HMB-8 型液壓碟簧操作機(jī)構(gòu)防慢分裝置檢查分析

李良創(chuàng)，龍民權(quán)，阮彥俊，肖一鵬，齊向東，吳澤宇

（中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司廣州局，廣東廣州，510000）

1 機(jī)構(gòu)漏油故障現(xiàn)象

2018年3月25日，在寶安站年度檢修中發(fā)現(xiàn) 500kV 第八串聯(lián)絡(luò)開關(guān)5082 C 相液壓碟簧機(jī)構(gòu)存在微滲油情況。由于漏油痕跡面積大，無(wú)法分辨具體是那個(gè)位 置微滲油?，F(xiàn)場(chǎng)將滲油痕跡進(jìn)行清理，并將 C 相液壓碟簧機(jī)構(gòu)補(bǔ)油至油位窗口中間位置，繼續(xù)觀察滲油情況。

2018年7月28日，再次檢查開關(guān) 5082 C 相碟簧機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)繼續(xù)存在微滲油 情況。機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能油泵底座上掛有油滴，兩個(gè)儲(chǔ)能模塊下面有漏油痕跡，由于漏油 痕跡面積大，無(wú)法判斷具體漏油點(diǎn)。

在監(jiān)控后臺(tái)上查詢開關(guān) 5082 C 相機(jī)構(gòu)近期儲(chǔ)能電機(jī)工作情況，發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能電 機(jī)最近工作時(shí)間超過(guò)廠家要求的 3 分鐘。

其中 4 月 18 日工作 3 分 27 秒、5 月 16 日 3 分 07 秒、6月 05 日工作 3 分 07 秒 ；6 月 26 日工作 3 分 26 秒后超時(shí)動(dòng)作、7 月 18 日工作 3 分 25 秒后超時(shí)動(dòng)作、7 月 21 日工作 3分 9 秒后超時(shí)動(dòng)作。查詢對(duì)比一臺(tái)開關(guān) 5022 運(yùn)行時(shí)正常補(bǔ)充油壓儲(chǔ)能電機(jī)工作時(shí)間為 2-3 秒，廠家 ABB 要求合閘后電機(jī)儲(chǔ)能時(shí)間為 8 秒左 右，分閘后儲(chǔ)能時(shí)間為 21 秒左右，零壓電機(jī)儲(chǔ)能時(shí)間為 72 秒左右。判斷 5082 C相機(jī)構(gòu)存在內(nèi)漏情況。

2018 年 12 月 19 日，再次對(duì)開關(guān) 5082 C 相液壓碟簧機(jī)構(gòu)漏油進(jìn)行檢查。經(jīng) 過(guò)多次啟動(dòng)油泵才發(fā)現(xiàn)右上角的儲(chǔ)能模塊與工作油缸之間密封處存在液壓油泄 漏。拆除儲(chǔ)能模塊后發(fā)現(xiàn)模塊與工作油缸連接處靠缸體側(cè)有細(xì)微的裂紋，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)微漏油。現(xiàn)場(chǎng)不具備更換機(jī)構(gòu)工作油缸和試驗(yàn)條件，確定將機(jī)構(gòu)整體拆卸返廠檢修。

2 HMB-8 型液壓碟簧機(jī)構(gòu)工作原理

HMB-8 型液壓碟簧機(jī)構(gòu)的液壓控制和操作功能都被集成在鋁制的模塊中。液 壓碟簧操作機(jī)構(gòu)中沒有任何管道連接，所有模塊都以塊狀方式連在一起。結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)上采用集裝板塊結(jié)構(gòu)，操作機(jī)構(gòu)的主要元件按功能分成五大模塊。分別是：充能模塊、貯能模塊、工作模塊、控制模塊和監(jiān)測(cè)模塊。

2.1 機(jī)構(gòu)合閘操作原理

機(jī)構(gòu)工作缸活塞上側(cè)為高壓油,下側(cè)與低壓油箱相通為低油壓。合閘電磁閥 接到合閘命令后，打開合閘前級(jí)閥使主換向閥轉(zhuǎn)換位置，使工作缸活塞下側(cè)與低 壓油隔離與高壓油連通，高壓油同時(shí)作用在活塞兩側(cè)[1]，由于活塞下側(cè)受力面積大于上側(cè),操作桿便向上運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)合閘,如圖 1 所示。

