500kVHGIS液壓操作機(jī)構(gòu)打壓頻繁的分析及對(duì)策

鄭文瓊

(廣東電網(wǎng)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(guān)設(shè)備。HGIS的結(jié)構(gòu)與GIS基本相同，但它不包括母線設(shè)備。其優(yōu)點(diǎn)是母線不裝于SF6氣室，是外露的，因而結(jié)線清晰、簡(jiǎn)潔、緊湊，安裝及維護(hù)檢修方便，運(yùn)行可靠性高。與GIS相比，HGIS絕緣件少，密封性強(qiáng)。隨著經(jīng)濟(jì)、電力系統(tǒng)的發(fā)展，建設(shè)用地越來越受制約，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，HGIS應(yīng)用也越來越廣泛。就東莞電力系統(tǒng)而言，HGIS從2003年首次使用于500kV橫瀝變電站至今，已有47個(gè)間隔投入運(yùn)行。一次設(shè)備總體運(yùn)行情況良好，但其斷路器采用的OM-3型液壓操作機(jī)構(gòu)出現(xiàn)的問題相對(duì)較多，特別是頻繁打壓的問題尤其多。從我局500kVHGIS投入運(yùn)行至今，頻繁打壓的缺陷就有32起。其中液壓機(jī)構(gòu)分合閘閥漏壓導(dǎo)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(duì)前兩種缺陷的分析和處理進(jìn)行介紹。

2 OM-3型液壓操作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)

從1991年開始，HGIS的液壓機(jī)構(gòu)就采用OM-3型液壓操作機(jī)構(gòu)，如圖1所示。它是一種較創(chuàng)新的恒定高壓系統(tǒng)，它能排除因液壓油內(nèi)汽泡而導(dǎo)致的操作時(shí)間延遲以及不要求一般在典型液壓機(jī)構(gòu)維護(hù)工作完成后的檢驗(yàn)性運(yùn)行，使維護(hù)效率得以提高。它在儲(chǔ)油罐內(nèi)部的高壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上采用了成熟的密封技術(shù)，減少了高壓密封部份數(shù)量，從而提高系統(tǒng)整體的可靠性。OM-3型液壓機(jī)構(gòu)主要分為包含合分控制的驅(qū)動(dòng)單元、油泵以及蓄能器。機(jī)構(gòu)中所提供的安全閥、油位開關(guān)及油壓開關(guān)用以保持并監(jiān)察操作機(jī)構(gòu)的狀態(tài)。機(jī)構(gòu)的活塞與滅弧室觸頭間是通過連桿、聯(lián)接及絕緣桿系統(tǒng)等構(gòu)成的機(jī)械連接相連。

圖1 OM-3型液壓操作機(jī)構(gòu)

3 分合閘閥漏壓缺陷

3.1 缺陷處理分析

①觀察機(jī)構(gòu)箱各油管、接頭、表計(jì)表面無滲油痕跡，排除了高壓油管外部滲油導(dǎo)致油壓下降而頻繁打壓可能;

②在高壓狀態(tài)下手動(dòng)分合開關(guān)2次，24小時(shí)統(tǒng)計(jì)打壓次數(shù)依然為90次，排除了液壓油不清潔，纖維雜質(zhì)卡入分合閘閥口內(nèi)，其關(guān)閉不嚴(yán)高壓油從閥體上排油孔流出使機(jī)構(gòu)打壓頻繁可能;

③順時(shí)針擰手動(dòng)泄壓閥檢查其已緊固，在高壓狀態(tài)下拆卸泄壓閥緊固封蓋，檢查無滲油，排除了泄壓閥松動(dòng)或密封不嚴(yán)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?dú)忸A(yù)充壓力及分合操作時(shí)的壓力下降值均合格(見表1)，排除了氮?dú)獬掷m(xù)泄漏導(dǎo)致油壓下降而頻繁打壓可能;

⑤測(cè)試A相機(jī)構(gòu)從零油壓開始打壓至停泵各時(shí)間段數(shù)值分析均符合技術(shù)要求(見表2)，排除了油泵內(nèi)柱塞密封不嚴(yán)打油效率變差而頻繁打壓可能;

⑥觀察油壓微動(dòng)開關(guān)安裝牢固，外觀完好，動(dòng)作正常，聽油管無回油聲音，測(cè)試油壓開關(guān)各整定值符合技術(shù)要求(見表3)，排除油壓開關(guān)整定錯(cuò)誤、安全閥誤動(dòng)或微動(dòng)開關(guān)節(jié)點(diǎn)接頭中心未對(duì)好或觸點(diǎn)變形，偏壓造成位移改變整定值，或觸電彈片受潮氧化變質(zhì)失去彈性而接觸不良導(dǎo)致打壓頻繁可能;

⑦結(jié)合液壓原理圖1和圖2分析可知，分合閘狀態(tài)中，油箱中承受高壓的閥體分別有上層AH2一級(jí)閥，合閘電磁閥、分閘電磁閥和下層AH5分合閘排油閥及二級(jí)閥，各油閥不論分閘還是合閘狀態(tài)，均承受高壓，如密封不嚴(yán)均有可能產(chǎn)生滲漏情況，需對(duì)其進(jìn)行檢查確認(rèn)，初步判斷為AH2或AH5閥體密封不嚴(yán)導(dǎo)致內(nèi)漏而頻繁打壓;

