劉 磊，劉 樂，朱 峰，黃立駿（湖南柘溪水力發(fā)電廠，湖南安化413508）

淺談HMB型液壓操作機(jī)構(gòu)特點(diǎn)、運(yùn)行維護(hù)及常見故障排除

劉 磊，劉 樂，朱 峰，黃立駿（湖南柘溪水力發(fā)電廠，湖南安化413508）

本文通過簡(jiǎn)要介紹HMB型液壓彈簧操作機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，重點(diǎn)闡述運(yùn)行維護(hù)、常見故障及排除方法。

液壓機(jī)構(gòu)；特點(diǎn)；維護(hù)；故障排除

引言

近些年來，HMB型液壓操作機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)GIS、HGIS、GCB設(shè)備裝置中。但在實(shí)際工作中如果維護(hù)、操作不當(dāng)以及對(duì)故障分析不足、處理不當(dāng)，很有可能會(huì)造成設(shè)備故障，不僅會(huì)造成斷路器無法正確動(dòng)作，而且嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。了解HMB型液壓彈簧操作機(jī)構(gòu)的工作原理和結(jié)構(gòu)同進(jìn)，掌握對(duì)故障原因的分析及排除方法是必不可少的，一旦實(shí)際工作中發(fā)生故障，能夠及時(shí)、有效的處理，從而能夠減少事故率的發(fā)生，甚至能夠避免事故的發(fā)生。

1 液壓機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)介紹

液壓簧操作機(jī)構(gòu)的單元“機(jī)芯”由工作、充能、儲(chǔ)能、控制、監(jiān)測(cè)模塊組成。

1.1 工作模塊

主要由工作缸和活塞桿組成，采用常充壓差動(dòng)式結(jié)構(gòu)，高壓油恒作用于活塞桿上端。

1.2 充能模塊

主要由電機(jī)、油泵和一對(duì)錐齒輪組成，通過電機(jī)帶動(dòng)油泵把液壓油注入儲(chǔ)能器，將電能轉(zhuǎn)化成為液壓能。

1.3 儲(chǔ)能模塊

主要由儲(chǔ)能活塞缸、儲(chǔ)能活塞、碟型彈簧組成。在液壓油的作用下通過儲(chǔ)能器活塞壓縮碟形彈簧并將液壓能長(zhǎng)期存儲(chǔ)在儲(chǔ)能活塞缸內(nèi)，為斷路器分、合閘操作做好必要的能量?jī)?chǔ)備。

1.4 控制模塊

主要由電磁閥、換向閥組成，通過主控室給出的電信號(hào)命令使相應(yīng)電磁閥打開閥口，使換向閥換向從而達(dá)到分閘或合閘的目的。

1.5 監(jiān)測(cè)模塊

由行程開關(guān)、安全閥組成，通過對(duì)碟簧的壓縮量的監(jiān)測(cè)帶動(dòng)行程開關(guān)凸輪旋轉(zhuǎn)來斷開或閉合微動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)達(dá)到為主控室報(bào)警及自動(dòng)閉鎖的目的。當(dāng)壓力高于規(guī)定值時(shí)泄壓閥自動(dòng)開啟達(dá)到保護(hù)機(jī)構(gòu)的目的。

2 液壓機(jī)構(gòu)工作原理

2.1 儲(chǔ)能過程

接通油泵電機(jī)回路，電機(jī)帶動(dòng)油泵運(yùn)轉(zhuǎn)，油泵輸出的高壓油同時(shí)進(jìn)入三個(gè)貯能活塞的上端，推動(dòng)貯能活塞向下運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧進(jìn)行貯能。貯能到位后，彈簧行程開關(guān)切斷油泵電機(jī)，油泵停轉(zhuǎn)，貯能過程結(jié)束。當(dāng)操作后或泄漏到一定值時(shí)，彈簧行程開關(guān)接通油泵電機(jī)再次補(bǔ)壓到油泵停轉(zhuǎn)位置。

2.2 合閘過程

合閘操作時(shí)，合閘電磁閥接通，換向閥切換至合閘狀態(tài)，常充壓差動(dòng)活塞的底部與高壓油接通，在差動(dòng)原理作用下，快速向上合閘并帶動(dòng)輔助開關(guān)切換，斷開合閘回路，為分閘做好準(zhǔn)備。

