一起220kV斷路器不能建壓故障的分析

彭偉樂

(廣東電網公司珠海供電局，廣東 珠海 519000)

1 基本情況

3AQ1EE型SF6高壓斷路器是西門子(杭州)高壓開關有限公司生產的液壓操作斷路器，額定電壓為252kV。此開關的油泵啟動壓力為32MPa，正常情況下打壓后的壓力為33～34MPa，，建壓只需要4～5s。油泵的工作，通過電子壓力接點控制:當油壓下降至32MPa時，油泵開始啟動打壓，當壓力超過32.5MPa，打壓接點會斷開，但油泵會繼續打壓3～5s后，自動停止打壓。2010年4月，檢修人員發現變電站內一臺該型號斷路器出現了不能正常建壓的故障，具體表現為:開關打壓10多分鐘仍不停止，且壓力到達32.MPa后，無法繼續上升，導致開關無法進行正常的分合動作。

2 原因分析

圖1 3AQ1EE型高壓斷路器液壓機構

液壓機構打壓時間過長或打不上壓的原因主要有兩大類。一類是電機或油泵故障，如電機燒壞不轉、油泵本體故障打不起壓等;另一類是打壓系統中出現密封不嚴、雜質阻塞，如過濾器被臟物堵住、油泵逆止閥密封不嚴、缸座密封圈損壞、泵內有空氣、高壓油路有滲油、低壓濾油網堵塞、油泵進液壓管堵塞、油泵出口逆止閥密封圈損壞等。通過檢查，我們發現電機和油泵均運轉正常，且在打壓時壓力能達到32MPa，只是無法再上升，排除了電機或油泵損壞的可能性;檢查液壓油發現油清潔度較高，并無雜質;高壓油路也沒有滲漏油現象，密封良好;通過監聽內部流動聲發現并無異常。

圖2 3AQ1EE型高壓斷路器油泵組合單元

隨后對油泵進行檢查時發現，當松開排氣孔螺絲時，出現了很多氣泡，正常情況下此處應無氣泡排出。通過分析發現，如果泵中存在空氣，會對液壓機構的操用造成很大的影響。這是因為如果油中存在空氣，在建立油壓的過程中，空氣會同時被加壓，在油泵建壓過程中溫度會不斷升高，在油中的溶解度不斷減小，體積也會不斷加大，油氣進入一個穩定的補壓過程，油氣混合物壓力不斷上升。但進入高壓油的空氣經加壓后，溫度會下降，體積會變小，同時在油中溶解度也會增大，氣體壓力下降導致了高壓油區的壓力突然下降，抵消了油泵對低壓油進行的壓力升高作用。當氣體過多時，就會導致油泵建壓時間過長，甚至無法達到預定的壓力。

同時，當泵內液壓油存在過多空氣時，溫度對高壓斷路器的操作也會產生影響。這是因為油內有氣體存在，在溫度較高時，油溶解氣體的能力降低，油中氣體體積增大，這會使高壓油系統的壓力增大;而當溫度降低時，更多的氣體溶進油中，氣體體積減小，高壓油系統的壓力會出現明顯的下降，導致液壓系統進行補壓。當存在的空氣較多時，便會出現頻繁的打壓現象，在環境溫度較低時現象更加嚴重。

考慮到已有較長時間未對此開關進行排氣，結合故障的表現，可以斷定故障原因是泵內進空氣量過大導致建壓不成功。

3 故障處理

找出故障原因后，按以下步驟對油泵進行排氣:

①關閉油泵回路的電機電源，將液壓系統的油壓卸到零壓;

②將油泵上的排氣螺絲松開，保持在松開狀態，當排出的油無氣泡時，擰緊排氣螺絲;

③合上油泵回路電機電源，讓油泵空轉約10min(此時卸壓螺栓保持在卸壓狀態)，擰開排氣螺絲進行排氣;

圖3 3AQ1EE型高壓斷路器油泵排氣螺絲

圖4 3AQ1EE型高壓斷路器泄壓螺栓

④反復以上步驟①～③直到排氣孔完全出液壓油，無氣體排出為止。

⑤擰緊排氣螺絲，合上電機電源，檢查氮氣儲能筒氣體的預充壓力;

⑥氮氣儲壓到正常壓力后，在系統允許的情況下，分合斷路器2～3次;

⑦卸壓，再次檢查油泵內有無氣體存在，若沒有，則故障排除。

4 結束語

液壓操作機構廣泛運用于110kV及以上高壓或超高壓斷路器，是此類斷路器能否正常穩定運行的關鍵。不能建壓、無法達到預定壓力是液壓操作機構的常見故障，造成此類故障的原因包括電機或油泵損壞、密封不良及雜質影響，本文針對一起220kV斷路器無法建壓的故障進行討論，從幾個方面進行分析，發現泵內進入空氣是導致該起故障的原因，并提出了進行排氣的處理步驟。

筆者認為泵內進入空氣導致的液壓機構故障經常容易被運行檢修人員忽略，同時在運行中發現如果泵內存在氣體，還會引起分合閘時間的變化。建議在平時的定檢維護中注意對此類液壓機構的排氣，一般運行1～2年內就應對斷路器進行排氣操作，以確保電網的安全穩定運行。

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［5］李盛海.液壓機構與其組合［M］.北京:清華大學出版社.