⑧合閘閥滲油論證

未泄壓狀態(tài)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(jí)閥)，用高級(jí)紙巾擦拭AH2各閥，因未泄壓，AH2閥體下側(cè)為高壓油，發(fā)現(xiàn)合閘閥有明顯回油涌出現(xiàn)象，而分閘閥無此現(xiàn)象，AH2閥下層為結(jié)構(gòu)布置相同的AH5閥，檢查無滲油。更換AH2合閘閥后打壓次數(shù)大幅下降至0次，證明機(jī)構(gòu)頻繁打壓原因是因?yàn)锳H2合閘閥本體密封不嚴(yán)造成閥體滲油，高壓油不斷回油至低壓油箱造成液壓系統(tǒng)壓力下降，壓力組件行程桿下降啟泵微動(dòng)開關(guān)閉合使電機(jī)回路接通而啟動(dòng)打壓。

表1 油壓測(cè)試數(shù)據(jù)

表2 油泵打壓時(shí)間

表3 油壓整定測(cè)試數(shù)據(jù)

圖2 OM-3型液壓操作機(jī)構(gòu)合閘狀態(tài)

圖3 OM-3型液壓操作機(jī)構(gòu)分閘狀態(tài)

圖4 滲油的合閘閥

3.2 處理對(duì)策

由于AH2合閘閥為整體式M16不可拆結(jié)構(gòu)，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(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)作特性試驗(yàn)，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均合格，見表4。送電后24小時(shí)統(tǒng)計(jì)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(nèi)的空氣由該低壓配管排出。斷路器發(fā)生升壓不良的情況可以認(rèn)為是由安裝時(shí)調(diào)整不良造成油管沿右上方傾斜所致;

②運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

由于長時(shí)間傳動(dòng)斷路器以及油泵長期沒有運(yùn)轉(zhuǎn)，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(jìn)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(huì)產(chǎn)生氣泡，油泵箱會(huì)注滿含有氣泡的低壓油，由于氣泡輕于液壓油而向上移動(dòng);

④油壓升壓

通常氣泡會(huì)通過油泵箱體經(jīng)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(dǎo)致N2氣體無法排出而殘留在油泵箱體內(nèi)(可以認(rèn)為將低壓管調(diào)整至水平狀態(tài)會(huì)將N2氣體排出)。如果箱體內(nèi)的氣層低于油泵的吸油界面，吸入N2氣體的油泵就會(huì)發(fā)生空轉(zhuǎn)而產(chǎn)生升壓不良的情況;

表4 機(jī)構(gòu)動(dòng)作特性測(cè)試數(shù)據(jù)

圖5 油泵箱體的低壓配管

圖6 油泵運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)

圖7 油泵停止?fàn)顟B(tài)

圖8 油泵油壓升壓狀態(tài)

⑤壓力釋放閥打開狀態(tài)

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

圖9 油泵壓力釋放閥打開狀態(tài)

4.2 處理對(duì)策

關(guān)于該低壓油管在可允許的情況下調(diào)整為向右下方傾斜，防止管內(nèi)留有殘油。由此，N2氣體被排出，油面會(huì)慢慢升高，油泵的升壓變?yōu)榭赡?，?jīng)廠家對(duì)現(xiàn)有油泵進(jìn)行試驗(yàn)，得出了采取此方法會(huì)升壓的結(jié)論。

因機(jī)構(gòu)長時(shí)間未進(jìn)行操作，壓縮缸中的氮?dú)庑孤┤芙庥谝簤河?，液壓油進(jìn)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(dǎo)致部分液壓油殘留于油管內(nèi)，阻礙頂部氣體排出，使油缸內(nèi)液面下降，導(dǎo)致油泵口進(jìn)入空氣而不能建壓。將油泵箱體頂部氣體排出后，對(duì)油管進(jìn)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(gè)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(gè)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(tài)

圖11 低壓油管‘1’‘2’‘3’三個(gè)固定位

5 結(jié)論

開關(guān)液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的密封性和油中是否存在氣泡，關(guān)系著開關(guān)的正常分合閘，是判斷液壓機(jī)構(gòu)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素。對(duì)于U形管問題，改造后將不會(huì)存在，而針對(duì)液壓機(jī)構(gòu)的分合閘閥漏壓現(xiàn)象，只要其分合閘閥工藝未改進(jìn)，此問題將長期存在，我們需要對(duì)已處理的機(jī)構(gòu)進(jìn)行密切跟蹤，對(duì)未處理的機(jī)構(gòu)的各項(xiàng)動(dòng)作數(shù)據(jù)及情況更要細(xì)致觀察和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理缺陷，將一切事故缺陷消滅在萌芽狀態(tài)，保證系統(tǒng)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］SFMT型斷路器說明書［Z］.