FKG1N型液壓機(jī)構(gòu)內(nèi)部滲漏分析判斷及處理

蔡 源，楊 波

（新安江水力發(fā)電廠，浙江 建德 311608）

新安江水電廠作為華東電網(wǎng)的第一調(diào)頻、調(diào)峰和事故備用電廠，機(jī)組啟停和開(kāi)關(guān)動(dòng)作頻繁，開(kāi)關(guān)故障率相對(duì)較高，往往影響發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行。法國(guó)GEC ALSTOM公司生產(chǎn)的FKG1N系列SF6開(kāi)關(guān)運(yùn)行已超10年，盡管遮斷容量能夠滿(mǎn)足需要，但運(yùn)行中仍存在缺陷，尤其以液壓操作機(jī)構(gòu)內(nèi)部滲漏為甚。液壓機(jī)構(gòu)出現(xiàn)內(nèi)部滲漏嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起壓力迅速下降，迫使油泵頻繁打壓，造成油泵柱塞及儲(chǔ)壓器的活塞不斷運(yùn)動(dòng)，增加磨損，影響設(shè)備使用壽命。同時(shí)，由于液壓不穩(wěn)定，開(kāi)關(guān)可能被迫退出運(yùn)行，影響電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。

1 判斷造成內(nèi)部滲漏的故障元件

1.1 開(kāi)關(guān)油泵頻繁啟動(dòng)故障

開(kāi)關(guān)在沒(méi)有任何操作的情況下，按廠家要求和有關(guān)規(guī)定，每天油泵啟動(dòng)次數(shù)<4次。如果超過(guò)這個(gè)次數(shù)就要加強(qiáng)監(jiān)視，達(dá)到10次以上應(yīng)安排停電檢修。3號(hào)機(jī)開(kāi)關(guān)在合閘狀態(tài)時(shí)油泵啟動(dòng)頻繁，平均每天11～12次，最高有69次。

造成油泵啟動(dòng)頻繁的原因有很多，如外部滲漏、內(nèi)部滲漏及電氣故障等多方面原因。外部滲漏一目了然，電氣故障也易于排查。由于液壓機(jī)構(gòu)元器件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，致使內(nèi)部滲漏不易判斷，往往造成缺陷處理不到位，維護(hù)成本提高。因此，要分析判斷FKG1N型液壓機(jī)構(gòu)內(nèi)部滲漏必須從原理上分析解剖，才能對(duì)癥下藥。FKG1N液壓機(jī)構(gòu)合閘狀態(tài)原理見(jiàn)圖1。

1．2 液壓機(jī)構(gòu)內(nèi)部滲漏的可能故障元件

根據(jù)液壓機(jī)構(gòu)原理圖，易形成內(nèi)部滲漏故障的可能元件見(jiàn)表1。

圖1 FKG1N液壓機(jī)構(gòu)原理圖

表1 液壓機(jī)構(gòu)各狀態(tài)下可能內(nèi)部滲漏的元件

從表1清晰可得：假設(shè)開(kāi)關(guān)在分合閘狀態(tài)都出現(xiàn)頻繁啟動(dòng)，那么就有5+12，22，23等3組閥開(kāi)閉狀態(tài)影響著油泵是否頻繁啟動(dòng)，其中22和23閥在低壓油箱內(nèi)，5+12組合閥在主液壓缸內(nèi)，23為安全閥，只有壓力高于整定值才能開(kāi)啟，其產(chǎn)生內(nèi)滲故障概率小；22為泵單向閥，動(dòng)作頻繁，易產(chǎn)生故障，產(chǎn)生內(nèi)滲概率大；5+12組合閥運(yùn)動(dòng)速度高，單邊受力大，關(guān)合管口多，受多干擾因素的影響造成閉合不到位而產(chǎn)生內(nèi)滲的機(jī)率大。綜上所述，22泵單向閥和5+12組合閥是FKG1N型液壓機(jī)構(gòu)內(nèi)部滲漏主要元部件，那么如何區(qū)分判斷是22泵單向閥還是5+12組合閥的故障呢？

首先在開(kāi)關(guān)合閘位置，油泵打壓至額定的壓力，切斷電源，確定開(kāi)關(guān)不能電動(dòng)和手動(dòng)操作，等待5 min后，拆開(kāi)主液壓缸9上的低壓油管18，檢查低壓油管與主液壓缸的連接處孔洞內(nèi)是否有液壓油。如無(wú)，則恢復(fù)低壓油管并給開(kāi)關(guān)1個(gè)分閘命令，分閘操作后等待5 min，重復(fù)上述步驟，如有油滴產(chǎn)生，則內(nèi)滲部位可能為5+12組合電磁閥，無(wú)則為22泵單向閥。將開(kāi)關(guān)合閘，拆開(kāi)工作缸側(cè)的低壓油管后，觀察主液壓缸上的低壓油管的連接處（孔洞內(nèi)）有較多油漏出，每秒1～2滴，確定為主液壓缸內(nèi)部滲漏。新安江水電廠已處理的3臺(tái)內(nèi)部滲漏的開(kāi)關(guān)都為主液壓缸內(nèi)滲，更換主液壓缸后正常。

在合閘或分閘位置出現(xiàn)滲漏的故障處理則較為簡(jiǎn)單，只要根據(jù)工作原理，判斷出合閘控制閥門(mén)10和分閘控制閥門(mén)16或其它部位故障，即可進(jìn)行相應(yīng)的處理。

