时间：2013-11-29 分类：机械
摘要：本文介绍了本局的高压开关所配用的液压机构在实际运行过程中的主要故障类型，详细探讨了所述各类故障的各种成因，并针对故障的成因提出了预防措施，也具体总结了自己的检修维护经验及体会。
关键词：液压机构;卡阻;渗漏;预防;加强
0引言
虽然近年新建、技改的变电站都已逐渐采用弹簧操动机构，但本局在500KV、220kV电压等级的开关中，还有不少是液压操动机构的(共22台)，开关是否能够正常操作很大程度上取决于液压操动机构能否正常工作，检修维护好液压机构是件危险麻烦的事，不但要掌握其结构和原理，熟练检修工艺，更有必要就液压机构在实际运行中出现的问题进行认真细致的分析，并总结出一些实际现场经验，以进一步提高目前液压型机构开关的稳定运行及电力检修人员对液压机构的维护水平。
1 液压机构的故障类型及其成因
1.1 液压力行程微动开关接点卡阻的故障
液压力微动开关接点卡阻是液压开关多年以来最常见的故障，一个小小的微动开关接点卡阻会造成机构不能建立有效的液压力，影响开关的动作特性;造成油泵不能自动停泵，在打压时间继电器及储能安全阀失灵的情况下，酿成储压筒爆缸故障;造成开关不能低压闭锁合闸、重合闸、分闸回路而误动作，甚至造成慢分慢合，最终导致开关爆炸的严重事故。
在今年的玉茂II线5053开关进行年检过程中，当继保班组在对开关进行传动试验时，开关在合、分动作之后，由于启动油泵、合闸闭锁的液压力微动开关接点卡阻，导致机构没能建立起动作压力，兼液压力闭锁合闸功能失效，继保人员在没有注意机构储能状态的情况下就进行合闸，导致三相开关的合闸线圈长时励磁烧坏，由于属全国仅有的两台开关，备品难以调拨，所幸，刚好有三个备品更换，才没有造成更大的影响。
造成液压力微动开关接点卡阻的原因主要有三种。
1.1.1其一，微动开关本身的选用材质导致的质量问题，如包括触杆选用的制造材质不合格，容易锈蚀卡阻;触杆的弹簧片在长时间不动后，容易疲劳，发生刚性变形，造成接点不能返回。
1.1.2其二， 开关机构箱及液压力行程微动开关装配座的密封性能不佳，加上茂名地区盐密值较高，附近的工地二次扬尘较大，造成接点锈蚀或卡死。但我局共有11台西门子3AQ1EE开关，投运至今，将近12年，期间没有发生过一起微动开关接点卡阻粘死的故障，这是个值得令人关注的现象，除了其机构箱密封较好，机构箱采用合理的构架半空悬挂式外，更得益于其微动开关装配座采用几乎密封状态的安装方式。反观其他型号的液压机构箱皆采用座地式，而微动开关装配座为开放式，导致地面的潮气、粉尘更容易进入机构箱，锈蚀微动开关。
1.1.3其三，检修维护方法不当，常有检修人员很随意地往微动开关触杆添加润滑油或黄油，认为这样一来可以润滑，二来可以防锈。其实，在加润滑油或黄油干燥干结后，反而会卡住触杆自由动作，质量较差的润滑油，酸性较强，会加快触杆的锈蚀而导致触杆粘死。
1.2 液压系统中压力异常变化故障
液压系统中油压力异常变化会严重影响开关的分合速度，可造成严重的设备事故。同时密封部件受冲击到，缩短了密封胶垫的使用寿命，甚至断裂，进而使液压系统渗漏，造成液压系统回路中油压力异常变化的原因有很多种,包括一次元件、二次元件故障都会造成，以下列举两个比较隐蔽，平时不为大家所注意的故障原因:
