电器，切断分合闸回路电源及油泵电机电源。
9常见问题及处理
液压机构由于主要通过油进行操作，而油的压力又比较高，且需改变状态及操作，因此油的泄露问题是液压机构最常见的问题。而泄露主要又分为内漏和外漏两种。 液压机构结构相对复杂，油品的质量及密封原件的状态对油是否泄露非常重要。 （1）油的外漏。外漏相对比较容易发现，可以将油擦干净来观察渗漏情况，若渗漏量比较小，则需要通过在一些接口部分图红丹粉等帮助查找泄露点。根据查找到的泄露点进行针对处理。油的外漏一般是高压油管、高压泄压阀、油泵出口等高压油接口部分，需要将液压系统电源切断并进行泄压。 （2）油的内漏。可能发生内漏的部分比较多，且非常不好判断，需要根据实际情况进行。如泄压阀内漏会使高压油压力降低造成油泵的频繁启动，合闸阀合闸保持回路泄露也会使高压油压力降低进而使油泵频繁启动，如果储压筒泄露，为保证设备的机械性能，在检修过程中，就会使液压系统压力逐渐升高。不同种现象可以做初步的判断，但液压系统压力的下降因为原因多样，需要根据现场实际情况来判断。
10结论
通过对上述的内容进行分析研究之后可以得出，对液压机构的特点、机构、原理及常见问题进行了简要分析。液压机构在高压开关上的应用前景非常广阔，我们还需要继续学习和研究，将液压机构的可靠性做到更好。
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论文作者:韩松
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/12
标签：液压论文; 机构论文; 高压论文; 工作论文; 压力论文; 活塞论文; 油管论文; 《电力设备》2017年第27期论文;