斷路器液壓機構(gòu)故障原因及診斷處理方法

洪青云

（泉州電業(yè)局，福建 泉州 362000）

1 引言

液壓機構(gòu)因驅(qū)動能量大、傳動平穩(wěn)、動作速度快的特點，所以在高壓斷路器中得到廣泛應(yīng)用。但是由于材料質(zhì)量及制造工藝上的問題，又因機構(gòu)中元器件常處在高液壓狀態(tài)，因此經(jīng)常出現(xiàn)密封元件受到損壞、雜質(zhì)阻塞、接頭不良等故障造成機構(gòu)滲漏，嚴重影響斷路器的正常使用，因此必須高度引起重視。

2 斷路器液壓機構(gòu)故障原因分析

國產(chǎn)常用的液壓機構(gòu)有西安高壓開關(guān)廠SW 6-110少油斷路器配用 CY3液壓機構(gòu)；沈陽高壓開關(guān)廠SW 2-110 少油斷路器配用的CY5 液壓機構(gòu)、平頂山高壓開關(guān)廠 LW 6-220/110六氟化硫斷路器配用的CY液壓機構(gòu)等。以上的國產(chǎn)液壓機構(gòu)在額定表壓下（分閘狀態(tài)或合閘狀態(tài)）24 h補壓不超過2次的可視為液壓機構(gòu)良好，超過2次則說明液壓機構(gòu)有滲漏，如果繼續(xù)發(fā)展會出現(xiàn)頻繁打壓、壓力異常等故障。

2.1 機構(gòu)頻繁打壓

液壓機構(gòu)滲漏通常分為外部滲漏和內(nèi)部滲漏兩大類：

（1）外部滲漏為機構(gòu)外部密封圈破損或管道、零部件、緊固件松動，液壓油滲漏至管道外部。

（2）內(nèi)部滲漏為機構(gòu)內(nèi)部密封件破損或閥門密封不良，液壓油從內(nèi)部高壓油腔滲漏，各級排油閥門被贓物墊起不能緊閉而發(fā)生的輕微滲漏等，導(dǎo)致壓力降低油泵頻繁起動補壓。

2.2 液壓機構(gòu)不能建立壓力

由于油泵電機電氣回路故障或本體故障；排油閥門不能復(fù)位；液壓機構(gòu)其他部件發(fā)生較嚴重滲漏都可能引起液壓機構(gòu)不能建立壓力。

2.3 液壓機構(gòu)壓力偏高

液壓機構(gòu)壓力偏高可能原因是油泵停止行程開關(guān)移位，或由于環(huán)境溫度偏高而使壓力偏高（據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，PV/T=N常數(shù)，此處V為固定量，則P與T成正比）。

2.4 壓力異常升高或降低

壓力異常升高可能是高壓油進入貯壓筒的氮氣腔使V減小，P升高；壓力異低可能是氮氣泄漏使氣體狀態(tài)方程的常數(shù)N減少而導(dǎo)致P異常降低，見圖1。

圖 1 CY 3液壓機構(gòu)

對于平高廠LW 6-110/220開關(guān)的液壓機構(gòu)，由于設(shè)有彈簧式壓力控制控制開關(guān)，則壓力值不隨季節(jié)溫度發(fā)生變化，只受短期溫度變化的影響。此類機構(gòu)氮氣泄漏時由于壓強P為定值，故表現(xiàn)為體積V的減小使貯壓筒活塞位置異常升高動作使設(shè)在氮氣腔頂部的漏氮監(jiān)測裝置發(fā)出信號。

3 液壓機構(gòu)故障的診斷經(jīng)驗

液壓機構(gòu)的故障診斷可以用“望”、“聞”、“摸”、“試”等幾種方法來進行診斷。

3.1 “望”

望的方法是通過眼睛直接觀察液壓油的滲漏點。對于機構(gòu)外部的滲漏，可以通過直接觀察找到滲漏點，外漏點主要為接頭松動、接頭卡套損壞、毛刺及破裂、密封圈墊片變形損壞等。對于發(fā)生在機構(gòu)油箱內(nèi)的控制閥等部件滲漏故障，需在液壓系統(tǒng)建立壓力的情況下排盡液壓機構(gòu)油箱內(nèi)的液壓油并擦拭干凈，通過觀察滲漏點對比圖紙找出內(nèi)部可能破損的密封件。如某變電站SW 6-110少油斷路器CY3液壓機構(gòu)出現(xiàn)頻繁打壓，處理時打開機構(gòu)箱，直接發(fā)現(xiàn)高壓油管接頭漏油，處理方法是機構(gòu)泄壓后，清除油管接頭除毛刺并更換卡套然后擰緊。

3.2 “聞”

