淺談液壓彈簧操動機構對斷路器分合閘的有效性

周煜煒

摘要：上海華電奉賢熱電有限公司在對并網間隔三相機械聯動斷路器進行優化改造時，選用了HMB-8.3型液壓彈簧操動機構?，F對這種液壓彈簧操動機構在三相機械聯動斷路器分合閘時的有效性進行了分析，實踐證明，三相機械聯動斷路器配備HMB-8.3型液壓彈簧操動機構具有顯著優勢。

關鍵詞：GIS;HMB-8.3型液壓彈簧操動機構;三相機械聯動斷路器

0 引言

上海華電奉賢熱電有限公司220 kV母線采用1套IFT-252型GIS設備，雙母線雙分段共設19個間隔。其中#52主變間隔和#62主變間隔作為汽機發電機的并網間隔，采用的是三相電氣聯動結構的斷路器。GIS設備自投產以來已安全運行兩年多，但機組并網用斷路器采用的是三相電氣聯動操作機構，在結構上沒有三相機械聯動可靠，存在發電機非全相運行的可能。同時，根據國家電網及國家能源局的防止電力生產事故的十八項及二十五項措施要求：“220 kV及以下電壓等級機組的并網間隔斷路器應采用三相機械聯動式結構?！币虼耍緦膳_機組并網用斷路器由三相電氣聯動結構改為三相機械聯動結構。

1 IFT-252 GIS三相機械聯動斷路器介紹

2014年，特變電工中發上海高壓開關有限公司為了滿足市場需求，在220 kV GIS原單相操作的基礎上，開發了IFT-252型GIS三相機械聯動斷路器，它由三相斷路器本體、液壓彈簧機構、傳動系統、機構箱等部分組成，其外形結構如圖1所示。該三相機械聯動斷路器為水平式布置，采用多連桿的傳動機構將斷路器的三相與滅弧室有效連接起來。

IFT-252型GIS斷路器三相機械聯動操作機構配用技術成熟、質量可靠的德國ABB公司生產的HMB-8.3型液壓彈簧操動機構。HMB系列液壓彈簧操動機構在瑞士ABB公司及中國高壓開關行業500 kV及以下的機組上得到了普遍應用，并且在電力系統中的運行時間最長，已接近40年。HMB-8.3型液壓彈簧操動機構以碟簧為儲能部件，液壓油為傳動載體，克服了傳統液壓機構效率低、易滲漏等缺點，將各主要功能部件集成化和模塊化，使其具有很強的通用性與互換性，并且沒有管道能量損失，使機構效率達到了最大化，是一種可靠性強、免維護的操動機構。

HMB-8.3型液壓彈簧操動機構的主要特點有：

（1）整體采用模塊式結構，通用性強，互換性強。

（2）阻尼系統采用了截面緩沖形式，能夠有效降低分合閘時產生的沖擊力，在很大程度上提高了機構的可靠性。

（3）通過節流孔平滑地調節開關分合閘，操作簡捷、方便。

（4）壓力控制采用定油量與定壓力兼容的方式，與環境溫度無關，因而機械特性十分穩定。

（5）相較于螺旋型彈簧，碟簧的特性平穩，所以機構的行程變化相對小;使用多個碟簧串接，即便其中一個碟簧損壞，也不會影響機構整體的平穩性。

2 液壓彈簧機構的工作原理

德國ABB公司生產的HMB系列液壓彈簧操動機構（圖2）具有結構小巧、反應靈敏、輸出功率大、免維護、可靠性高的特點，在高壓開關行業應用廣泛。特變電工中發上海高壓開關有限公司使用該系列三相機械聯動結構產品，已安全運行多年。

2.1? ? 儲能

HMB-8.3型液壓彈簧操動機構的儲能電機運行時，油泵電機將低壓油缸內的液壓油壓入高壓油腔內，高壓油腔內的高壓油推動活塞桿，向下壓縮碟簧從而形成儲能。碟簧到達儲能位置后，行程開關發出指令斷開油泵電機電源，儲能過程結束。在斷路器操作后或者油壓泄漏到設定值時，彈簧行程開關將再次接通油泵電動機補壓到儲能位置。

2.2? ? 合閘操作

合閘操作時，合閘電磁閥通電，前級切換閥在高壓油腔內高壓油的推動下切至合閘位置，前級切換閥向下運動，切斷了原活塞桿與低壓油缸的連接管路，并接通了活塞桿下部與儲能模塊上部的高壓油管路，將高壓油注入到活塞桿下方。此時，活塞桿上、下方均有高壓油，但活塞桿下方容積大于上方容積，使活塞桿向上推動，斷路器合閘?；钊麠U在合閘過程快要結束時，在阻尼系統作用下產生阻尼力，以降低合閘時產生的沖擊力。

2.3? ? 分閘操作

分閘操作時，分閘電磁閥通電，前級切換閥在高壓油腔內高壓油的推動下切至分閘位置，高壓油通過換向閥與低壓油箱相連，使得活塞桿下部失去壓力，活塞桿在上部高壓油的作用下迅速向下推動，帶動斷路器分閘?；钊麠U在分閘過程快要結束時，在阻尼系統作用下產生阻尼力，以降低分閘時產生的沖擊力。

3 結語

三相機械聯動斷路器配備HMB-8.3型液壓彈簧操動機構的優勢明顯，在實際應用中具有很強的可靠性，能夠有效解決發電機非全相運行的問題，具有很高的應用和推廣價值。

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