液壓彈簧機(jī)構(gòu)漏油及頻繁打壓故障分析與處理

郭斯斯

摘要：液壓彈簧機(jī)構(gòu)具有輸出功率大、動(dòng)作快、密封性優(yōu)異、操作平穩(wěn)且不需要大功率的直流電源的優(yōu)點(diǎn)。然而相比于彈簧機(jī)構(gòu)，它有著更復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)和工作原理。機(jī)構(gòu)正常工作是保障設(shè)備供電可靠的前提，機(jī)構(gòu)故障有可能引起開關(guān)拒動(dòng)，造成越級(jí)跳閘或重合閘不成功，因此維護(hù)管理好機(jī)構(gòu)有著重要意義。

關(guān)鍵詞：斷路器;液壓彈簧機(jī)構(gòu);漏油;頻繁打壓;風(fēng)險(xiǎn)隱患

引言

為了避免液壓彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)的漏油及頻繁打壓故障狀態(tài)不斷發(fā)展，惡性循環(huán)導(dǎo)致開關(guān)設(shè)備的分合能力被影響。根據(jù)近期發(fā)現(xiàn)的該類型故障，梳理了風(fēng)險(xiǎn)隱患與頻繁打壓的判據(jù)，并結(jié)合多項(xiàng)可能導(dǎo)致漏油及頻繁打壓故障的原因，按照由易到難的處理方式，并為現(xiàn)場(chǎng)的故障處理方式、方法以及步驟提供經(jīng)驗(yàn)依據(jù)。

1液壓彈簧機(jī)構(gòu)工作原理

1.1合閘操作工作原理

當(dāng)開關(guān)進(jìn)行合閘操作時(shí)，首先儲(chǔ)能回路導(dǎo)通，電機(jī)啟動(dòng)帶動(dòng)油泵工作將低壓油轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏河停藭r(shí)高壓油區(qū)P孔所在油路均為高壓油。儲(chǔ)能活塞向右運(yùn)動(dòng)，彈簧蝶閥壓縮儲(chǔ)能。儲(chǔ)能模塊的碟簧儲(chǔ)滿能量后，微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作切斷儲(chǔ)能回路，電機(jī)和油泵失去電源停止工作，此時(shí)碟簧儲(chǔ)存的能量已經(jīng)足夠開關(guān)進(jìn)行合閘操作。之后控制模塊的合閘電磁閥通電動(dòng)作，利用壓差原理，二級(jí)換向閥動(dòng)作，使Z孔與P孔導(dǎo)通，碟簧釋放能量從而使Z孔內(nèi)充滿高壓油。此時(shí)再利用活塞桿上下壓差原理，使工作缸活塞桿向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而傳動(dòng)到斷路器本體，進(jìn)行合閘操作。同時(shí)，活塞桿下方的高壓油提供的動(dòng)力足夠活塞桿保持在該位置，保證了開關(guān)處于合閘位置。需要說(shuō)明的是，合閘操作時(shí)，碟簧釋放了一部分能量，當(dāng)釋放的能量太多，就會(huì)使微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，從而使儲(chǔ)能回路導(dǎo)通。

1.2分閘操作工作原理

機(jī)構(gòu)分閘過(guò)程就是合閘系統(tǒng)油腔內(nèi)釋壓的過(guò)程。二級(jí)閥在高壓油的作用下轉(zhuǎn)換到分閘位置，工作缸活塞桿下部的高壓油經(jīng)過(guò)二級(jí)閥口返回到低壓油箱，工作缸活塞下部形成低壓的同時(shí)，活塞桿在壓差的作用下向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)斷路器完成分閘動(dòng)作。機(jī)構(gòu)操作的同時(shí)，碟片儲(chǔ)能將產(chǎn)生一定釋壓，此時(shí)在行程開關(guān)接點(diǎn)的作用下，油泵再次啟動(dòng)將壓力補(bǔ)充到額定壓力后，依靠行程開關(guān)接點(diǎn)來(lái)切斷油泵電機(jī)電源。