2 造成液壓機(jī)構(gòu)內(nèi)部滲漏的可能原因

2．1 液壓油不清潔

自保持回路的泵單向閥及各工作閥的閥針下部的鋼球均與閥座間形成金屬硬密封，如果油中有雜質(zhì)墊在鋼球與閥座間的密封線上即會(huì)發(fā)生內(nèi)滲造成泄壓。致使液壓油不清潔的原因也是多方面的，如安裝時(shí)未采取有效防護(hù)措施或油老化產(chǎn)生油泥等。

2．2 毛刺和楞角刮傷密封圈及閥針

主液壓缸內(nèi)一些泄壓孔和閥道，制造廠在制造時(shí)都為由外向里鉆的孔，因此，在閥體內(nèi)壁上存在一些毛刺、楞角和未能清除出的金屬屑，這些不僅能刮傷閥座上的O型密封圈，而且還隨著高壓高速油流流動(dòng)刮傷閥體和閥針，致使液壓機(jī)構(gòu)內(nèi)滲。在進(jìn)行開(kāi)關(guān)維護(hù)時(shí)，曾在低壓油箱內(nèi)發(fā)現(xiàn)了金屬屑。

2．3 O型密封圈合?？p處有膠料

主液壓缸中的O型密封圈在高壓油作用力下受壓，使O型密封圈的外沿與閥體的內(nèi)壁相接觸，O型密封圈的內(nèi)沿與閥座的內(nèi)壁相接觸，形成內(nèi)外2條密封線。O型密封圈是橡膠由2塊模具合在一起經(jīng)過(guò)硫化而成的，而徑向密封使O型密封圈內(nèi)外的接觸面正是膠圈的合?？p處。此處不同程度地留有膠料，這些凸起的膠料會(huì)使閥座與閥體間形成許多小的孔洞，會(huì)造成漏油泄壓，有的膠圈截面不圓或預(yù)壓縮量不足，這些都能引起泄壓[1]。

2．4 金屬疲勞

液壓機(jī)構(gòu)各主閥內(nèi)彈簧長(zhǎng)期受高油壓的作用力，運(yùn)行多年后彈簧疲勞，在額定油壓下閥針關(guān)閉不嚴(yán)，造成漏油泄壓。

3 處理措施

3．1 加強(qiáng)液壓油的運(yùn)行管理

（1）防止水分進(jìn)入。水能夠與液壓油起反應(yīng)，形成酸、膠質(zhì)和油泥，也能析出油中的添加劑，降低潤(rùn)滑性；溶于液壓油中的微量水能加速高應(yīng)力部件的磨損；還會(huì)使控制閥粘結(jié)。

水進(jìn)入液壓系統(tǒng)一是液壓機(jī)構(gòu)本身密封不好，尤其是低壓油箱。由于新安江水電廠特殊地理位置，空氣濕度較大，低壓油箱頂部密封不嚴(yán)致使水分侵入。因此，機(jī)構(gòu)箱中的加熱器一定要投入，尤其在夏季和檢修狀態(tài)下。二是新油中本身?yè)诫s的水分。新油特別是長(zhǎng)期放置的油水分指標(biāo)往往不合格，在機(jī)構(gòu)換油或補(bǔ)充新油時(shí)，一定要經(jīng)過(guò)濾油機(jī)過(guò)濾后方可使用。

（2）防止空氣進(jìn)入。液壓油中含有氣體也會(huì)使油泵啟動(dòng)頻繁，并使油質(zhì)加速老化。在每次換油或補(bǔ)油維護(hù)中要多排氣，同時(shí)要將油加至規(guī)定油位，以保證泵的吸入油管在油箱液面以下，阻止空氣吸入。

3．2 加強(qiáng)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)管理

（1）每2～3年過(guò)濾或更換液壓油、清洗閥系統(tǒng)和液壓管道，更換油過(guò)濾器，清除油箱底部的油泥和雜質(zhì)，必要時(shí)對(duì)液壓系統(tǒng)壓力表、壓力安全閥進(jìn)行校驗(yàn)，防止操作機(jī)構(gòu)壓力異常升高。

（2）運(yùn)行時(shí)間在10年以上的液壓機(jī)構(gòu)，如其高壓油系統(tǒng)內(nèi)的主閥件出現(xiàn)問(wèn)題，則對(duì)整個(gè)液壓操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行更換，如低壓油系統(tǒng)元件出現(xiàn)問(wèn)題，則只更換該元件。

（3）加強(qiáng)備品的管理，由于進(jìn)口設(shè)備的零部件采購(gòu)周期長(zhǎng)、費(fèi)用高，對(duì)開(kāi)關(guān)中一些易損部件一定要有采購(gòu)計(jì)劃并備足好安全數(shù)量。

（4）加強(qiáng)對(duì)裝配工藝和執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的管理，開(kāi)展形式多樣的技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)管理工作，有效提高檢修人員技能水平和全面分析判斷處理問(wèn)題的能力。

4 結(jié)語(yǔ)

液壓機(jī)構(gòu)由于速度特性平穩(wěn)，體積小，操作功率大，廣泛用于高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備。而滲漏油、打壓頻繁等是液壓機(jī)構(gòu)常見(jiàn)的主要問(wèn)題，只有熟悉原理，才能快速地判斷故障部位，減少工作量，減少停電時(shí)間，使問(wèn)題快速、準(zhǔn)確、可靠地得到解決。

[1]陳化鋼，張開(kāi)賢，程玉蘭，等.電力設(shè)備異常運(yùn)行事故處理[M].北京∶中國(guó)水利水電出版社，1998.

[2]GEC ALSTOM.SF6斷路器FKG型安裝維護(hù)說(shuō)明書(shū)[G].1998.