LW6—500型断路器液压机构的常见故障分析及处理
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【摘 要】 lw6—500型SF6断路器，每相为双柱四断口结构，每相均有一套独立的液压系统，可分相操作，通过电气联动可三相联动操作。液压机构的可靠性决定着整台断路器的可靠性，实践证明，断路器故障绝大多数都是液压机构的故障。本文首先简单介绍了LW6—500型SF6断路器液压机构的组成及工作原理，然后结合实际工作经验，归纳总结了液压机构在运行及检修中五种常见的故障，对其进行了分析，并介绍了自己在实际工作中的处理方法和手段。最后总结了液压机构检修的注意事项。
【关键词】 断路器 液压机构 油泵 工作缸 常见故障
LW6—500型SF6断路器系三相交流50Hz的户外高压输变电设备，每相由两个相同的柱串联组成，即每相为双柱四断口，它使用SF6气体作为灭弧介质，用于切断额定电流、故障电流或转换线路。每相均有一套独立的液压系统，可进行单极或三极分、合闸及自动重合闸，实现对高压输电线路和电气设备的控制和保护。液压机构的可靠性决定着整台断路器的可靠性，实践证明，断路器故障绝大多数都是液压机构的故障。因此，快速及从根本上处理液压机构故障保证断路器稳定可靠的运行就显得尤为重要。
元宝山发电有限责任公司LW6-500型SF6断路器共11台，其中4台为平顶山高压开关厂（以下简称平高）1985年产品、7台为沈阳高压开关厂1995年（以下简称沈高）产品，液压机构在2004-2006年全部进行了改造更换，全部改造更换为平顶山高压开关厂经优化设计的液压机构，2010-2011年有3台沈高产开关本体由平高进行了大修改造，即目前有7台开关机构、本体全部为平高的，有4台开关机构为平高的而本体为沈高的，到2013年年底将全部改造大修完毕，届时11台开关机构、本体将全部变为平高的。
本文先简要介绍LW6—500型SF6断路器液压机构的工作原理，然后重点归纳总结液压机构在运行及检修中五种常见的故障，对其进行分析，并介绍了自己在实际工作中的处理方法，最后总结了液压机构检修的注意事项。
1 液压机构的组成及工作原理
LW6—500型SF6断路器是采用液压分相操作的，其液压操作原理图见图。每极（两柱）配一个液压机构，每柱有各自独立的动作原理完全相同的动力单元。
其组成元件有：电机（MO）、电动油泵（E）、手力泵（AD）、三级阀（RA）、辅助储压器（B10）、油过滤器（F）、防震容器（CAP）、油压开关（J）、低压主油箱（D）、压力检测装置（K）、分闸电磁铁（EVD和EVDS）、合闸电磁铁（EVE）、控制阀（A）、信号缸（FB）及辅助开关（Q）、以上元件每相（两柱）一套，装在液压柜内。
工作缸（M）、供排油阀（C）、主储压器（B）、辅助油箱（N3）、以上元件称之为动力单元，每柱一套，装在断路器支柱的下部。
液压操作动作原理：
油泵打压：电动油泵实为双柱塞泵。当电机运转，油泵E中的活塞下移使油腔增大时，低压油经过滤器F和阀E1进入油腔（此时阀E3关闭）；当活塞上推使油腔减少使，油腔内的油成为高压油经阀E3输出（此时阀E1关闭）。高压油途径阀AM后，对主储压器B1、辅助储压器B10、油压开关J中的辅助储压器B2同时储能。当油泵打压停止后，逆止阀AM关闭，将电动油泵和手力泵从高压系统中隔离出来，以减少油压漏泄及便于油泵检修。如果控制油泵停止的电气线路万一发生故障，油泵打压超过规定值，此时安全阀AG开启，泄放高压油，从而保证液压系统免受过压的危险。
合闸操作：合闸电磁铁EVE接受合闸命令后动作，打开合闸一级阀中的阀AH1，关闭阀AF1，高压油经过逆止阀AH6进入二级阀的上部空腔AV2，推动二级阀杆向下，打开阀AH4，关闭阀AH5，高压油进入二级阀的内腔AV3，此时高压油经定径孔AN后进入三级阀RA，关闭阀D3，打开阀D4，高压油进入油管（1）（分合闸命令管）到供排油阀的空腔C5。