2故障原因分析

2.1機(jī)構(gòu)漏油原因

在運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，直接在機(jī)構(gòu)外部觀察到液壓油滲漏屬于外部滲漏，其原因主要為密封部件有破損或管道、零部件、緊固件出現(xiàn)松動(dòng)。通過(guò)觀察、聽聲、觸摸等方法能夠比較容易的發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，滲漏源主要為管道接頭、接頭卡套、密封圈墊片等。若出現(xiàn)內(nèi)部滲漏，其原因主要為機(jī)構(gòu)元件內(nèi)部密封件破損或閥門密封不良，各級(jí)排油閥門被異物墊起不能緊閉。該類故障較難直接定位故障點(diǎn)，如果有滲漏的異響發(fā)出，可以通過(guò)聲音尋找故障點(diǎn);如果沒(méi)有明顯的聲音，則需要根據(jù)液壓機(jī)構(gòu)能量逐級(jí)放大的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐級(jí)測(cè)試來(lái)鎖定故障位置。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行梳理統(tǒng)計(jì)，HMB-4/8型液壓彈簧機(jī)構(gòu)的密封薄弱環(huán)節(jié)多出現(xiàn)在手動(dòng)卸壓閥下的過(guò)流閥、動(dòng)力模塊的油泵出口逆止閥、控制模塊的控制閥（換向閥）、儲(chǔ)能模塊的高壓密封圈、工作缸的活塞內(nèi)密封圈等部位。

2.2頻繁打壓原因

1）外部滲漏導(dǎo)致機(jī)構(gòu)油位偏低，在每次打壓結(jié)束后，壓力逐漸下降至電機(jī)啟動(dòng)接點(diǎn)動(dòng)作值，而使得電機(jī)就再次啟動(dòng)補(bǔ)壓。2）內(nèi)部密封不嚴(yán)，高壓油路向低壓油路滲漏，使油壓無(wú)法正常保持，引發(fā)機(jī)構(gòu)頻繁打壓。3）油中存在雜質(zhì)，引起閥門或活塞卡塞，密封圈位置錯(cuò)位，同樣造成高壓油路向低壓油路滲漏;或者混進(jìn)的雜質(zhì)異物浸到相互運(yùn)動(dòng)零部件的配合間隙里，使得相互運(yùn)動(dòng)零部件磨損，從而造成相互運(yùn)動(dòng)部件配合不到位而引起打壓頻繁。4）油中含有氣體，尤其是氣泡達(dá)到油泵室內(nèi)，快速打壓結(jié)束瞬間氣體被壓縮從而達(dá)到停止壓力，當(dāng)停止打壓后被壓縮的氣體會(huì)恢復(fù)，行程開關(guān)會(huì)很快的降低至與啟動(dòng)打壓值非常接近的位置，由于液壓彈簧機(jī)構(gòu)本身是存在慢滲現(xiàn)象的，機(jī)構(gòu)壓力會(huì)慢慢的降低，從而產(chǎn)生反復(fù)打壓現(xiàn)象。5）二次回路故障，如監(jiān)測(cè)模塊中控制油泵啟動(dòng)和停止的節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障;或者長(zhǎng)時(shí)間投運(yùn)后相關(guān)觸點(diǎn)變形、受潮、氧化變質(zhì)，失去原有彈性，在壓力下降至油泵啟動(dòng)值臨界時(shí)，受環(huán)境溫度變化或外界振動(dòng)等因素影響，觸點(diǎn)閉合后快速返回，如此反復(fù)，造成頻繁打壓。

3現(xiàn)場(chǎng)處理

3.1若發(fā)現(xiàn)液壓彈簧機(jī)構(gòu)出現(xiàn)了頻繁打壓故障，檢查現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)滲漏油，觀察機(jī)構(gòu)油位是否正常以及各元件外部的滲漏油情況，如油泵電機(jī)、貯能活塞、工作缸活塞桿是否帶油等，需要借助于紙、布、粉筆等物，找出漏油部位，并將該元件拆卸下來(lái)，檢查元件的密封面和密封圈表面質(zhì)量，對(duì)受損的密封元件進(jìn)行更換。由于機(jī)構(gòu)高度模塊化，密封圈及閥門都集成在模塊中，現(xiàn)場(chǎng)開展傳統(tǒng)人工檢修會(huì)增加工作量，可能延誤送電時(shí)間，應(yīng)將更換模塊作為最快捷的方法，必要時(shí)可對(duì)貯能模塊、控制模塊、動(dòng)力模塊等全套更換。

