GSP-245EH型斷路器液壓機(jī)構(gòu)頻繁打壓原因分析及改善對策

引言

目前500kV庫灣變電站共有16臺220kVGSP-245EH型斷路器,由于檢修試驗(yàn)時操作不當(dāng)、曾經(jīng)更換換向閥及投運(yùn)時間長等原因,部分?jǐn)嗦菲鞔驂侯l率明顯增加,油泵啟動打壓頻繁會造成電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻繁而過熱,內(nèi)部磨損嚴(yán)重,運(yùn)行壽命縮短,甚至?xí)绊憯嗦菲鞣趾闲阅芏鴮?dǎo)致拒動,嚴(yán)重影響電網(wǎng)正常運(yùn)行。本文將詳細(xì)分析GSP-245EH型SF6斷路器油泵打壓機(jī)理,總結(jié)故障原因及改善對策,以期提高變電站今后運(yùn)行的可靠性。

1斷路器結(jié)構(gòu)及工作原理

液壓機(jī)構(gòu)裝配有貯壓器、操作活塞桿、分合閘線圈、油壓表、油壓開關(guān)、油泵電機(jī)、排油閥、泄壓閥、液壓油泵、逆止閥、油標(biāo)和油過濾器。

電機(jī)通電后帶動油泵轉(zhuǎn)動,油箱中的低壓油進(jìn)入貯壓器壓縮氮?dú)庑纬筛邏河?高壓油同時進(jìn)入工作缸活塞下部及控制閥、油壓開關(guān)的高壓側(cè),當(dāng)油壓達(dá)到整定值時,油壓開關(guān)觸點(diǎn)斷開,電機(jī)完成儲能斷電。以合閘操作為例解釋液壓機(jī)構(gòu)工作過程:液壓操作缸處于分閘狀態(tài),合閘指令一給出,合閘線圈受電,控制閥向左移動,轉(zhuǎn)換結(jié)束。高壓油從貯壓器流到操作缸中活塞的上部,此時操作缸中活塞的兩側(cè)都充有高壓油。操作機(jī)構(gòu)的工作原理為活塞壓力差原理,即活塞上側(cè)的表面積大于傳動桿側(cè)的截面積,于是活塞向下移動(合閘方向）。借助于如上所說的壓力差,活塞得以穩(wěn)定地保持在合閘位置。

2原因分析

根據(jù)GSP-245EH型氣體斷路器的巡視檢查標(biāo)準(zhǔn),液壓油正常運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)為24h內(nèi)油泵啟動次數(shù)少于30次,超過這一范圍屬于頻繁打壓。從液壓機(jī)構(gòu)的工作原理和密封機(jī)理來看,導(dǎo)致頻繁打壓有以下原因:

2.1氣溫變化幅度大

由于春夏季節(jié),清遠(yuǎn)英德山區(qū)的晝夜溫差達(dá)10℃以上,白天機(jī)構(gòu)箱受太陽直射時箱內(nèi)溫度超過40℃。如圖1所示,以2202開關(guān)B相為例,夜晚降溫時間段內(nèi)啟動次數(shù)占總啟動次數(shù)比例為75%,由此可見氣溫驟降(如冷空氣來襲或者降溫下雨等）,溫差變大,油泵啟動次數(shù)相對增加。其原因是貯壓器內(nèi)氮?dú)鈮毫﹄S溫度下降而下降,導(dǎo)致壓力下降而引起油泵啟動。

2.2密封圈材料性能劣化

液壓機(jī)構(gòu)通常利用密封橡膠圈的彈性而作平面或四周的動靜密封,液壓機(jī)構(gòu)的外部漏油常源于密封橡膠圈損壞,具體原因有:密封圈生產(chǎn)質(zhì)量問題:在長期油浸及高溫高壓下極易老化,脆化變形,特別是在分合閘高壓油流突變情況下,極易被沖壞:液壓油中混有水分和塵土等雜質(zhì)時,對密封膠有腐蝕作用:專業(yè)班組檢修試驗(yàn)過程操作安裝方法不當(dāng),出現(xiàn)密封圈扭曲、破裂等現(xiàn)象。

密封橡膠圈的損壞會造成油路漏油。外部滲漏油嚴(yán)重時會污染環(huán)境,同時如果使空氣混入液壓系統(tǒng),將使系統(tǒng)產(chǎn)生氣穴、噪聲和油質(zhì)劣化等不良現(xiàn)象,或使油泵打空壓。外漏容易被運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn),因此我們更應(yīng)關(guān)注內(nèi)漏的情況,主要內(nèi)漏情況有:貯壓器與活塞動密封不良,高壓油泄漏至氮?dú)馐抑卸箽鈮涸龃?或使氮?dú)庑孤?氣壓下降:操作缸與活塞動密封不良,高低油路互通。這些情況下油泵將會頻繁啟動。

2.3液壓油受到污染

更換換向閥或開關(guān)大修工作期間,油箱的油會被全部抽出,期間如果摻入機(jī)械雜質(zhì),如金屬屑、毛刺等,油過濾器將起不到相應(yīng)的作用:或者裝配時帶入灰塵和運(yùn)行中磨損產(chǎn)生小碎件,油中雜物會卡滯在控制閥、逆止閥里面,磨損閥體,使閥體產(chǎn)生毛刺,磨損掉的顆粒將進(jìn)一步加重油液污染,形成惡性循環(huán),導(dǎo)致控制閥等密封不嚴(yán),高壓油流通至低壓油路。

