关于750千伏液压机构信号缸渗油问题的探讨

李振

摘要：文章以750kV某变电站ZF27-800型断路器机构信号缸外漏故障为例，分析了故障原因，根据分析结合其作用原理提出处理办法及整改建议，对今后该机构信号缸生产工艺要求、安装、运维管理具有积极的意义。

关键词：断路器；液压机构路；信号缸；密封

引言

在高压断路器的设计中，随着开断容量的增大，要求断路器具有较高的分闸速度，这就要求操动机构能提供较大的操作功。同时，要求断路器的固有分闸时间要短，以缩短断路器的全开断时间，提高电网运行的稳定性。LW55-800、ZF27-800型断路器采用模块化设计，结构简单，元件布置紧凑，液压管路少。

断路器的分、合闸动作是通过操动机构来实现的，断路器在运行时的动作频率不高，动作过程短暂，操动机构动作环节多。所以，操动机构的工作性能和可靠性，对断路器的工作性能和可靠性起着极为重要的作用。

液压机构断路器常见故障：机构液压油内漏、外漏。其中外漏主要包含静密封渗漏和动密封渗漏静密封渗漏：信号缸、控制阀、连接块等部位。动密封渗漏：活塞杆、油压开关活塞、信号缸组合密封等。本文对信号缸外漏情况做分析阐述。

1设备检查情况

故障一：7540断路器B、C相机构信号缸漏油

2019年6月15日6月28日，7540断路器停电检修，6月15日至6月22日断路器处于分闸状态未开展任何调试操作工作。6月23日至6月28日7540断路器开展调试，机构多次分合闸操作。

6月23日上午，发现7540断路器B相机构信号缸漏油，液压油已漏至地面。检查A、C相机构无异常。检修发现信号缸与工作缸对接面的黑色密封圈及白色挡圈已严重破损，如下图所示。更换全部密封圈后对机构排气处理，经多次分合闸操作，对机构保压检查无液压油外漏。

图17540B相信号缸密封圈损伤部位

6月28日上午，又发现7540断路器C相机构信号缸漏油，液压油已漏至地面。检修发现信号缸与工作缸对接面的黑色密封圈存在两道明显损伤痕迹，白色挡圈未破损。更换黑色密封圈后对机构排气处理，经多次分合闸操作，对机构保压检查无液压油外漏。

故障二：7541断路器C相机构信号缸渗油

2019年7月7日21点左右，运维人员巡视发现7541断路器C相机构底部有油迹，检查发现信号缸存在渗油，渗油速率基本稳定在4分钟/滴油，机构压力正常，机构温度20℃，其他部位未见渗油。排查其他断路器机构信号缸，未发现有渗漏油。

7月8日经过15小时观察，7541断路器C相机构渗油速率基本稳定在4分钟/滴油，白天与夜间渗油速率未见明显变化。现场抽取15小时渗油总量约20ml，按照当前渗油速率推算大约两周时间渗油约550ml。需继续加强跟踪，在断路器机构储能时检查渗油情况有无变化、机构压力、油箱油位及时补油，计划结合8月7541断路器停电时检修处理。

2LW55-800、ZF27-800型断路器机构工作原理及元件作用

断路器液压操动机构属于高速、大功率双稳态电液驱动系统，操作时进行两个稳态（即合闸、分闸状态）的转换。

当接到分、合闸命令时，通过电磁铁把分、合闸电信号转为液压信号，并通过多级液压阀把液压信号放大，控制液压缸带动断路器动触头动作，完成高压断路器的分、合闸操作。

a）储能元件：包括主储压器、电机油泵等。

贮压器：为各液压阀及液压缸提供操动的能源。贮压器活塞一侧预先充有一定压力的高纯氮气，来自油泵的高压油进入储压器上部推动活塞压缩下部的氮气来储能。

b）控制元件：控制阀（分、合闸电磁铁及一、二、三级阀）等。

控制阀：控制阀上的分、合闸电磁铁接受来自控制室的分闸或合闸电信号，分别打开分闸一级阀或合闸一级阀，将电控信号转换成分闸或合闸的油压信号，再通过二级阀及三级阀的放大，控制工作缸作出相应的分闸或合闸动作。

c）操作执行元件工作缸

工作缸用来操动断路器动进行分闸或合闸，是液压操动机构的动力装置。

d）辅助元件：

信号缸、防震容器、低压主油箱、辅助油箱、油气分离器、油过滤器、油压开关、油压表、安全阀、高压放油阀、低压放油阀、排气阀、液压管路等。

3原因分析

信号缸用于带动辅助开关，控制分、合闸控制回路接通的时间，主要用于控制断路器的合分时间。信号缸在液压系统中与工作缸并联，在合闸状态下，信号缸两端均为高压油。

在机构分位状态下，信号缸调节重合闸时间螺母端为低压油。此次漏油部位均位于调节重合闸时间杆的一端，

通过现场检查分析，判断造成漏油的原因为该部位密封圈老化或存在安装质量的瑕疵，机构执行分闸操作时，在多次瞬时高压油的不断冲击下，密封圈在薄弱部位处逐渐破损造成漏油。

图2信号缸

4问题处理措施

（1）对本次故障信号缸密封圈进行更换。

（2）对于运行年限超过5年或检修及操作较频繁的LW55-800、ZF27-800型断路器机构信号缸等处外漏，结合停电维护更换相关部位密封。

（3）提高液压机构信号缸与工作缸对接面加工精度及密封圈质量的检验

（4）改进液压机构信号缸与工作缸对接方式，例如由单到密封增加为双到密封等

5结束语

综上所述，由于液压机构断路器的特点决定其结构比较复杂。对零部件加工精度高、装配要求严。断路器投入运行后，随着机构温度变化，断路器的分合闸操作高速高压液压油的冲击及各模块的热胀冷缩，导致密封圈老化、破损，造成各模块处外漏油。对此，应建立全面的、系统的可靠性检修体制系，多维度的分析设备在线情况，提升设备设计可靠性，根据实际需要及时对设备进行定期专项检修管理，严格控制设备运行状态。

参考文献：

[1]汤李龙，阳兴，匡浩.断路器液压机构渗油原因及处理办法[J].电力设备，2018（07）.