浅谈HMB型液压操作机构特点、运行维护及常见故障排除

2016-03-21黄立骏湖南柘溪水力发电厂湖南安化413508

低碳世界 2016年36期

关键词：油位分闸油泵

刘磊，刘乐，朱峰，黄立骏（湖南柘溪水力发电厂，湖南安化413508）

刘磊，刘乐，朱峰，黄立骏（湖南柘溪水力发电厂，湖南安化413508）

本文通过简要介绍HMB型液压弹簧操作机构特点，重点阐述运行维护、常见故障及排除方法。

液压机构；特点；维护；故障排除

引言

近些年来，HMB型液压操作机构广泛应用于电力系统GIS、HGIS、GCB设备装置中。但在实际工作中如果维护、操作不当以及对故障分析不足、处理不当，很有可能会造成设备故障，不仅会造成断路器无法正确动作，而且严重威胁电力系统稳定运行。了解HMB型液压弹簧操作机构的工作原理和结构同进，掌握对故障原因的分析及排除方法是必不可少的，一旦实际工作中发生故障，能够及时、有效的处理，从而能够减少事故率的发生，甚至能够避免事故的发生。

1 液压机构结构介绍

液压簧操作机构的单元“机芯”由工作、充能、储能、控制、监测模块组成。

1.1 工作模块

主要由工作缸和活塞杆组成，采用常充压差动式结构，高压油恒作用于活塞杆上端。

1.2 充能模块

主要由电机、油泵和一对锥齿轮组成，通过电机带动油泵把液压油注入储能器，将电能转化成为液压能。

1.3 储能模块

主要由储能活塞缸、储能活塞、碟型弹簧组成。在液压油的作用下通过储能器活塞压缩碟形弹簧并将液压能长期存储在储能活塞缸内，为断路器分、合闸操作做好必要的能量储备。

1.4 控制模块

主要由电磁阀、换向阀组成，通过主控室给出的电信号命令使相应电磁阀打开阀口，使换向阀换向从而达到分闸或合闸的目的。

1.5 监测模块

由行程开关、安全阀组成，通过对碟簧的压缩量的监测带动行程开关凸轮旋转来断开或闭合微动开关触点达到为主控室报警及自动闭锁的目的。当压力高于规定值时泄压阀自动开启达到保护机构的目的。

2 液压机构工作原理

2.1 储能过程

接通油泵电机回路，电机带动油泵运转，油泵输出的高压油同时进入三个贮能活塞的上端，推动贮能活塞向下运动压缩弹簧进行贮能。贮能到位后，弹簧行程开关切断油泵电机，油泵停转，贮能过程结束。当操作后或泄漏到一定值时，弹簧行程开关接通油泵电机再次补压到油泵停转位置。

2.2 合闸过程

合闸操作时，合闸电磁阀接通，换向阀切换至合闸状态，常充压差动活塞的底部与高压油接通，在差动原理作用下，快速向上合闸并带动辅助开关切换，断开合闸回路，为分闸做好准备。

2.3 分闸过程

分闸操作时当接到分闸命令，分闸电磁铁动作，换向阀切换至分闸位置，差动活塞高压油通过换向阀连通至低压油箱，在差动活塞上端常高压的作用下，活塞快速向下运动分闸，并带动辅助开关切换，切断分闸回路，为下次合闸做好准备。