3.2若未見(jiàn)外部漏油狀況，可在額定油壓下反復(fù)進(jìn)行幾次分合操作（應(yīng)注意電機(jī)的連續(xù)運(yùn)行上限時(shí)間為180s），同時(shí)開合幾次泄壓閥，觀察液壓油的壓力變化情況。一方面檢查二次回路有無(wú)異常，一方面可對(duì)是否為油污墊積閥口而引起的內(nèi)部泄漏情況進(jìn)行排查。若發(fā)現(xiàn)二次回路異常，應(yīng)主要檢查行程開關(guān)上控制油泵啟停的節(jié)點(diǎn)是否損壞，同時(shí)檢查二次端子排是否有灼燒的痕跡，需要對(duì)故障元器件進(jìn)行處理。若未見(jiàn)二次回路異常，但頻繁打壓故障暫時(shí)消除，有很大的可能為油中雜質(zhì)墊積閥口而引起的內(nèi)部泄漏，進(jìn)行了幾次分合操作后，液壓油正好將雜質(zhì)沖離閥口。應(yīng)對(duì)該機(jī)構(gòu)保持重點(diǎn)關(guān)注，確認(rèn)頻繁打壓故障是否會(huì)復(fù)發(fā)。若有條件可對(duì)液壓油進(jìn)行更換或者過(guò)濾。

3.3若排除二次回路原因與油中雜質(zhì)原因后，機(jī)構(gòu)仍然存在頻繁打壓狀況，可以確定為操作機(jī)構(gòu)出現(xiàn)了內(nèi)部漏油。應(yīng)對(duì)密封薄弱環(huán)節(jié)的部件進(jìn)行檢查，根據(jù)處觀檢查，可以確定故障位置。若僅在分位出現(xiàn)頻繁打壓故障，應(yīng)檢查合閘閥閥口的封閉情況或更換控制模塊，確定是否為控制模塊主換向閥在分閘操作時(shí)密封不嚴(yán)而引發(fā)故障;若故障仍未消除，可判斷為工作缸內(nèi)密封圈密封不嚴(yán)，使得活塞兩側(cè)高、低壓油路存在滲漏而引發(fā)故障，需對(duì)工作缸進(jìn)行更換。若僅在合位出現(xiàn)頻繁打壓故障，則可能是控制模塊主換向閥在合閘操作時(shí)密封不嚴(yán)而引發(fā)故障，需檢查分閘閥閥口的封閉情況或更換控制模塊。若在分位、合位均出現(xiàn)頻繁打壓故障，則可能涉及多個(gè)模塊，對(duì)手動(dòng)卸壓閥下的過(guò)流閥、動(dòng)力模塊的油泵出口逆止閥、控制模塊的控制閥、儲(chǔ)能模塊的高壓密封圈進(jìn)行檢查處理或者更換相應(yīng)模塊;若進(jìn)行上述工作后，故障僅得到緩解而不是徹底解決時(shí)，應(yīng)為工作模塊的工作缸出現(xiàn)了內(nèi)漏，需對(duì)工作缸進(jìn)行更換。

3.4消除液壓彈簧機(jī)構(gòu)故障后，應(yīng)開展液壓彈簧機(jī)構(gòu)的額定壓力保持試驗(yàn)，使之分別在合閘、分閘位置保持8h。并測(cè)量斷路器行程、速度特性、時(shí)間參量、同期、分合閘最低動(dòng)作電壓等，保持在廠家要求的范圍內(nèi)。

結(jié)語(yǔ)

液壓彈簧操動(dòng)機(jī)構(gòu)在高壓開關(guān)類設(shè)備中得到了廣泛引用。但在其使用過(guò)程中，若漏油及頻繁打壓故障不能及時(shí)處理，將使得故障狀態(tài)不斷發(fā)展，惡性循環(huán)，最終影響到開關(guān)設(shè)備的分合能力。

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（作者單位：國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司檢修分公司）