德國ABB HMB-8型斷路器操作機(jī)構(gòu)常見故障分析

史磊

摘要：HMB-8.2型斷路器為目前較常見的高壓斷路器操作機(jī)構(gòu)，斷路器操作機(jī)構(gòu)故障少，維護(hù)工作量小，本文闡述了某發(fā)電公司500kV GIS斷路器從投產(chǎn)以來發(fā)生過的故障及故障原因查找處理方法。

關(guān)鍵詞：斷路器;液壓油泵;頻繁打壓;開關(guān)拒分拒合

一、設(shè)備概況

某電廠500kV GIS斷路器液壓操作機(jī)構(gòu)是德國ABB公司生產(chǎn)的HMB-8型操作機(jī)構(gòu)，此液壓操作機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是：1.結(jié)構(gòu)緊湊 2.高可靠性 3.免維修 4.磨損極低 5.內(nèi)部液壓緩沖 6.工作特性不受溫度影響 7.油量少，即使在全部漏油情況下（概率極低），外殼也可容納所有油量8.集成液壓回路，不含任何油管 9.廣泛適用于自能式斷路器。

該廠自2005年12月投產(chǎn)至今，500kV GIS斷路器曾發(fā)生過斷路器拒分拒合故障及液壓油泵頻繁打壓故障，本文主要針對這兩種故障進(jìn)行分析及分享處理方法。

二、斷路器液壓操作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

三、液壓機(jī)構(gòu)頻繁打壓故障

1、液壓油泵頻繁打壓的危害

1.1儲能模塊、工作缸內(nèi)活塞頻繁壓縮，使密封圈等密封件磨損顯著增大，甚至或掃磨損，易造成機(jī)構(gòu)內(nèi)漏或使內(nèi)漏不斷加劇，故障擴(kuò)大（機(jī)構(gòu)壓力低閉鎖）。

1.2由于油中雜質(zhì)引起的頻繁打壓，使運(yùn)動部件之間的磨損加劇，劃傷模塊、工作缸內(nèi)壁及活塞的機(jī)會增加。

1.3二次回路接觸器接點(diǎn)燒損嚴(yán)重。

1.4電機(jī)啟動頻繁易燒損整流元件。

一般來說，對于HMB-8型液壓操作機(jī)構(gòu)，由于存在密封圈等薄弱密封環(huán)節(jié)，機(jī)構(gòu)24h內(nèi)啟動1-3次可視為正常。在斷路器無操作或操作較少的情況下，油泵如果平均每天啟動10次或每月啟動超過300次，可以視為頻繁打壓故障（現(xiàn)場以報警或計(jì)數(shù)器為判據(jù)）。HMB-8型液壓操作機(jī)構(gòu)頻繁打壓判據(jù)為24h內(nèi)電機(jī)啟動20次以上，此時需要對機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查、處理。

2、引起液壓油泵頻繁打壓原因

2.1液壓油外漏造成油壓下降。如模塊連接處或密封面有滲油處、放油閥密封不嚴(yán)。

2.2機(jī)構(gòu)內(nèi)部高、低壓油路間內(nèi)漏使得機(jī)構(gòu)壓力無法正常保持。根據(jù)液壓操作機(jī)構(gòu)特點(diǎn)與檢修經(jīng)驗(yàn)，有以下幾處密封薄弱環(huán)節(jié)：漏點(diǎn)手動泄壓閥下過流閥;油泵出口逆止閥;控制閥（二級閥）;儲能模塊高壓密封圈;工作缸活塞密封。（如圖所示）

2.3油中雜質(zhì)。油中雜質(zhì)卡澀活塞或密封圈位置，使密封不嚴(yán)，高壓油路向低壓油路滲漏。

1、手動泄壓閥下過流閥;2、油泵出口逆止閥;3、控制閥（二級閥）;4、儲能模塊高壓密封圈;5工作缸活塞密封

3、油泵啟動原理

啟動原理圖

表1為液壓機(jī)構(gòu)行程，圖3為液壓機(jī)構(gòu)行程輔助開關(guān)，油泵啟動監(jiān)視回路如圖4電路圖所示。其中F1接點(diǎn)為圖3所示疊簧控制啟泵行程開關(guān)接點(diǎn)，當(dāng)操作機(jī)構(gòu)液壓壓力降低，彈簧行程位置減小至81.5mm以下接點(diǎn)閉合，接通油泵電機(jī)回路，油泵輸出的高壓油同時進(jìn)入3個儲能活塞上端，推動儲能活塞向下運(yùn)動壓縮疊簧進(jìn)行儲能。儲能到位（行程位置為83.5mm）后F1接點(diǎn)打開，彈簧行程開關(guān)切斷油泵電機(jī)，油泵停運(yùn)，打壓過程結(jié)束。當(dāng)操作后或壓力降低到啟泵值時，彈簧行程開關(guān)接通油泵電機(jī)再次補(bǔ)壓到停泵位置。F2為合分閘閉鎖接點(diǎn)，只有當(dāng)行程位置減少至51.0mm以下，接點(diǎn)閉合;K1接點(diǎn)為開關(guān)合位的輔助接點(diǎn)，當(dāng)開關(guān)處于合位接點(diǎn)閉合。