3 液压机构的操作特点

液压机构特点：

HMB型液压操作机构是ABB公司高压断路器典型操作机构，在国内获得了广泛应用。与弹簧机构、气动机构比较有诸多优点如下：

（1）储能与传统介质方面：液压结构为氮气液压油压缩性流体/非压缩性流体，弹簧机构、气动—弹簧机构分别为螺旋压缩弹簧机构、压缩空气弹簧压缩性流体机械。

（2）适用电压等级方面：液压结构为13.8～550kV，弹簧机构、气动-弹簧机构分别为40.5～252kV、126～550kV。

（3）出力特性方面：液压结构硬特性，反应快，自调整能力大，弹簧机构、气动-弹簧机构分别为硬特性，反应快，自调整能力小与软特性，反应慢，有一定自调能力。

（4）对反力，阻力特性方面：液压结构反应不敏感，速度特性基本不受影响，弹簧机构、气动-弹簧机构反应敏感，速度特性受影响。

（5）环境适用性方面：液压结构、弹簧机构环境适用性强，操作噪音小，气动-弹簧机构环境适用性较差，操作噪音大。

4 液压机构运行维护

4.1 内部泄露检查

液压弹簧操作机构中采用密封件和阀门具有优越的密封性能。即便如此，仍会有微量气体泄漏，这可导致弹簧储能损失，就通过油泵自动起动来补偿。主要检查部位如下：模块连接处或密封面、泄压阀下过流阀；油泵出口逆止阀：控制阀（二级阀）；储能模块高压密封圈；工作缸活塞密封。

4.2 油泵电机检查

断路器无操作情况下，每天起动10次是允许（月平均）。在确定油泵起动次数时，应扣除由于开关操作引起的起动次数。如果油泵起动次数超过10次，则需对机构加强观察。如果起动次数超过20次，可视为油泵电机启动过于频繁。操作机构的油泵电机只适用于短时间运行，不能长时间运行。此时应压缩蝶簧，并拆下电机接线或断开电机回路的自动保险器，以阻止电机的自动启动。

4.3 油位检查

当蝶簧柱在额定压缩时检查油箱油位，如果能在油标中观察到油为圆的1/2或稍偏上位置，是正常油位，证明有足够液压油完成断路器操作。低于1/2位置或无法观察到油位，就证明油位偏低，无法完成蝶簧柱正常打压，就要通过充油接头给机构充油。

5 常见故障及排除方法

5.1 频繁打压

据统计表明，65%高压断路器故障是由于操作机构异常引起的。对于液压机构，频繁打压是最常见的故障之一。

5.1.1 油泵频繁启动的原因分析

（1）液压油外漏造成油压下降。

（2）机构内部高、低压油路间内漏使得机构压力无法正常保持。根据我厂HMB型结构特点与检修经验，有以下几处密封薄弱环节：泄压阀下过流阀；油泵出口逆止阀：控制阀（二级阀）；储能模块高压密封圈；工作缸活塞密封。

（3）油中杂质。

5.1.2 频繁打压的危害主要是对机构的存在间接影响

（1）储能模块、工作缸内活塞频繁压缩，使密封圈等密封部件磨损显著增大，甚至活塞磨损，易造成机构内漏或使内漏不断加剧，故障扩大。

（2）由于油中杂质引起频繁打压，使运动部件之间的磨损加剧、划伤模块、工作缸内壁及活塞的机会增加。

（3）二次回路接触器接点烧损严重。

（4）电机启动频繁易烧损整流元件。

（5）储能时间过长，电机旋转时间就过长，容易烧毁电机。

5.2 油泵电机正常启动，但弹簧机构无法正常储能

5.2.1 分析总结原因如下

（1）油泵电机中含有剩余气体，产生大量气泡，造成负压；

（2）油渗漏，造成储油箱油位过低；

（3）油泵电机烧毁；

（4）泄压手柄在开启位置；

（5）储能器活塞卡塞；

（6）机构内部的转向阀门卡塞，无法实现活塞高低压油路的转换；

（7）过滤器堵塞。

5.2.2 处理方法

①关闭泄压手柄，进行检查油位。如果发现油位偏低，就要进行充油。②充油前通过手动释放压力，把泄压手柄慢慢向弹簧柱方向推动，抽真空装置同真空泵通过油管经过一开关阀与压力油箱顶部注油口相连，充油管接头与注油口、充油管接头与开关阀等各连接部件应固定牢靠，以防压力泄露，避免导致压力无法达到额定值。充油过程中，不允许操作开关。真空泵工作时，压力油箱内的压力与大气压相适应，防止真空泵吸空，造成抽真空过度，造成回油箱内负压。

如果油位正常，泄压手柄在开启位置都无法正常储能。就应当检查油泵电机直阻及绝缘，判断是否烧毁，也可通过手动转动油泵电机排出有剩余气体，以减少负压的存在。

油中杂质卡涩机构内部的转向阀情况较少见，可以通过橡胶头制木榔头对转向阀部位进行均匀、有节奏的敲打，然后再进行储能尝试。但遇到机构卡塞，此种方法并不适用。