国产液压机构优化设计

1.CY3液压机构

CY3液压机构是一种早期的简易型氮气储能式液压操动机构，采用常高压差动式工作缸、分、合闸一级阀控制二级阀，通过二级阀控制工作缸带动断路器进行分、合闸运动。这种机构元件少，结构简单，用于操动110～220kV电压等级的少油断路器。

合闸动作：图5-8所示机构处于分闸位置，二级阀5关闭高压油，工作缸1的右端与油箱相通。接到合闸命令时合闸电磁铁得电动作，带动合闸一级阀4打开（同时封闭小孔a），使高压油通过逆止阀6进入二级阀5的活塞上方，活塞向下动作打开球阀（同时封闭小孔b），高压油通过二级阀5进入工作缸1的右侧，在差动力作用下，带动断路器合闸。在工作缸活塞1运动的同时，辅助开关切换，断开合闸回路接通分闸回路，合闸电磁铁断电复位，合闸一级阀4及逆止阀6关闭，二级阀5依靠经由自保持小孔10、管路c、逆止阀7、管路d进来的高压油使其可靠地保持在合闸位置。

图5-8 CY3液压机构工作原理图（分闸位置）

1—工作缸 2—液压泵 3—蓄压器 4—合闸一级阀 5—二级阀 6、7—逆止阀 8—分闸一级阀 9—油箱 10—节流孔

分闸动作：接到分闸命令时分闸电磁铁得电动作，带动分闸一级阀8打开，使二级阀5活塞上方的高压油通过管路d、小孔e泄放至油箱9，活塞向上动作球阀复位关闭。工作缸1右侧的高压油经管路b泄放至油箱9，在左侧高压油的作用下，带动断路器分闸。在工作缸活塞1运动的同时，辅助开关切换，断开分闸回路接通合闸回路，分闸电磁铁断电复位，分闸一级阀8关闭，二级阀5可靠地保持在分闸位置。

储能动作：蓄能器3储能不足时，行程开关接通电动机运转带动液压泵2打压，高压油推动储能活塞向上运动压缩氮气获得高压强。到达预定位置（液压泵停转位置）后，行程开关断开，电动机停转，储能过程结束。

2.CY4液压机构

合闸动作：图5-9所示机构处于分闸位置，二级阀4关闭高压油，接通回油箱，工作缸6的左端与油箱17相通。接到合闸命令时合闸电磁铁13得电动作，带动合闸一级阀3打开，高压油进入二级阀4上部活塞的上方，上部活塞向下动作打开锥阀（同时封闭回油箱的排油通道），高压油通过二级阀4进入工作缸6的左侧，同时高压油进入信号缸7的左侧，在差动力的作用下，带动断路器9合闸。在工作缸活塞6运动的同时，辅助开关切换，断开合闸回路接通分闸回路，合闸电磁铁13断电复位，合闸一级阀3关闭，二级阀4依靠经由锥阀上的自保持小孔进来的高压油使其可靠地保持在合闸位置。

图5-9 CY4液压机构工作原理图（分闸位置）

1—蓄能器 2—氮气自充阀 3—合闸一级阀 4—二级阀 5—分闸一级阀 6—工作缸 7—信号缸 8—液压泵 9—断路器 10—压力表 11—高压放油阀 12—滤油器 13—合闸电磁铁 14—分闸电磁铁 15—电动机 16—检漏孔 17—油箱

分闸动作：接到分闸命令时分闸电磁铁14得电动作，带动分闸一级阀5打开，使二级阀4上部活塞上方的高压油通过排油通道泄放至油箱17，活塞向上动作锥阀复位关闭。工作缸6和信号缸7左侧的高压油经排油通道泄放至油箱17，在右侧高压油的作用下，带动断路器9分闸。同时，辅助开关切换，断开分闸回路接通合闸回路，分闸电磁铁14断电复位，分闸一级阀5关闭，二级阀4可靠地保持在分闸位置。