2.4油壓開關(guān)存在問題

油壓微動開關(guān)工藝不精細(xì),對油壓變化的反應(yīng)不夠靈敏,精確度不高,也會造成油泵頻繁打壓。在開關(guān)檢修時,檢修人員調(diào)試行程距離時只能通過肉眼觀察觸點(diǎn)的大概位置,不能達(dá)到微機(jī)采樣的程度,調(diào)試的精確度無法保證,可能導(dǎo)致停泵、啟泵的設(shè)定值過于接近,油泵頻繁打壓。若機(jī)構(gòu)箱內(nèi)抽濕機(jī)損壞,導(dǎo)致箱內(nèi)濕度增大,會造成行程開關(guān)接點(diǎn)氧化而接觸不良,動作不可靠。

2.5液壓系統(tǒng)內(nèi)部聚集氣體

斷路器的使用時間過長,在液壓系統(tǒng)的油泵低壓部分及部分高壓油內(nèi)部(貯壓器和操作缸）會聚集一定氣體,這些氣體的存在,會使油泵不能有效打壓,即油泵打壓完成后的液壓壓力為"虛壓",容易降下來,進(jìn)而出現(xiàn)油泵啟動時間間隔變短的現(xiàn)象,嚴(yán)重時會導(dǎo)致油泵持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而油壓打不上。這種情況需要專業(yè)人員進(jìn)行排氣。

3改善對策

3.1改善斷路器運(yùn)行條件

巡視時檢查機(jī)構(gòu)箱內(nèi)潔凈、無異響,機(jī)構(gòu)外觀無滲漏,油位正常,油壓開關(guān)無銹蝕卡澀等,重點(diǎn)關(guān)注機(jī)構(gòu)箱內(nèi)抽濕機(jī)的運(yùn)行狀態(tài),使機(jī)構(gòu)箱內(nèi)環(huán)境保持干燥和恒溫,加強(qiáng)通風(fēng),潮濕天氣及時投入加熱器,以穩(wěn)定油壓。

3.2保證密封橡膠圈完好

檢修后若出現(xiàn)頻繁打壓的現(xiàn)象,原因很可能是在檢修時密封圈遭到損壞。所以,在安裝密封圈時應(yīng)先檢查密封圈質(zhì)量,合格后要用細(xì)砂紙清理定位槽污物,在密封圈和定位槽之間均勻涂上硅脂,然后用手輕輕撥動密封圈使之均勻安放在定位槽內(nèi)。檢修人員用力矩扳手上螺栓時必須保證螺栓精確到位（一般廠家會在上面作刻度標(biāo)記）,切忌用力過大壓破膠圈或位置不當(dāng)而造成滲漏油。檢修完畢,斷路器在合閘位置后,運(yùn)行人員需進(jìn)行特殊巡視,觀察操作缸、油箱、換向閥等的密封情況。

3.3液壓油的清潔處理

更換新元器件前,要用干凈的液壓油清洗,必要時液壓管道要用純氮?dú)飧邏捍蹈?尤其是清理油過濾器的臟物,工作期間檢修人員要確保人手、使用工具干凈無雜質(zhì),閥體解體后不能隨地放置,閥球等不能與堅(jiān)硬物體碰撞或擠壓而損壞變形,無論注或換的液壓油都必須進(jìn)行過濾處理,免受灰塵污染,各項(xiàng)指標(biāo)必須符合標(biāo)準(zhǔn)。

3.4驗(yàn)收時檢查各部件運(yùn)作正常

在大修過程的中間驗(yàn)收環(huán)節(jié),若發(fā)現(xiàn)缸壁有毛刺劃傷密封件的,應(yīng)先打磨光滑:活塞桿有劃痕,應(yīng)用細(xì)砂紙打磨至光滑,或更換活塞桿。要求廠家確保油壓開關(guān)啟動值調(diào)試的準(zhǔn)確性,使繼電器動作正確:泄壓后應(yīng)及時復(fù)歸排油閥:對油泵的排氣要嚴(yán)格執(zhí)行說明書的操作步驟。最終驗(yàn)收時要對斷路器進(jìn)行試分合,觀察各部件在強(qiáng)烈震動后有否滲漏油現(xiàn)象,打壓時間是否正常。

4結(jié)語

現(xiàn)場實(shí)踐證明,采取相應(yīng)的改善對策后,頻繁打壓現(xiàn)象明顯有所減少,設(shè)備的健康度得以提高,電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性增強(qiáng)。同時在經(jīng)驗(yàn)總結(jié)中發(fā)現(xiàn),現(xiàn)行的斷路器制造、運(yùn)維和檢修工藝還有很大的進(jìn)步空間,例如可以安裝液壓油在線監(jiān)測儀,以便及時了解液壓油的情況:可將油壓微動開關(guān)與電子技術(shù)結(jié)合,提高液壓機(jī)構(gòu)動作可靠性。希望本文對從事變電站運(yùn)維及斷路器檢修工作的人員有一定的借鑒作用。