圖1 機(jī)構(gòu)合閘

2.2 機(jī)構(gòu)分閘操作原理

機(jī)構(gòu)工作缸活塞上側(cè)和下側(cè)均為高油壓。分閘電磁閥接到分閘命令后，打開 分閘前級(jí)閥使主換向閥轉(zhuǎn)換位置，使工作缸活塞下側(cè)與高壓油與低壓油箱連通， 活塞在上側(cè)高壓油的作用向下運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)分閘。

2.3 機(jī)械防慢分裝置動(dòng)作原理

斷路器處于合閘位置時(shí)，液壓碟簧操作機(jī)構(gòu)出現(xiàn)失壓故障，支撐環(huán) 5 受到碟 簧彈力的作用，向上運(yùn)動(dòng) h2，推動(dòng)連桿3，連桿 3 帶動(dòng)拐臂 1 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) h3， 支撐往下慢分的活塞桿，使斷路器始終保持在合閘位置。下圖 2所示 a、b 分別 為正常工作狀態(tài)和失壓狀態(tài)[2]。

圖2 機(jī)械防慢分裝置原理圖

機(jī)構(gòu)的故障排除后重新儲(chǔ)能，在儲(chǔ)能活塞的作用下，支撐環(huán) 5 向下運(yùn)動(dòng)壓縮碟簧，連桿 3 在復(fù)位彈簧的作用下，帶動(dòng)拐臂 1 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，脫離活塞桿，恢復(fù) 正常工作狀態(tài)。

3 HMB-8 型液壓碟簧機(jī)構(gòu)安裝測(cè)試

檢查油泵停止和啟動(dòng)碟簧行程整定值動(dòng)作正常；檢查閉鎖重合閘、閉鎖合閘、閉鎖跳閘碟簧行程整定值動(dòng)作正常，且后臺(tái)報(bào)信正常。

液壓碟簧機(jī)構(gòu)滲漏試驗(yàn):液壓碟簧機(jī)構(gòu)在儲(chǔ)能正常情況下，分別在分閘和合閘位置，進(jìn)行 24 小時(shí)的滲漏試驗(yàn)。為防止自動(dòng)補(bǔ)壓，斷開電機(jī)電源。

項(xiàng) 目 損失要求值 損失實(shí)測(cè)值（mm）合閘位置 24h 碟簧行程損失值 ≤2mm A 相:1mm B 相:1mm C 相:1mm分閘位置 24h 碟簧行程損失值 ≤2mm A 相:1mm B 相:1mm C 相:1mm

斷路器的速度特性:(在額定操作電壓、液壓下進(jìn)行)

項(xiàng) 目 速度要求 實(shí)測(cè)值（m/s）合閘速度 3-4m/s C 相:3.24分閘 1 速度 7.8-9.2m/s C 相 :8.06分閘 2 速度 7.8-9.2m/s C 相 :8.07

斷路器的時(shí)間參量:(在額定操作電壓、液壓下進(jìn)行)

項(xiàng) 目 時(shí)間要求 實(shí)測(cè)值（ms）分閘 1 時(shí)間 14-19ms A 相 :17.3 B 相 :16.9 C 相 :15.8分閘 2 時(shí)間 14-19ms A 相 :17.0 B 相 :16.7 C 相 :16.6分閘 1 同期 ≤2ms 1.5ms

分閘 2 同期 ≤2ms 0.4ms合閘時(shí)間 55-80ms A 相 :17.3 B 相 :16.9 C 相 :15.8合閘同期 ≤4ms 2.4ms

4 機(jī)械防慢分裝置分析

高壓斷路器在運(yùn)行中液壓機(jī)構(gòu)由于異常因素，液壓機(jī)構(gòu)出現(xiàn)失壓導(dǎo)致斷路器出現(xiàn)慢分現(xiàn)象，斷路器無(wú)法開斷額定電流或短路故障電流，觸頭將出現(xiàn)嚴(yán)重?zé)龘p 現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)斷路器爆炸的可能，影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行[3]。