2.3 分閘過程

分閘操作時(shí)當(dāng)接到分閘命令，分閘電磁鐵動(dòng)作，換向閥切換至分閘位置，差動(dòng)活塞高壓油通過換向閥連通至低壓油箱，在差動(dòng)活塞上端常高壓的作用下，活塞快速向下運(yùn)動(dòng)分閘，并帶動(dòng)輔助開關(guān)切換，切斷分閘回路，為下次合閘做好準(zhǔn)備。

3 液壓機(jī)構(gòu)的操作特點(diǎn)

液壓機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：

HMB型液壓操作機(jī)構(gòu)是ABB公司高壓斷路器典型操作機(jī)構(gòu)，在國(guó)內(nèi)獲得了廣泛應(yīng)用。與彈簧機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)機(jī)構(gòu)比較有諸多優(yōu)點(diǎn)如下：

（1）儲(chǔ)能與傳統(tǒng)介質(zhì)方面：液壓結(jié)構(gòu)為氮?dú)庖簤河蛪嚎s性流體/非壓縮性流體，彈簧機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)—彈簧機(jī)構(gòu)分別為螺旋壓縮彈簧機(jī)構(gòu)、壓縮空氣彈簧壓縮性流體機(jī)械。

（2）適用電壓等級(jí)方面：液壓結(jié)構(gòu)為13.8～550kV，彈簧機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)-彈簧機(jī)構(gòu)分別為40.5～252kV、126～550kV。

（3）出力特性方面：液壓結(jié)構(gòu)硬特性，反應(yīng)快，自調(diào)整能力大，彈簧機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)-彈簧機(jī)構(gòu)分別為硬特性，反應(yīng)快，自調(diào)整能力小與軟特性，反應(yīng)慢，有一定自調(diào)能力。

（4）對(duì)反力，阻力特性方面：液壓結(jié)構(gòu)反應(yīng)不敏感，速度特性基本不受影響，彈簧機(jī)構(gòu)、氣動(dòng)-彈簧機(jī)構(gòu)反應(yīng)敏感，速度特性受影響。

（5）環(huán)境適用性方面：液壓結(jié)構(gòu)、彈簧機(jī)構(gòu)環(huán)境適用性強(qiáng)，操作噪音小，氣動(dòng)-彈簧機(jī)構(gòu)環(huán)境適用性較差，操作噪音大。

4 液壓機(jī)構(gòu)運(yùn)行維護(hù)

4.1 內(nèi)部泄露檢查

液壓彈簧操作機(jī)構(gòu)中采用密封件和閥門具有優(yōu)越的密封性能。即便如此，仍會(huì)有微量氣體泄漏，這可導(dǎo)致彈簧儲(chǔ)能損失，就通過油泵自動(dòng)起動(dòng)來補(bǔ)償。主要檢查部位如下：模塊連接處或密封面、泄壓閥下過流閥；油泵出口逆止閥：控制閥（二級(jí)閥）；儲(chǔ)能模塊高壓密封圈；工作缸活塞密封。

4.2 油泵電機(jī)檢查

斷路器無操作情況下，每天起動(dòng)10次是允許（月平均）。在確定油泵起動(dòng)次數(shù)時(shí)，應(yīng)扣除由于開關(guān)操作引起的起動(dòng)次數(shù)。如果油泵起動(dòng)次數(shù)超過10次，則需對(duì)機(jī)構(gòu)加強(qiáng)觀察。如果起動(dòng)次數(shù)超過20次，可視為油泵電機(jī)啟動(dòng)過于頻繁。操作機(jī)構(gòu)的油泵電機(jī)只適用于短時(shí)間運(yùn)行，不能長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。此時(shí)應(yīng)壓縮蝶簧，并拆下電機(jī)接線或斷開電機(jī)回路的自動(dòng)保險(xiǎn)器，以阻止電機(jī)的自動(dòng)啟動(dòng)。

4.3 油位檢查

當(dāng)?shù)芍陬~定壓縮時(shí)檢查油箱油位，如果能在油標(biāo)中觀察到油為圓的1/2或稍偏上位置，是正常油位，證明有足夠液壓油完成斷路器操作。低于1/2位置或無法觀察到油位，就證明油位偏低，無法完成蝶簧柱正常打壓，就要通過充油接頭給機(jī)構(gòu)充油。

5 常見故障及排除方法

5.1 頻繁打壓

據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，65%高壓斷路器故障是由于操作機(jī)構(gòu)異常引起的。對(duì)于液壓機(jī)構(gòu)，頻繁打壓是最常見的故障之一。