4、液壓油泵頻繁啟動現(xiàn)場檢修流程

由于HMB-8型液壓機(jī)構(gòu)具有高度模塊化的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，給現(xiàn)場查找、判斷漏點(diǎn)帶來困難。而一旦判斷失誤將大大增加工作量與處理時間，降低供電可靠性。下圖為根據(jù)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與檢修經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的頻繁打壓現(xiàn)場流程。

針對上述幾種油泵頻繁打壓的原因，將開關(guān)轉(zhuǎn)檢修后可逐一采取以下措施進(jìn)行檢查處理。

4.1現(xiàn)場檢查有無滲漏油。檢查機(jī)構(gòu)油位是否正常、機(jī)構(gòu)外表面有無滲漏油、彈簧有無破損斷裂。如果機(jī)構(gòu)表面有滲漏油，檢查滲漏油位置更換相應(yīng)模塊。

4.2僅在分位的頻繁打壓故障。開關(guān)合位時工作缸活塞兩側(cè)為高壓油，分位時工作缸一側(cè)為高壓油、一側(cè)為低壓油。對于在開關(guān)分位的頻繁打壓故障，可將開關(guān)合閘，如果儲能完全正常，可初步判斷為工作缸內(nèi)活塞兩側(cè)高、低壓油路存在滲漏。由于現(xiàn)場不具備工作缸檢修條件，需將機(jī)構(gòu)返廠處理。

4.3排除油中雜質(zhì)原因與二次回路原因，現(xiàn)場分合閘、儲能操作數(shù)次，對于開關(guān)在合位出現(xiàn)頻繁打壓故障，分合閘操作數(shù)次后彈簧無法一次性完全儲能（為保護(hù)電機(jī)，電機(jī)連續(xù)運(yùn)行上限時間為2分鐘），斷開電機(jī)電源后如果泄至0壓，可以排除有種雜質(zhì)原因與二次回路原因。分合閘操作時間可以檢查分合閘線圈電磁閥位置是否正確，動作是否靈活。

4.4操作機(jī)構(gòu)內(nèi)漏。排出上述情況，可以確定為操作機(jī)構(gòu)內(nèi)漏。針對上述幾種可能造成內(nèi)漏的原因，對手動泄壓閥下過流閥、油泵出口逆止閥、控制閥、儲能模塊高壓密封圈進(jìn)行檢查，根據(jù)外觀檢查及更換后儲能操作情況，可以確定故障位置。如果對相應(yīng)故障部分進(jìn)行更換后，頻繁打壓、無法一次完全儲能、壓力無法正常保持等故障只是得到緩解，如打壓時間間隔明顯增加但仍然無法正常保持壓力，說明工作缸內(nèi)的高、低壓油路存在滲漏，需將機(jī)構(gòu)返廠處理。

四、HMB-8型斷路器拒分拒合機(jī)械故障

1、分合閘線圈工作原理

HMB-8.2型斷路器的分合閘是通過圖1中13、14、15三個兩位兩通常閉型球閥的分合閘伺服閥狀態(tài)切換來實(shí)現(xiàn)斷路器分合閘，其中包括1個合閘伺服閥，2個分閘伺服閥。當(dāng)斷路器收到合閘信號時，合閘伺服閥線圈受電，閥芯吸合，使伺服閥內(nèi)高低壓油路聯(lián)通，并促使一級閥下二級閥閥芯進(jìn)行油路切換來實(shí)現(xiàn)合閘過程。分閘同理。

2、拒分拒合原因

斷路器分合閘伺服閥在環(huán)境因素影響下，閥芯卡澀，在上一次操作后，一級閥閥芯完成指令后未回彈至初始位置，如：斷路器合閘后，合閘線圈閥芯未回彈，導(dǎo)致油路一致保持在合閘狀態(tài)，當(dāng)再次操作，發(fā)送分閘指令后，分閘油路無法切換，導(dǎo)致斷路器拒分。拒合同理。

3、拒分拒合處理

當(dāng)遇到斷路器拒分拒合故障時，如能夠排除控制回路故障，首先打開斷路器外罩，檢查分合閘線圈閥芯狀態(tài)，如發(fā)現(xiàn)閥芯未回彈情況，可使用工具將閥芯手動復(fù)位，再進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，操作完成后，及時檢查其他伺服閥是否存在相同故障，并更換新伺服閥，保證供電安全可靠性。

五、結(jié)束語

HMB-8型液壓操作機(jī)構(gòu)在國內(nèi)運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)較少，但因其結(jié)構(gòu)緊湊、無外接管路等特點(diǎn)，已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。因機(jī)構(gòu)問題產(chǎn)生的拒分拒合故障較為少見，主要與斷路器運(yùn)行環(huán)境有較大關(guān)系，因此需要在檢修時重點(diǎn)關(guān)注分合閘伺服閥閥芯靈活性，可提前預(yù)防拒分拒合故障。而液壓油泵頻繁打壓故障是此類操作機(jī)構(gòu)較為常見的典型故障，如果從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析，采用較為標(biāo)準(zhǔn)化對分析處理流程，可以縮短停電時間，提高供電可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]朱素萍 高壓斷路器及其操作機(jī)構(gòu)事故原因分析和處理 ?中國高新技術(shù)企業(yè)，2007，14（7）;72-73

[2]德國ABB HMB-8型操作機(jī)構(gòu)說明書

[2]德國ABB HMB-8型操作機(jī)構(gòu)維護(hù)手冊.