1.2.1储压筒故障导致液压力异常变化。其一、油气混合。储压筒分两部分，一侧为预充氮，另一侧为液压油。当液压机构建压时，油泵开始工作，液压油推动活塞向上运动，使氮气受到压缩而使油压逐步升高，直至达到额定油压，油泵自动停机。在建压过程中液压油压强高于氮气压强，高压油进入氮气腔造成油气混合，原因是由于油质的纯度不够，在储压过程中，金属性杂质随高压油进入储压筒破坏了密封圈造成的， 220KV河东站河春线2296开关机构在去年曾出现压力异常信号，正是液压油进入氮气中造成，但行程接点及安全阀皆能正常动作及启动，避免了储压筒爆裂事故。其二、氮气外泄。由氮气缸的充气阀门的密封圈或逆止阀损坏造成。发生该种情况可能是由于工厂装配人员在充氮气的工作中，对充气的逆止阀造成损伤，造成日后的缓慢渗气。
1.2.2机构箱内温度过高导致液压力异常变化。其一，由于采用的大功率加热器的的温控器失效，自退功能消失，造成加热器长时间投运。即使选用可常投运的小功率加热器的功率仍然偏大。其二，其实，无论那一种开关机构箱，都有两个呼吸口，出于对防蚁防虫的需要，网状呼吸通风孔做得极小，非常容易受到灰尘的阻塞，即使只是堵塞一边，也会使对流散热功能消失。在夏天，加上太阳的暴晒，机构箱内的温度可达到55°，液压系统中的压力值是随着机构箱中的温度增高而增大，远远超过额定油压。(根据变电巡视人员反映，部份220KV开关的实际液压力比额定值可高出3MP)
1.3液压系统液压力内、外部渗漏故障
相比较其他类型的操动机构，液压机构的特点就是动能大，动作快，操作干脆平稳，但其缺点也非常明显，容易发生内部，外部渗漏，造成设备安全运行水平下降，导致平常维护工作量大、停电检修维护时间过长。造成液压机构系统发生内部，外部渗漏故障的主要原因有以下几个方面：#p#分页标题#e#
1.3.1液压系统洁净度不够
我们平时在处理机构内漏故障时，都会经常碰到这种情况-----开关在停电转检修动作过程中，内漏故障消失，机构的状态自动恢复正常，和其他的内漏故障一样，大多数是源于液压油不清洁造成的，因此，保持液压油的洁净度是重中之重。220KV河东站泥河线2346B相开关机构在09年11月出现严重内漏现象，导致机构液压力泄至零压，万幸的是机构防慢分功能正常、电气闭锁回路正常，没有导致设备损坏的事故发生，打开低压油箱检查，发现油箱底部存在大量的杂质，只能说明设备在制造时，质量把关不严，未能对油箱及机构内部进行彻底的清洗。
国产液压操动系统中所使用的液压油大部份是10号航空液压油，进口液压操动系统中所使用的液压油大部份是#41Aeroshell或厂家指定的专用油，由于受机构及油品生产厂家生产工艺不佳、存储运输过程中水气入侵、铁件生锈、和油泵、开关动作所产生的的金属碎等原因影响，使液压油中混入微小的杂质(如毛巾纱头、金属屑、尘埃等)，就可能玷污液压机构系统内的锥阀、球阀、管阀、片阀的密封沿面，导致密封件密封不良，渗漏达到一定程度就会造成频繁打压，液压力闭锁、管头及各组件渗漏等故障，一方面会使电机、油泵频繁启动，容易损坏，缩短使用寿命，同时，油泵打压及断路器动作时，高压油(最高可达38MP)中的杂质会损坏某些部位的密封垫，加剧液压系统内部的渗漏 ，由此造成的恶性循环是引发液压力闭锁、机构零压运行、活塞卡阻等重大的缺陷发生的主要因素。
1.3.2频繁操作或未按标准检修