5.1.1 油泵頻繁啟動(dòng)的原因分析

（1）液壓油外漏造成油壓下降。

（2）機(jī)構(gòu)內(nèi)部高、低壓油路間內(nèi)漏使得機(jī)構(gòu)壓力無法正常保持。根據(jù)我廠HMB型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與檢修經(jīng)驗(yàn)，有以下幾處密封薄弱環(huán)節(jié)：泄壓閥下過流閥；油泵出口逆止閥：控制閥（二級(jí)閥）；儲(chǔ)能模塊高壓密封圈；工作缸活塞密封。

（3）油中雜質(zhì)。

5.1.2 頻繁打壓的危害主要是對(duì)機(jī)構(gòu)的存在間接影響

（1）儲(chǔ)能模塊、工作缸內(nèi)活塞頻繁壓縮，使密封圈等密封部件磨損顯著增大，甚至活塞磨損，易造成機(jī)構(gòu)內(nèi)漏或使內(nèi)漏不斷加劇，故障擴(kuò)大。

（2）由于油中雜質(zhì)引起頻繁打壓，使運(yùn)動(dòng)部件之間的磨損加劇、劃傷模塊、工作缸內(nèi)壁及活塞的機(jī)會(huì)增加。

（3）二次回路接觸器接點(diǎn)燒損嚴(yán)重。

（4）電機(jī)啟動(dòng)頻繁易燒損整流元件。

（5）儲(chǔ)能時(shí)間過長(zhǎng)，電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)間就過長(zhǎng)，容易燒毀電機(jī)。

5.2 油泵電機(jī)正常啟動(dòng)，但彈簧機(jī)構(gòu)無法正常儲(chǔ)能

5.2.1 分析總結(jié)原因如下

（1）油泵電機(jī)中含有剩余氣體，產(chǎn)生大量氣泡，造成負(fù)壓；

（2）油滲漏，造成儲(chǔ)油箱油位過低；

（3）油泵電機(jī)燒毀；

（4）泄壓手柄在開啟位置；

（5）儲(chǔ)能器活塞卡塞；

（6）機(jī)構(gòu)內(nèi)部的轉(zhuǎn)向閥門卡塞，無法實(shí)現(xiàn)活塞高低壓油路的轉(zhuǎn)換；

（7）過濾器堵塞。

5.2.2 處理方法

①關(guān)閉泄壓手柄，進(jìn)行檢查油位。如果發(fā)現(xiàn)油位偏低，就要進(jìn)行充油。②充油前通過手動(dòng)釋放壓力，把泄壓手柄慢慢向彈簧柱方向推動(dòng)，抽真空裝置同真空泵通過油管經(jīng)過一開關(guān)閥與壓力油箱頂部注油口相連，充油管接頭與注油口、充油管接頭與開關(guān)閥等各連接部件應(yīng)固定牢靠，以防壓力泄露，避免導(dǎo)致壓力無法達(dá)到額定值。充油過程中，不允許操作開關(guān)。真空泵工作時(shí)，壓力油箱內(nèi)的壓力與大氣壓相適應(yīng)，防止真空泵吸空，造成抽真空過度，造成回油箱內(nèi)負(fù)壓。

如果油位正常，泄壓手柄在開啟位置都無法正常儲(chǔ)能。就應(yīng)當(dāng)檢查油泵電機(jī)直阻及絕緣，判斷是否燒毀，也可通過手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)油泵電機(jī)排出有剩余氣體，以減少負(fù)壓的存在。

油中雜質(zhì)卡澀機(jī)構(gòu)內(nèi)部的轉(zhuǎn)向閥情況較少見，可以通過橡膠頭制木榔頭對(duì)轉(zhuǎn)向閥部位進(jìn)行均勻、有節(jié)奏的敲打，然后再進(jìn)行儲(chǔ)能嘗試。但遇到機(jī)構(gòu)卡塞，此種方法并不適用。

6 結(jié)語

液壓彈簧操作機(jī)構(gòu)要定期進(jìn)行維護(hù)和檢查，并結(jié)合分析故障原因及排除方法可以保證斷路器的健康狀況，保證電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

TH137

A

2095-2066（2016）36-0064-02

2016-12-8

劉 磊（1979-），男，大專，主要從事高壓電氣試驗(yàn)、油化試驗(yàn)工作。