储能动作：蓄能器1储能不足时，行程开关接通电动机15运转带动液压泵8打压，高压油推动储能活塞向上运动压缩氮气获得高压强。到达预定位置（液压泵停转位置）后，行程开关断开，电动机15停转，储能过程结束。为了避免油氮互渗，在蓄能器1储能活塞的中部设置检漏孔与活塞杆连接直接通大气，防止了油渗入氮气中使预压力升高或氮气渗入油中使动作稳定性变差。关闭装在蓄压器1顶部的氮气自充阀2中的截止阀将两个蓄压筒隔开，气瓶里的高纯氮气（压力约为13MPa左右）在储能活塞的反复压缩下充入到蓄压筒中，直到充到要求值打开氮气自充阀2中的截止阀将两个蓄压筒连通。

3.CY5液压机构

合闸动作：图5-10所示机构处于分闸位置，二级阀11、12关闭高压油，接通回油箱，工作缸的右端与油箱2相通。接到合闸命令时合闸电磁铁6得电动作，带动合闸一级阀8打开，高压油进入二级阀11上部活塞的上方，上部活塞向下动作打开球阀12（同时封闭回油箱的排油通道C），高压油通过二级阀11进入工作缸的右侧，在差动力的作用下，工作缸活塞杆13向左运动带动断路器合闸。在工作缸活塞杆13运动的同时，辅助开关切换，断开合闸回路接通分闸回路，合闸电磁铁6断电复位，合闸一级阀8关闭，二级阀11依靠经由锥阀上的自保持小孔进来的高压油始终打开球阀12使其可靠地保持在合闸位置。

图5-10 CY5液压机构工作原理图（分闸位置）

1—液压泵 2—油箱 3—蓄能器 4—储能活塞 5—滤油器 6—合闸电磁铁 7—安全阀 8—合闸一级阀 9—压力表 10—逆止阀 11—二级阀 12—二级阀球阀 13—工作缸活塞杆 14—分闸电磁铁 15—防慢分钢球 16—分闸一级阀 17—防慢分弹簧 18—节流阀 19—截止阀（慢合阀） 20—高压放油阀（兼慢分阀） 21—防慢分套 22—碟簧

分闸动作：接到分闸命令时分闸电磁铁14得电动作，带动分闸一级阀16打开，使二级阀11上部活塞上方的高压油通过排油通道A泄放至油箱2，活塞向上动作球阀12复位关闭。工作缸右侧的高压油经排油通道C泄放至油箱2，在左侧高压油的作用下，工作缸活塞杆13向右运动带动断路器分闸。同时，辅助开关切换，断开分闸回路接通合闸回路，分闸电磁铁14断电复位，分闸一级阀16关闭，二级阀11可靠地保持在分闸位置。

储能动作：蓄能器3储能不足时，行程开关接通电动机运转带动液压泵1打压，低压油经滤油器5吸入液压泵1后成为高压油推动储能活塞4向上运动压缩氮气获得高压强。到达预定位置（液压泵停转位置）后，行程开关断开，电动机停转，储能过程结束。

慢分、慢合操作：在做慢分、慢合前，把节流阀18关死，即阀口封闭位置。做完慢分、慢合操作投运前，一定要打开节流阀18。(www.xing528.com)

（1）慢合操作确认高压放油阀（兼慢分阀）20处于关闭，打开截止阀（慢合阀）19，则高压油经截止阀（慢合阀）19进入工作缸的右侧，在差动力的作用下，工作缸活塞杆13向左运动带动断路器缓慢合闸。

（2）慢分操作关闭截止阀（慢合阀）19，打开高压放油阀（兼慢分阀）20，工作缸右侧的高压油经排油通道Q泄放至油箱2，在左侧高压油的作用下，工作缸活塞杆13向右运动带动断路器缓慢分闸。

阀系统防慢分功能：阀系统防慢分的结构原理基本上同CY3一样，稍有改进。碟簧22将防慢分套21压在二级阀11上部活塞横孔内的防慢分钢球15上，当液压回路压力下降至零时，防慢分钢球15在防慢分弹簧17的作用下，克服二级阀球阀12下端复位弹簧的作用力F，使二级阀11、12保持在合闸位置。再次打压时，高压油同时进入工作缸活塞杆13的左右两端和二级阀11上部活塞的上端，保持合闸不至于发生慢分。