在机构检修调试时或保护传动时，过于频繁操作。因为油泵打压时或开关动作时，工作缸、储压简、控制阀、管阀中的活塞要作极高速的直线运动，活塞与筒壁产生较大的摩擦力，动作过程中便会产生摩擦热及密封胶垫磨损，在很短的时间内，活塞与筒壁间摩擦力的方向要迅速改变多次，这时的磨损及摩擦发热会比较严重，若调试过程中多次这样动作.将造成密封胶垫局部严重磨损或局部过热，加速其老化，密封元件密封沿面磨损，致使液压机构产生渗漏。
未按标准检修也是液压机构发生渗漏的主要原因。有关规程中规定，新更换密封胶垫的压缩量应不超过原有厚度的25% ，最大也不要超过30%， 密封胶垫上允许的压力值不高(软橡胶为1.5MPa，硬橡胶为3.OMPa)，而有些检修人员认为密封胶垫压缩量越大越好，所以在检修时用力过大，导致密封圈受损、密封卡套开裂，造成机构越修越漏的现象。
1.3.3 密封圈不合格
密封胶圈质量不合格或老化而造成液压机构渗漏故障也是主要原因。今年，在对500KV茂名站玉茂Ⅱ线5053开关进行年度机械特性测试时发现该开关分闸三相同期差达到7.8ms(标准：≤5 ms)，经认真检查发现，原因是靠近开关分闸阀的一个液压排气阀密封胶圈失效，造成高压油溅到分闸电磁铁的动杆上，造成电磁铁的动杆卡阻而导致分闸三相同期不一致。事后，检查该密封胶圈的沿面发现其并不平整、带有斑点且有硬化的现象，存在质量问题。造成密封圈不合格有三种原因：第一种是密封胶垫出厂时质量不合格，如密封胶垫上有裂纹、斑点等。第二种是密封胶垫保管不善，没有在干净、阴凉、干燥按规定处存放。第三种是存放维护或安装过程中，使用了如四氯化碳等腐蚀性强的溶剂进行清抹，导致胶圈受损或过早老化。
2 防止液压机构故障的预防措施
针对以上所述的液压机构主要故障以及造成故障的成因，为了确保配用液压机构的高压开关可靠运行，我们也针对性地采取了以下几个方面的预防措施：
2.1防止液压力行程微动开关接点卡阻故障的预防措施。
2.1.1加强断路器机构箱及微动开关装配座的密封性能。LW10B-252、MHME-2YH型液压机构采用座地形式，下部为电缆沟槽，容易积水，必须要认真做好控制电缆穿越层的防潮措施，加强机构箱内防潮装置的维护。
2.1.2利用各种停电机会，对微动接点进行检查，即使接点暂时没有卡阻、锈蚀的微动开关，也要手动对微动开关进行多次的切换动作，使微动开关始终保持灵活性。对于触杆有丁点儿锈蚀现象的微动开关，不能自作聪明，涂润滑油应付了事，应立刻更换，重新调整压力行程，这点尤为重要。
2.1.3本人曾经做过一个实验，将LW10B开关原配的微动开关(LX5-11)、还有国内知名品牌，如正泰、德力西及进口品牌欧姆龙的微动开关拆除外壳后，放在盐水里浸泡，一个星期后，拿出来检查，国产品牌的锈蚀严重，进口品牌欧姆龙(OMRON,Z-15GD-B)的微动开关似乎无论触杆或接点，都光洁如新，可见其质量确实过硬。建议将国产的微动开关更换成欧姆龙的产品，我们已在河东站试用，安装尺寸适合，容易调试，使用效果非常好。
2.2防止液压力异常变化故障的预防措施
2.2.1 加强液压机构预压力的检测。利用开关各种停电机会，对机构进行多次卸压、建压，可大概检测出储压筒的预压力，油压在零时启动油泵，压力值突然上升到P1值，停泵打开放油阀，当压力表降到P2值时突然下降到零，那么(P1+ P2 )/ 2就是当时温度下的预压力值，这个压力也就是气体储能开始的初始压力。加强断路器机械特性测试，通过对分合速度比较，当压强一样，但速度明显下降时，亦可判断机构的储压筒已经漏氮。#p#分页标题#e#