聞的方法是通過聽液壓機構(gòu)部件內(nèi)部滲漏時高壓油流的沖擊聲音判斷部件是否發(fā)生故障，在聲音比較微弱時可以使用螺絲刀靠在液壓部件與人耳之間以增強聲強，通過逐個偵聽內(nèi)部滲漏的聲音可以找出故障部件。發(fā)生內(nèi)漏的主要原因為液壓元件的動靜密封圈墊片損壞老化、錐閥及閥座密封損壞、球閥及閥線損壞、閥線寬度過大、液壓元件內(nèi)部接頭松動等。如某變電站 SW 2-110 少油斷路器配用的 CY5 液壓機構(gòu)，出現(xiàn)頻繁打壓處理時無發(fā)現(xiàn)外漏又找不到漏點，后來使用螺絲刀靠在液壓部件通過逐個偵聽內(nèi)部滲漏的聲音，找出滲漏的聲音是在油泵的高壓球閥，泄壓后更換合格的球閥，重新敲打密封線故障消除。

3.3 “摸”

由于液壓部件發(fā)生內(nèi)部滲漏時，其高壓油通過滲漏間隙進入低壓油腔發(fā)生劇烈磨擦與沖擊，液壓油傳遞的貯壓筒壓縮氮氣能量轉(zhuǎn)化為熱能使部件局部溫升，通過觸摸可感知部件溫升就能判斷該部件是否發(fā)生了滲漏。如LW 6-110六氟化硫斷路器CY液壓機構(gòu)，檢修后壓力打不上，對油泵放空氣處理后壓力還是打不上，后來讓油泵繼續(xù)運轉(zhuǎn)，用手觸摸機構(gòu)的部件，發(fā)現(xiàn)高壓泄油閥溫度很高，通過解體高壓泄油閥，發(fā)現(xiàn)油中的雜質(zhì)卡在泄油閥，所以壓力不能建立。

3.4 “試”

因為液壓機構(gòu)是一個逐級放大能量的邏輯系統(tǒng)，各部件腔室與管道在分合閘時的油壓高低可以有下列幾種狀態(tài)：常高壓、常低壓、瞬間高壓、合閘高壓、分閘低壓，因此可以通過試驗比較液壓機構(gòu)在分合閘狀態(tài)下的滲漏情況的不同判斷故障可能發(fā)生的位置。如果在分合閘都發(fā)生滲漏，即滲漏發(fā)生在處于常高壓下的各零部件。如果在分合狀態(tài)下滲漏情況不同，則可根據(jù)液壓管道的不同充壓情況分析可能發(fā)生故障的零件。

通過以上幾種方法的綜合判斷，可以較快地診斷出可能發(fā)生滲漏的液壓機構(gòu)零部件，提高處理故障的效率。

4 液壓機構(gòu)檢修時的注意事項

液壓機構(gòu)的密封可以分為剛性密封(球閥、錐閥)和彈性密封（如O形密封圈）兩種形式。

4.1 剛性密封

球閥是利用鋼球與閥口砸配形成環(huán)形閉口的密封線而密封，要求在閥口上形成的密封線細膩而整齊，球閥一般用在控制功率較小的一級閥部分，當(dāng)球閥密封不良時則重新砸配，砸配時閥口密封線寬度不能過寬；錐閥是利用錐面與閥口配合研磨而密封的，其密封面較為精細，而閥體運動速度較大，較容易形成密封，多用作控制功率較大的閥體，如二級閥，三級閥，供排油閥等，當(dāng)錐閥密封不良時應(yīng)用他細配研。

4.2 彈性密封

（1）“O”形密封圈利用其彈性變形而作平面或圓周的動、靜密封。零部件之間的固定密封多采用此類密封，液壓機構(gòu)使用的密封圈材料有橡膠，尼龍，及銅橡膠復(fù)合密封等形式，當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力小于320kgf/cm(31.36M pa)時，可使用橡膠密封圈，當(dāng)壓力大于 320kgf/cm(31.36Mpa)時，應(yīng)使用尼龍封圈或采用橡膠密封圈加聚四氟乙烯擋圈結(jié)構(gòu)，密封圈在裝配壓緊時不允許有扭轉(zhuǎn)，裝配密封圈加擋圈結(jié)構(gòu)時應(yīng)使橡膠密封圈在前承受壓力而擋圈在后作為緩沖。

（2）“V”形密封圈作為儲能筒和工作缸活塞桿的直動密封，其密封性能好，具有方向性，在裝配時應(yīng)注意使“V”形開口方向朝向受油壓方向。

（3）彈性密封件在使用過程中會因為材料的時效變性和液壓力的擠壓作用及與運動部件的磨擦而變形或損壞而造成滲漏，每次檢修時都必須予以更換。

（4）彈性密封件還有純銅密封和銅橡膠復(fù)合密封兩種特性形式。純銅密封墊圈用于較小尺寸的高壓管接頭與金屬部件之間的密封，如果拆下管接頭后，應(yīng)將銅墊圈更換或進行褪火處理，即將銅墊圈加熱后扔入冷水或液壓油中，使其硬度降低，增加柔韌性。銅橡膠復(fù)合密封用于較大管接頭與金屬部件的裝配，拆下后應(yīng)盡量更換。

5 結(jié)論

通過幾種斷路器液壓機構(gòu)的故障分析及處理方法經(jīng)驗介紹，對于液壓機構(gòu)的常見故障可以通過人體感官進行快速診斷，找出故障點并進行有效處理。