500kVHGIS液壓操作機構打壓頻繁的分析及對策

鄭文瓊

(廣東電網公司東莞供電局，廣東 東莞 523120)

1 引言

HGIS(Hypid GIS)是一種介于GIS和AIS之間的新型高壓開關設備。HGIS的結構與GIS基本相同，但它不包括母線設備。其優點是母線不裝于SF6氣室，是外露的，因而結線清晰、簡潔、緊湊，安裝及維護檢修方便，運行可靠性高。與GIS相比，HGIS絕緣件少，密封性強。隨著經濟、電力系統的發展，建設用地越來越受制約，電網規模不斷擴大，HGIS應用也越來越廣泛。就東莞電力系統而言，HGIS從2003年首次使用于500kV橫瀝變電站至今，已有47個間隔投入運行。一次設備總體運行情況良好，但其斷路器采用的OM-3型液壓操作機構出現的問題相對較多，特別是頻繁打壓的問題尤其多。從我局500kVHGIS投入運行至今，頻繁打壓的缺陷就有32起。其中液壓機構分合閘閥漏壓導致的缺陷16起，U形油管積聚氣泡造成打壓失靈的缺陷13起，一般滲漏油引起的缺陷3起。由于一般滲漏油缺陷較易處理，本文著重對前兩種缺陷的分析和處理進行介紹。

2 OM-3型液壓操作機構結構

從1991年開始，HGIS的液壓機構就采用OM-3型液壓操作機構，如圖1所示。它是一種較創新的恒定高壓系統，它能排除因液壓油內汽泡而導致的操作時間延遲以及不要求一般在典型液壓機構維護工作完成后的檢驗性運行，使維護效率得以提高。它在儲油罐內部的高壓驅動機構上采用了成熟的密封技術，減少了高壓密封部份數量，從而提高系統整體的可靠性。OM-3型液壓機構主要分為包含合分控制的驅動單元、油泵以及蓄能器。機構中所提供的安全閥、油位開關及油壓開關用以保持并監察操作機構的狀態。機構的活塞與滅弧室觸頭間是通過連桿、聯接及絕緣桿系統等構成的機械連接相連。

圖1 OM-3型液壓操作機構

3 分合閘閥漏壓缺陷

3.1 缺陷處理分析

①觀察機構箱各油管、接頭、表計表面無滲油痕跡，排除了高壓油管外部滲油導致油壓下降而頻繁打壓可能;

②在高壓狀態下手動分合開關2次，24小時統計打壓次數依然為90次，排除了液壓油不清潔，纖維雜質卡入分合閘閥口內，其關閉不嚴高壓油從閥體上排油孔流出使機構打壓頻繁可能;

③順時針擰手動泄壓閥檢查其已緊固，在高壓狀態下拆卸泄壓閥緊固封蓋，檢查無滲油，排除了泄壓閥松動或密封不嚴高壓油從泄壓閥回油至低壓油箱造成打壓頻繁可能;

④從壓力表上讀取油壓為正常32.5MPa，檢查氮氣預充壓力及分合操作時的壓力下降值均合格(見表1)，排除了氮氣持續泄漏導致油壓下降而頻繁打壓可能;

⑤測試A相機構從零油壓開始打壓至停泵各時間段數值分析均符合技術要求(見表2)，排除了油泵內柱塞密封不嚴打油效率變差而頻繁打壓可能;

⑥觀察油壓微動開關安裝牢固，外觀完好，動作正常，聽油管無回油聲音，測試油壓開關各整定值符合技術要求(見表3)，排除油壓開關整定錯誤、安全閥誤動或微動開關節點接頭中心未對好或觸點變形，偏壓造成位移改變整定值，或觸電彈片受潮氧化變質失去彈性而接觸不良導致打壓頻繁可能;

⑦結合液壓原理圖1和圖2分析可知，分合閘狀態中，油箱中承受高壓的閥體分別有上層AH2一級閥，合閘電磁閥、分閘電磁閥和下層AH5分合閘排油閥及二級閥，各油閥不論分閘還是合閘狀態，均承受高壓，如密封不嚴均有可能產生滲漏情況，需對其進行檢查確認，初步判斷為AH2或AH5閥體密封不嚴導致內漏而頻繁打壓;

