FKG1N型液压机构内部渗漏分析判断及处理

蔡 源，杨 波

（新安江水力发电厂，浙江 建德 311608）

新安江水电厂作为华东电网的第一调频、调峰和事故备用电厂，机组启停和开关动作频繁，开关故障率相对较高，往往影响发电机的正常运行。法国GEC ALSTOM公司生产的FKG1N系列SF6开关运行已超10年，尽管遮断容量能够满足需要，但运行中仍存在缺陷，尤其以液压操作机构内部渗漏为甚。液压机构出现内部渗漏严重时会引起压力迅速下降，迫使油泵频繁打压，造成油泵柱塞及储压器的活塞不断运动，增加磨损，影响设备使用寿命。同时，由于液压不稳定，开关可能被迫退出运行，影响电力系统安全可靠运行。

1 判断造成内部渗漏的故障元件

1.1 开关油泵频繁启动故障

开关在没有任何操作的情况下，按厂家要求和有关规定，每天油泵启动次数<4次。如果超过这个次数就要加强监视，达到10次以上应安排停电检修。3号机开关在合闸状态时油泵启动频繁，平均每天11～12次，最高有69次。

造成油泵启动频繁的原因有很多，如外部渗漏、内部渗漏及电气故障等多方面原因。外部渗漏一目了然，电气故障也易于排查。由于液压机构元器件多，结构复杂，致使内部渗漏不易判断，往往造成缺陷处理不到位，维护成本提高。因此，要分析判断FKG1N型液压机构内部渗漏必须从原理上分析解剖，才能对症下药。FKG1N液压机构合闸状态原理见图1。

1．2 液压机构内部渗漏的可能故障元件

根据液压机构原理图，易形成内部渗漏故障的可能元件见表1。

图1 FKG1N液压机构原理图

表1 液压机构各状态下可能内部渗漏的元件

从表1清晰可得：假设开关在分合闸状态都出现频繁启动，那么就有5+12，22，23等3组阀开闭状态影响着油泵是否频繁启动，其中22和23阀在低压油箱内，5+12组合阀在主液压缸内，23为安全阀，只有压力高于整定值才能开启，其产生内渗故障概率小；22为泵单向阀，动作频繁，易产生故障，产生内渗概率大；5+12组合阀运动速度高，单边受力大，关合管口多，受多干扰因素的影响造成闭合不到位而产生内渗的机率大。综上所述，22泵单向阀和5+12组合阀是FKG1N型液压机构内部渗漏主要元部件，那么如何区分判断是22泵单向阀还是5+12组合阀的故障呢？

首先在开关合闸位置，油泵打压至额定的压力，切断电源，确定开关不能电动和手动操作，等待5 min后，拆开主液压缸9上的低压油管18，检查低压油管与主液压缸的连接处孔洞内是否有液压油。如无，则恢复低压油管并给开关1个分闸命令，分闸操作后等待5 min，重复上述步骤，如有油滴产生，则内渗部位可能为5+12组合电磁阀，无则为22泵单向阀。将开关合闸，拆开工作缸侧的低压油管后，观察主液压缸上的低压油管的连接处（孔洞内）有较多油漏出，每秒1～2滴，确定为主液压缸内部渗漏。新安江水电厂已处理的3台内部渗漏的开关都为主液压缸内渗，更换主液压缸后正常。

在合闸或分闸位置出现渗漏的故障处理则较为简单，只要根据工作原理，判断出合闸控制阀门10和分闸控制阀门16或其它部位故障，即可进行相应的处理。

2 造成液压机构内部渗漏的可能原因

2．1 液压油不清洁

自保持回路的泵单向阀及各工作阀的阀针下部的钢球均与阀座间形成金属硬密封，如果油中有杂质垫在钢球与阀座间的密封线上即会发生内渗造成泄压。致使液压油不清洁的原因也是多方面的，如安装时未采取有效防护措施或油老化产生油泥等。

2．2 毛刺和楞角刮伤密封圈及阀针

主液压缸内一些泄压孔和阀道，制造厂在制造时都为由外向里钻的孔，因此，在阀体内壁上存在一些毛刺、楞角和未能清除出的金属屑，这些不仅能刮伤阀座上的O型密封圈，而且还随着高压高速油流流动刮伤阀体和阀针，致使液压机构内渗。在进行开关维护时，曾在低压油箱内发现了金属屑。

2．3 O型密封圈合模缝处有胶料

主液压缸中的O型密封圈在高压油作用力下受压，使O型密封圈的外沿与阀体的内壁相接触，O型密封圈的内沿与阀座的内壁相接触，形成内外2条密封线。O型密封圈是橡胶由2块模具合在一起经过硫化而成的，而径向密封使O型密封圈内外的接触面正是胶圈的合模缝处。此处不同程度地留有胶料，这些凸起的胶料会使阀座与阀体间形成许多小的孔洞，会造成漏油泄压，有的胶圈截面不圆或预压缩量不足，这些都能引起泄压[1]。

2．4 金属疲劳

液压机构各主阀内弹簧长期受高油压的作用力，运行多年后弹簧疲劳，在额定油压下阀针关闭不严，造成漏油泄压。

3 处理措施

3．1 加强液压油的运行管理

（1）防止水分进入。水能够与液压油起反应，形成酸、胶质和油泥，也能析出油中的添加剂，降低润滑性；溶于液压油中的微量水能加速高应力部件的磨损；还会使控制阀粘结。

水进入液压系统一是液压机构本身密封不好，尤其是低压油箱。由于新安江水电厂特殊地理位置，空气湿度较大，低压油箱顶部密封不严致使水分侵入。因此，机构箱中的加热器一定要投入，尤其在夏季和检修状态下。二是新油中本身掺杂的水分。新油特别是长期放置的油水分指标往往不合格，在机构换油或补充新油时，一定要经过滤油机过滤后方可使用。

（2）防止空气进入。液压油中含有气体也会使油泵启动频繁，并使油质加速老化。在每次换油或补油维护中要多排气，同时要将油加至规定油位，以保证泵的吸入油管在油箱液面以下，阻止空气吸入。

3．2 加强设备现场维护管理

（1）每2～3年过滤或更换液压油、清洗阀系统和液压管道，更换油过滤器，清除油箱底部的油泥和杂质，必要时对液压系统压力表、压力安全阀进行校验，防止操作机构压力异常升高。

（2）运行时间在10年以上的液压机构，如其高压油系统内的主阀件出现问题，则对整个液压操作机构进行更换，如低压油系统元件出现问题，则只更换该元件。

（3）加强备品的管理，由于进口设备的零部件采购周期长、费用高，对开关中一些易损部件一定要有采购计划并备足好安全数量。

（4）加强对装配工艺和执行标准的管理，开展形式多样的技术培训和技术管理工作，有效提高检修人员技能水平和全面分析判断处理问题的能力。

4 结语

液压机构由于速度特性平稳，体积小，操作功率大，广泛用于高压开关设备。而渗漏油、打压频繁等是液压机构常见的主要问题，只有熟悉原理，才能快速地判断故障部位，减少工作量，减少停电时间，使问题快速、准确、可靠地得到解决。

[1]陈化钢，张开贤，程玉兰，等.电力设备异常运行事故处理[M].北京∶中国水利水电出版社，1998.

[2]GEC ALSTOM.SF6断路器FKG型安装维护说明书[G].1998.