将判断漏氮经验归纳成一句话：停电看预压力，运行时看油压上升速率。
2.2.2降低机构工作环境温度。其一，取消如LW10B-252型开关机构箱内的原配大功率加热器，因为其匹配的温控器属精密电气元件，特别容易损坏，造成加热器自退功能消失。建议采用20瓦---50瓦的小功率可常投的加热器，在夏天温度高的时候，将该加热器退出运行。
其二，加强对机构箱散热通风呼吸口的检查维护。
2.2.3加强对西门子3AQ1EE开关机构漏氮检测二次回路元件接触器K9、延时继电器K15的测试，防止其漏氮检测回路失效。
2.3防止液压系统液压力内、外部渗漏故障的预防措施
2.3.1加强现场机构液压油的维护及对备品油的管理
利用停电机会，清洗低压油箱，现场过滤液压油，检查油过滤器滤网是否失效，滤油器内衬筒是否锈蚀，不合格的必须更换。购入的各规格型号的液压油时，应向供货部门索取油品试验合格证。新油使用前，必须检查液压油的洁净度，必要时，要将油过滤。注油所用的器皿要清洁;对液压油进行过滤时用20微米以下的滤纸或滤油器进行，且在无风、沙、雨及污染条件下进行，另外，各规格的液压油不可混合使用。
2.3.2 必须加强密封件的管理
密封圈、垫应储存在凉爽、干燥、适度通风、基本无尘的室内中，必须避免高温，同时也应避免低温，环境温度在+15°--+25°之间，相对的湿度要低于65%，避免阳光的直射和与热源屏蔽。采用不同材料制造的密封件不应相互接触，这点尤为重要。对于确实需要清洁的密封件，应用温肥皂水进行清抹，并在室内晾干，禁止使用四氯化碳、三氯乙烯等溶剂进行清抹。腐蚀的密封件及换下来的密封件应立刻弃置。
2.3.3加强规范作业管理
一直以来，一些检修、继保新手在检修调试液压开关时，未能规范作业，频繁操作开关，造成接触器、分合线圈烧毁;造成油泵、电机过载发热;造成机构渗漏油等故障的事件时有发生，应该引起大家的重视。有部份的检修人员有技术，但不按规范工作，比如，在装配密封圈、密封卡套时，出尽蛮力;清洗密封胶圈，随便选用酸性的清洗液清洗，结果造成机构越修越坏。因此，要加强对检修工人的规范作业管理，不断提高检修人员的检修技术水平，在检修工作中要严格按照检修工艺标准执行。。
3结语
液压机构结构复杂，维护工作量大，着实令人头痛。本人结合实际工作，写我所做，着重分析了液压机构的主要故障及其成因，总结出自己检修维护经验，并提出了针对性的预防措施，本人觉得，要检修维护好一台开关的液压操动机构，检修人员熟悉机构的一次部份是远远不够的，亦需掌握机构的二次电气回路知识，要完整检修一台液压机构，只有一、二次知识相结合，才能胜任开关的检修调试工作，缺一不可，需进一步加强一次检修人员的二次知识培训。
致谢
多谢变电部的领导对我的教导和信任，悉数将带有液压机构的变电站交给我班负责维护检修，多年对液压机构的检修维护工作经验，是形成本篇论文的基础。多谢平高电气股份有限公司广州办事处、西门子(杭州)高压开关有限公司技术服务部技术人员的不吝指教，令我在顺利完成本论文的编写之际，理论水平得到充实。
参考资料
[1]SF6断路器技能考核培训教材;中国电力出版社 2003.
[2]MHME-2YH型交流断路器维护手册;RA228-12003/09A版
[3]西门子3AQ1EE开关安装使用手册;SIEMENS AG1999.
[4]LW10B-252开关安装使用说明书; 平高电气股份有限公司.