其中檢修試驗(yàn)規(guī)程第10.58條要求對(duì)液壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行防失壓慢分試驗(yàn)，但沒有要求測(cè)量機(jī)械防慢分裝置動(dòng)作的碟簧行程值?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量開關(guān)5082 C相液壓碟簧機(jī)構(gòu)動(dòng)作的損失碟簧行程值為74mm 對(duì)應(yīng)的碟簧行程為9mm。

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量開關(guān)5082 C相液壓碟簧機(jī)構(gòu)在分閘、合閘、重合閘操作的碟簧行程損失值如下表：

項(xiàng)目 損失要求值 損失實(shí)測(cè)值（mm）合閘碟簧行程損失值 ≤9.1mm C 相:9mm分閘碟簧行程損失值 ≤24.9mm C 相:24.7mm重合閘碟簧行程損失值（分合分） ≤68mm C 相:58mm機(jī)械防慢分裝置碟簧行程損失動(dòng)作值 - C 相:74mm

經(jīng)過(guò)計(jì)算實(shí)際重合閘碟簧行程損失值約等于 2 次單分閘和 1 次單合閘碟簧行 程損失值的總值，單次分合閘的碟簧行程損失實(shí)測(cè)值非常重要，在要求的范圍內(nèi) 才能保證斷路器自動(dòng)重合閘失敗后的跳閘成功。

HMB-8 型液壓碟簧機(jī)構(gòu)工作缸內(nèi)低壓油與高壓油分界面、儲(chǔ)能油泵、貯能模 塊、電磁閥等存在內(nèi)滲和外漏油情況，會(huì)導(dǎo)致斷路器動(dòng)作時(shí)碟簧行程損失值過(guò)大。 目前儲(chǔ)能電機(jī)為交流電源供電，也會(huì)出現(xiàn)供電丟失的情況。在儲(chǔ)能電機(jī)丟失的情 況下，如何確保液壓碟簧機(jī)構(gòu)自動(dòng)重合閘失敗后跳閘成功，必須檢查重合閘碟簧 行程損失值小于機(jī)械防慢分裝置碟簧行程損失動(dòng)作值。

目前對(duì)液壓碟簧機(jī)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)定檢時(shí)，忽略了測(cè)量完整的重合閘失敗碟簧行 程損失值，只是測(cè)量分合閘碟簧行程損失值。當(dāng)出現(xiàn)儲(chǔ)能電機(jī)交流失電，液壓機(jī) 構(gòu)內(nèi)部泄漏時(shí)，高壓斷路器在自動(dòng)重合閘失敗斷開時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)慢分情況或機(jī)械防慢分裝置動(dòng)作導(dǎo)致斷路器拒動(dòng)故障[4]。

綜上分析，HMB-8 型液壓碟簧機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊、高可靠性、維護(hù)量小。但是碟簧機(jī)構(gòu)是依靠?jī)?nèi)部的液壓完成自動(dòng)重合閘。對(duì)比彈簧機(jī)構(gòu)通過(guò)分合閘彈簧的儲(chǔ)能，在儲(chǔ)能電機(jī)失電的情況下仍可以確保斷路器進(jìn)行分-和-分閘動(dòng)作。因此對(duì)液 壓碟簧機(jī)構(gòu)進(jìn)行壓力檢查，必須檢查機(jī)構(gòu)重合閘失敗時(shí)碟簧行程損失值和機(jī)械防 慢分裝置碟簧行程損失動(dòng)作值，并確保重合閘失敗時(shí)碟簧行程損失值小于機(jī)械防 慢分裝置碟簧行程損失動(dòng)作值。

目前《電力設(shè)備檢修試驗(yàn)規(guī)程》沒有明確測(cè)量機(jī)械防慢分裝置動(dòng)作值，將建 議增加機(jī)械防慢分裝置動(dòng)作值的測(cè)量。定期檢查重合閘失敗時(shí)碟簧行程損失值小 于機(jī)械防慢分裝置碟簧行程損失動(dòng)作值。