液压操作机构运行故障分析及处理方法

某公司4个110kV变电站有15个SW2-110kV少油断路器，在一年不到的时间内，其CY5液压操作机构共发生8台14次运行故障，严重影响了生产。

1.CY5机构工作原理

1）基本结构：CY5液压操作机构如图7-27所示。

2）贮能是在贮压筒内预充氮气，以后进行贮能时必须将高压放油阀关闭，接通电源，按下零压起动按钮，液压马达开始工作，油箱内的油经过滤器16进入液压泵内，经液压泵柱塞压缩后送至贮压筒3的底部，推动活塞4上升，压缩氮气，油压逐渐升高，当活塞杆上升至IW时，限位开关动作，切断电动机回路，液压泵停止工作。高压油即被贮存于贮压筒中。

图7-27 CY5液压操作机构原理

1—充气阀 2—氮气 3—贮压筒 4—活塞 5—限位开关（1W～6W） 6—合闸一级阀杆 7—合闸一级阀钢球 8—合闸一级阀 9—二级阀 10—压力表 11—分闸一级阀杆 12—分闸一级阀钢球 13—分闸一级阀 14—油箱 15—一级锥阀 16—过滤器 17—液压泵 18—电动机 19—工作缸 20—活塞

3）当合闸线圈HQ通电时（或用手操作合闸铁心），合闸电磁铁动作，压下合闸一级阀杆6，打开合闸一级阀钢球7，高压油即进入二级阀9的上部，推动活塞打开锥阀15，即刻高压油通过阀口进入工作缸19的合闸腔，这时工作缸活塞20两侧受压，由于工作缸活塞两侧受压面积不等（合闸侧大于分闸侧），因此活塞两侧形成压力差，在此压力差的作用下，活塞迅速向合闸方向运动，通过拉杆推动断路器合闸，此时高压油又通过二级阀9内部小孔，进入二级阀上部，迫使二级阀一直处于合闸位置，使断路器保持合闸状态。

4）分闸线圈FQ受电时，打开分闸一级阀钢球12，即刻二级阀上部的保持油压通过阀口排入油箱，二级阀在其下部高压油的作用下迅速向上运动，锥阀15关闭，工作缸合闸腔内高压油随即经阀体排油孔排出，工作缸活塞在分闸侧高压油的作用下迅速向分闸方向运动，通过拉杆带动断路器分阀。

2.故障现象及分析

（1）无其他人为和保护动作的情况下开关跳闸故障 某电站61号变电所801开关在运行状态下跳闸，经检查无人为因素保护也未动作，造成801开关误跳。对801液压机构解体发现，一、二级连接处φ37×φ43×d₃密封圈严重老化，密封圈断开，从CY5工作原理上可以得知，当该密封圈损伤，造成二级阀9上部保持油压突然外泄，在下部高压油的作用下，造成二级阀向上运动，完成分闸过程，这是801开关误跳闸的根本原因。通过对CY5机构原理分析，能造成同样事故跳闸的因素还有两种：分闸一级阀损坏；二级阀控制腔上部合闸一级阀逆止钢球损伤。

以上两种情况中的任何一项均能引起二级阀上部控制腔内的高压油进入油箱，造成CY5机构误跳。

（2）压力下降为零 运行状态下出现泄漏，压力下降为零，其主要原因为：①液压马达烧坏，二次回路、熔体丝故障均使液压马达不能正常工作，造成压力下降；②压力下降、频繁打压。主要在液压机构内的各项高压接口松动，阀口密封不严，密封圈有损伤时发生。(www.xing528.com)

从图7-28中各高压阀与阀体连接处O形密封圈一旦损坏将造成高压油大量外泄，电动机频繁打压，直至系统压力为零。

73号变电所811、812、800，62号变电所842，61号变电所801液压机构3天内均有因此处密封圈损坏而造成压力为零的现象。

另外，贮压筒下端帽活塞杆处V形密封圈，因运动磨损较大，出现密封不严，引起液压油外泄，也是CY5液压机构漏油的重要因素之一。

贮压筒氮气外泄，造成系统压力为零。73号800、61号873液压机构均出现了因充气阀内的密封圈老化，引起氮气突然外泄，致使系统压力为零的现象。

3.处理方法

通过CY5液压机构出现14次重大故障现象分析统计可以得出：因密封圈损伤造成的事故12起，占85%；因电动机及液压泵因素和阀口损伤而造成的事故2起，占15%。可见，密封问题是解决CY5液压机构问题的关键。以下处理方法可供参考：

1）选择耐油性能较好的密封材料，注意保存环境，标注入库时间，这样做的目的是延长密封件的老化时间，杜绝老化密封件被更换到机构里，造成设备隐患。

2）安装时用酒精清洗干净密封圈，并仔细检查有无受损及划痕，如果有划痕，杜绝使用。

3）制订密封件的更换周期，CY5液压机构内的密封件及磨损件，三年应解体大修，全部更换，包括工作缸活塞杆密封。

4）改造贮压筒限位开关的安装位置。原CY5贮压筒限位开关（1W停止开关，2W起动开关）位置是死定位，因为压力值是在温度为20℃，额定压力为（30±1）MPa条件下定位的，受温度影响较大，计算公式为p₁=（273+t）/293×p₂₀℃。例如当环境温度达到40℃时，压力值可以达到33MPa，而实际户外环境温度对CY5机构箱的曝晒，压力值可以上升到37MPa。这对密封件形成破坏，影响密封效果。将CY5机构限位开关位置改造成可调节位置，规定随着气温的变化，调节限位开关，使压力值保持在30～31MPa之间，以符合断路器分合闸时间、速度参数的需求。

以上处理可大大提高CY5液压操作机构的密封性能，改善其工作可靠性，提高设备的完好率并保证安全供电。