4.LW6、LW6B及LW10B系列六氟化硫断路器用液压机构

LW6系列六氟化硫断路器是国内早期引进法国MG公司的产品，其配用的液压机构源自法国ETNA公司，和CY3的原型出自同一公司。最早引进的液压机构结构原理如图5-11和图5-12所示，分别为三相液压联动操作和三相共用一个集中液压柜，但可分相液压操作。通过高压管路将液流从液压柜传递到每相开关的工作缸处，实现每相断路器的分、合闸操作。

图5-11 LW6-550型、LW6-220型三相液压联动操作结构原理图

由于高压油管路径长、接头多，额定油压力高，高压油管崩脱、接头渗油现象十分普遍，三相同期也不好调，影响断路器的正常运行。针对LW6-220型断路器存在的缺陷，提出了改造的内容和方法。LW6B型断路器是在LW6型断路器的基础上，通过重新设计和简化液压操作系统而生产的新产品。改造后的液压操作结构原理图如图5-13所示，外形如图5-14所示。

改进后开关的液压机构全部液压元件（储压器和工作缸除外）均封装在油箱内，减少了大量管路，从而减少了外部的渗漏点。采用锥形液压阀将原来的四级阀简化成二级阀，使液压系统效率提高，工作油压降低，减少了密封系统的负担，降低了漏油的可能性，减小了分、合闸线圈的直流电流，提高了分、合闸操作的安全可靠性。

图5-12 LW6-220型分相液压操作结构原理图

图5-13 LW6B-220改进型分相操作液压结构原理图

图5-14 LW6-220改进成LW6B-220后的外形图

LW10B-252支柱式六氟化硫断路器是在LW6B-252型产品的基础上开发研制的升级产品，每相配用一台B型液压操动机构。该液压机构阀系统采用集成块式的结构，放置在油箱中，保持了原液压机构的优点，减少了外部渗漏漏点，断路器可进行单相操作或通过电气联动三相操作。这是目前国内电网运行量最大的配液压操动机构的支柱式六氟化硫断路器。

LW10B-252断路器配用的国产B型液压操动机构，较原来LW6B-252断路器配用的液压机构在结构上改动不大，因此在运行、维护和检修方面可以互相借鉴参考。下面按图5-13对LW6B-220改进型分相操作液压机构的动作原理进行简介：

液压元件包括低压油管D、电动机MD、电动液压泵E、高压油管H、手压泵AD、安全阀SS、压力控制开关S、蓄压器M、控制阀A、工作缸M₁、分（合）闸电磁铁AF等。

储能动作：蓄压器M储能不足时，停压微动开关S动作接通液压泵电动机MD运转带动液压泵E打压，低压油经液压泵压缩后变成高压油进入蓄压器M，蓄压器储能。到额定压力时，停压微动开关S动作切断电动机控制回路，电动机停转，储能过程结束。调试没电时，可用手压泵AD打压。

合闸动作：图5-13所示机构处于分闸位置，控制阀A中的二级阀AH₄、AH₅关闭高压油，接通回油箱，工作缸M₁的下端与油箱相通。接到合闸命令时合闸电磁铁EVE得电动作，带动合闸一级阀动作，打开AH₁，封住AF₁。高压油进入二级阀A上部活塞AH₃的上方，上部活塞向下动作打开锥阀AH₄（同时封闭回油箱的排油通道AH₅），高压油通过二级阀AH₄进入工作缸的下端，在差动力的作用下，工作缸活塞MC向上运动带动断路器合闸。在工作缸活塞MC运动的同时，辅助开关切换，断开合闸回路接通分闸回路，合闸电磁铁EVE断电复位，合闸一级阀AH₁关闭，AF₁打开。二级阀A依靠经由锥阀上的自保持小孔进来的高压油始终打开锥阀AH₄使其可靠地保持在合闸位置。

分闸动作：接到分闸命令时分闸电磁铁EVD得电动作，带动分闸一级阀动作，打开AH₂，连通AF₂，使二级阀A上部活塞AH₃上方的高压油通过排油通道AF₂泄放至油箱，活塞向上动作锥阀AH₄复位关闭。工作缸下端的高压油经排油通道AH₅泄放至油箱，在上端高压油的作用下，工作缸活塞MC向下运动带动断路器分闸。同时，辅助开关切换，断开分闸回路接通合闸回路，分闸电磁铁EVD断电复位，分闸一级阀AH₂关闭，二级阀A可靠地保持在分闸位置。