如果在合闸过程中，合闸电磁铁断电，合闸一级阀中的阀AH1关闭，阀AF1开启，此时逆止阀AH6关闭，AH3开启，而二级阀内腔AV3内的高压油经定径孔AK补充到空腔AV2内，使二级阀保持在合闸位置以继续完成合闸全过程。
传达合闸命令的高压油进入供排油阀后，打开阀C4，此时阀C3关闭，主储压器B1中的高压油经定径孔N1，进入工作缸M的合闸端（其活塞受压截面为ME），工作缸的分闸端（其活塞受压截面为MD）受常高压，由于ME>MD，所以工作缸活塞向上运动即断路器合闸，合闸完成后，工作缸的合闸端继续处于高压下，使断路器维持在合闸状态。
分闸操作：分闸电磁铁EVD和EVDS其中一个或两个同时接受分闸命令动作时，均可打开阀AH2，空腔AV2内的高压油被降压，二级阀返回，关闭阀AH4，开启阀AH5，空腔AV3内的高压油降压。三级阀RA复位，阀D4关闭，阀D3开启，油管（1）降压，供排油阀中的内腔C5也随之降压，阀C4关闭，而阀C3开启，工作缸合闸端的高压油经定径孔N2被排泄到辅助油箱N3。工作缸的分闸端受常高压，所以工作缸活塞向下运动，即断路器分闸。分闸完成后，供排油阀中的排油阀C3在弹簧作用下复位。由于工作缸分闸端受常高压，使断路器维持在分闸状态。
2 液压机构的常见故障
（1）油泵频繁启动。
（2）断路器在合闸状态突然失压（压力降为零表压）。
（3）电机不启动。
（4）液压系统不能建压。
（5）断路器在检修中，按动合闸电磁铁时控制阀内泄压。
3 液压机构常见故障的判断及处理
3.1 油泵频繁启动的判断及处理
油泵频繁启动原因大致有三，一为外部渗漏，二为控制回路组件原因，三为内部渗漏。
首先外观检查管路及各接头有无漏油情况，有漏油时针对不同情况进行处理。例如拧紧接头或更换密封件等。
没有外部渗漏，再检查压力组件上部控制电机打压的微动开关（KP1）是否动作失灵或控制微动开关的黄铜顶杆是否卡涩、顶丝是否松动。按动微动开关时
如果没有明显的较清脆的“啪啪”声，可基本判定微动开关动作失灵，可用万用表通档进一步测量判定；用螺丝刀按动黄铜顶杆，检查是否卡涩，弹簧弹力是否正常；检查顶丝是否顶死，拧紧即可。
对于内部渗漏，根据发生的概率，大致有如下五点：
（1）高压泄压阀没有关严，关紧即可。
（2）油泵高压逆止阀密封不良。机构不要泄压，拆下油泵进油管路，如有液压油从油泵内溢出，表明油泵的高压逆止阀AM密封不良。把压力泄为零，拆下逆止阀，对逆止阀进行分解清洗，检查钢球有无脏物垫住，检查钢球与阀口的磨损和密封情况，如因磨损密封不良，研磨或重新敲击打密封线，密封线宽0.1mm，磨损严重者应更换钢球。
（3）安全阀密封不严。安全阀动作后没有完全复归，可按住接触器强行打压，使安全阀动作一次，使其复位一次，检查是否泄压。拆下压力组件及防震容器安全阀回油管路，有油滴流出说明安全阀密封不严。把压力泄为零，拆下接头取出阀体清洗，并重新敲击或研磨阀口。安全阀动作不复归，主要发生在夏季，环境温差大导致中午时压力异常增高使安全阀动作，或为防止渗油压力组件滑动密封处加垫，造成滑杆卡涩也可能引起压力异常增高使安全阀动作。安全阀动作后，由于弹簧力的变化以及锥型密封阀材质工艺的问题，造成密封面密封不严而泄压，导致油泵频繁启动，开关被迫停电进行检修。处理方法：解决这个问题有主动和被动2种方法。主动方法就是利用每年的春检停电时机，将液压操动机构的额定压力值调至允许范围内的下限，人为避开安全阀动作值。秋检时再调至允许范围内的额定压力值，检查安全阀的动作复归的密封情况及调整动作压力值，同时更换新的滑动密封垫。被动方法就是在安全阀出口处加装高压阀门，一旦动作或误动发生不复归可将此阀关闭，不必要立即进行停电处理。