⑧合閘閥滲油論證

未泄壓狀態下拆卸分合閘成套密封體的底座，從油箱口可看到AH2閥已外露，如圖3所示。從上至下包括2只分閘閥T1及T2和一只合閘閥C(即分合閘一級閥)，用高級紙巾擦拭AH2各閥，因未泄壓，AH2閥體下側為高壓油，發現合閘閥有明顯回油涌出現象，而分閘閥無此現象，AH2閥下層為結構布置相同的AH5閥，檢查無滲油。更換AH2合閘閥后打壓次數大幅下降至0次，證明機構頻繁打壓原因是因為AH2合閘閥本體密封不嚴造成閥體滲油，高壓油不斷回油至低壓油箱造成液壓系統壓力下降，壓力組件行程桿下降啟泵微動開關閉合使電機回路接通而啟動打壓。

表1 油壓測試數據

表2 油泵打壓時間

表3 油壓整定測試數據

圖2 OM-3型液壓操作機構合閘狀態

圖3 OM-3型液壓操作機構分閘狀態

圖4 滲油的合閘閥

3.2 處理對策

由于AH2合閘閥為整體式M16不可拆結構，釋能后更換上新的閥體，重新打壓至正常壓力，檢查合閘閥已無滲油情況，對機構進行動作特性試驗，各項數據均合格，見表4。送電后24小時統計打壓下降至0次，處理效果理想，故障排除。

4 U形油管缺陷

4.1 缺陷分析

①油泵箱體的低壓配管

在油泵的箱體安裝有水平狀的低壓配管。油泵箱內的空氣由該低壓配管排出。斷路器發生升壓不良的情況可以認為是由安裝時調整不良造成油管沿右上方傾斜所致;

②運轉狀態

由于長時間傳動斷路器以及油泵長期沒有運轉，N2氣體通過油氣間的活塞滲入油中，使高壓油中的N2氣體濃度升高;

③停止后

打開降壓閥，高壓油被卸壓并通過壓力釋放閥進入油泵箱而形成低壓油，滲入高壓油中N2氣體隨之滲入低壓油后會產生氣泡，油泵箱會注滿含有氣泡的低壓油，由于氣泡輕于液壓油而向上移動;

④油壓升壓

通常氣泡會通過油泵箱體經低壓油箱由注油口的呼吸器釋放，但由于低壓管向右上方傾斜，留有殘油，導致N2氣體無法排出而殘留在油泵箱體內(可以認為將低壓管調整至水平狀態會將N2氣體排出)。如果箱體內的氣層低于油泵的吸油界面，吸入N2氣體的油泵就會發生空轉而產生升壓不良的情況;

表4 機構動作特性測試數據

圖5 油泵箱體的低壓配管

圖6 油泵運轉狀態

圖7 油泵停止狀態

圖8 油泵油壓升壓狀態

⑤壓力釋放閥打開狀態

在此情況下即使關掉降壓閥進行升壓，由于油泵無法吸入液壓油，此狀態(升壓不良)仍會繼續。

圖9 油泵壓力釋放閥打開狀態

4.2 處理對策

關于該低壓油管在可允許的情況下調整為向右下方傾斜，防止管內留有殘油。由此，N2氣體被排出，油面會慢慢升高，油泵的升壓變為可能，經廠家對現有油泵進行試驗，得出了采取此方法會升壓的結論。

因機構長時間未進行操作，壓縮缸中的氮氣泄漏溶解于液壓油，液壓油進入油泵箱體而累積于油泵箱體頂部，但因油泵箱體上方低壓油管安裝不水平導致部分液壓油殘留于油管內，阻礙頂部氣體排出，使油缸內液面下降，導致油泵口進入空氣而不能建壓。將油泵箱體頂部氣體排出后，對油管進行改造，具體改造流程:①油泵釋壓至零壓;②解松低壓油管‘1’、‘2’、‘3’三個固定位的螺絲(圖11所示);③在低壓油管‘2’固定位下方加裝一片大概10mm厚的墊片;④在低壓油管‘1’固定位更換一片固定片;⑤擰緊低壓油管三個固定位的螺絲;⑥油管改造完成。

圖10 油泵壓力釋放閥打開狀態

圖11 低壓油管‘1’‘2’‘3’三個固定位

5 結論

開關液壓傳動機構的密封性和油中是否存在氣泡，關系著開關的正常分合閘，是判斷液壓機構質量好壞的關鍵因素。對于U形管問題，改造后將不會存在，而針對液壓機構的分合閘閥漏壓現象，只要其分合閘閥工藝未改進，此問題將長期存在，我們需要對已處理的機構進行密切跟蹤，對未處理的機構的各項動作數據及情況更要細致觀察和分析，及時發現和處理缺陷，將一切事故缺陷消滅在萌芽狀態，保證系統設備的安全穩定運行。

［1］SFMT型斷路器說明書［Z］.