（4）控制阀内泄油。听控制阀内有响声说明阀体内有渗漏。把液压油放掉拆卸控制阀缸体后，用清洁的棉布将其上面的残余液压油擦净，再仔细查看泄油部位，对渗漏油部位进行紧固，对分合闸一级球阀阀口密封线研磨。
（5）三级阀在分闸位置时渗油。一般为三级阀没有回复到位，向上旋转螺塞至挡板处即可。
3.2 断路器在合闸状态突然失压（压力降为零表压）的判断及处理
首先把油泵电源断开，用机械闭锁锁住开关工作缸处，然后迅速排除故障，处理好后把三级阀螺塞拧到底，启动油泵，油压建至额定油压，然后手动按动合闸电磁铁，让液压系统复位至合闸状态，再旋回三级阀螺塞即可。最后把机械闭锁拆除，断路器可以正常运行。
3.3 电机不启动的原因及处理方法
（1）电源接线不正确或电机打压回路中的某接线端子螺钉松动，致使电机不受电或缺相，检查三相电源和回路中的全部接线端子。
（2）检修或机构异常使油泵一直打压，致使打压超时继电器动作，断合电源一次，使打压超时继电器复位；打压超时继电器整定时间短，重新整定时间继电器。
（3）断路器处于合闸状态，机构压力已降至“失压闭锁”压力或回路异常致使“失压闭锁”启动，闭锁油泵禁止打压，可直接按动接触器打压，超过“失压闭锁”压力后接触器自动吸合自动打压，如不能自动打压，则需检查回路。
3.4 液压系统不能建压的原因及处理方法
（1）首先对油泵进行检查，以区分是油泵本身问题还是液压系统中各阀部分的问题，然后再根据具体情况进行判断。拆下油泵上部的高压排油管路，用手指压住油孔，同时转动油泵联轴节使其旋转一周，检查是否有两次强劲的压力油排除。
（2）油泵柱塞端压油腔内存有空气。将油泵拆卸后重新装配。在装配油泵时，顶开吸油阀片注满液压油，并排除油泵及管路内的全部空气。
3.5 按动合闸电磁铁时控制阀内泄压的原因及处理
断路器在检修中，按动合闸电磁铁时控制阀内泄压，油泵不能建压，断路器不能分合，原因为：由于按合闸电磁铁时用力不当，使合闸二级阀处在中间位置，控制阀上部立即喷油或长时间打压可见到控制阀上部出油，油压建不起来。常规处理方法为连接管路用手力泵打压的方法，经过本人的研究，创新处理方法：将控制阀最下端与六角螺帽相连接的Φ10管路拆下，然后用干净端面较平滑的￠6×120细长铁棍垂直插入接头的Φ7孔内，用力向上推动弹簧座，使锥阀复位，连接好管路，启动油泵重新建压，手动分合断路器一次即可。此方法已在检修中多次运用。
4 液压机构检修的注意事项
（1）液压机构检修前断路器必须处在分闸位置（特殊情况例外），将油泵电机电源断开，将压力释放至零表压，方能进行工作。
（2）一、二级阀组件在拆除解体后，其内部阀针、阀球极细小，不能与坚硬物体碰撞或相挤压，以免变形。
（3）更换新的组件、密封圈前，要用干净的#10航空液压油清洗，液压管路要用纯氮气吹干，工作人员的手要干净，确保人手、工具、元件干净无杂质。
（4）必须保证液压油的品质和纯净。航空液压油必须经过过滤处理方可使用，以保持纯净。液压油一定要使用正规厂家符合标准的，不合格的液压油长时间使用会产生严重后果，会对液压机构各元件产生腐蚀，造成液压机构不能正常动作。（我厂1990年12月发生过一次事故，油泵不打压，经检查发现油泵两侧油腔结冰，导致油泵不能正常工作）
（5）检修完毕，断路器应在合闸位置静止12h以上，便于检查各个液压管路、合闸指令管、合闸保持阀内等的密封情况。
5 结语
为了保证500KV断路器的可靠运行，我们必须清楚的认识液压机构这些常见的故障，做到“对症下药”。当断路器液压机构出现故障隐患时，能及时发现，及时解决，把断路器事故率降至最低点。只要我们掌握断路器液压机构常见的上述5种故障，并按其分析总结的处理方法进行操作处理，断路器液压机构的绝大部分故障将会快速而且从根本上被消除，从而保证了断路器稳定可靠的运行。
参考文献：
[1]《LW6-500型六氟化硫断路器安装使用说明书》.平顶山高压开关厂.
[2]《LW6系列SF6断路器检修工艺标准》.华中电管局组编.