断路器液压机构故障原因及诊断处理方法.pdf

技术与应用 2010 年第 2 期 82 断路器液压机构故障原因及诊断处理方法 洪青云 （泉州电业局，福建 泉州 362000） 摘要 本文分析了断路器液压机构中的常见故障现象和原因，介绍了如何结合人体感官，进 行故障诊断和对应的故障处理措施，强调了检修维护时的注意事项及检修工艺要求，指出了掌握 正确的处理方法是保证人身和设备安全的重要因素。 关键词：断路器；故障诊断；处理方法 1 引言 液压机构因驱动能量大、 传动平稳、 动作速度快 的特点， 所以在高压断路器中得到广泛应用。 但是由 于材料质量及制造工艺上的问题， 又因机构中元器件 常处在高液压状态，因此经常出现密封元件受到损 坏、杂质阻塞、接头不良等故障造成机构渗漏，严重 影响断路器的正常使用，因此必须高度引起重视。 2 断路器液压机构故障原因分析 国产常用的液压机构有西安高压开关厂SW6-110 少油断路器配用CY3液压机构；沈阳高压开关厂 SW2-110 少油断路器配用的CY5 液压机构、平顶山 高压开关厂 LW6-220/110六氟化硫断路器配用的CY 液压机构等。以上的国产液压机构在额定表压下（分 闸状态或合闸状态）24 h补压不超过2次的可视为液 压机构良好，超过2次则说明液压机构有渗漏，如果 继续发展会出现频繁打压、压力异常等故障。 2.1 机构频繁打压 液压机构渗漏通常分为外部渗漏和内部渗漏两 大类： （1）外部渗漏为机构外部密封圈破损或管道、 零部件、紧固件松动，液压油渗漏至管道外部。 （2） 内部渗漏为机构内部密封件破损或阀门密 封不良，液压油从内部高压油腔渗漏，各级排油阀 门被赃物垫起不能紧闭而发生的轻微渗漏等，导致 压力降低油泵频繁起动补压。 2.2 液压机构不能建立压力 由于油泵电机电气回路故障或本体故障；排油 阀门不能复位；液压机构其他部件发生较严重渗漏 都可能引起液压机构不能建立压力。 2.3 液压机构压力偏高 液压机构压力偏高可能原因是油泵停止行程开 关移位，或由于环境温度偏高而使压力偏高（据理 想气体状态方程，PV/T=N 常数，此处 V 为固定量， 则 P 与 T 成正比） 。 2.4 压力异常升高或降低 压力异常升高可能是高压油进入贮压筒的氮气 腔使 V 减小，P 升高；压力异低可能是氮气泄漏使气 体状态方程的常数 N 减少而导致 P 异常降低， 见图1。 图 1 CY3 液压机构 对于平高厂LW6-110/220开关的液压机构，由 于设有弹簧式压力控制控制开关，则压力值不随季 节温度发生变化，只受短期温度变化的影响。此类 机构氮气泄漏时由于压强 P 为定值，故表现为体积 V 的减小使贮压筒活塞位置异常升高动作使设在氮 气腔顶部的漏氮监测装置发出信号。 3 液压机构故障的诊断经验 液压机构的故障诊断可以用“望”、“闻”、 “摸”、“试”等几种方法来进行诊断。 3.1 “望” 望的方法是通过眼睛直接观察液压油的渗漏 点。对于机构外部的渗漏，可以通过直接观察找到 渗漏点，外漏点主要为接头松动、接头卡套损坏、 毛刺及破裂、密封圈垫片变形损坏等。对于发生在 机构油箱内的控制阀等部件渗漏故障，需在液压系 技术与应用 2010 年第 2 期 83 统建立压力的情况下排尽液压机构油箱内的液压油 并擦拭干净，通过观察渗漏点对比图纸找出内部可 能破损的密封件。如某变电站SW6-110少油断路器 CY3液压机构出现频繁打压，处理时打开机构箱， 直接发现高压油管接头漏油，处理方法是机构泄压 后，清除油管接头除毛刺并更换卡套然后拧紧。 3.2 “闻” 闻的方法是通过听液压机构部件内部渗漏时高 压油流的冲击声音判断部件是否发生故障， 在声音比 较微弱时可以使用螺丝刀靠在液压部件与人耳之间 以增强声强， 通过逐个侦听内部渗漏的声音可以找出 故障部件。 发生内漏的主要原因为液压元件的动静密 封圈垫片损坏老化、 锥阀及阀座密封损坏、 球阀及阀 线损坏、阀线宽度过大、液压元件内部接头松动等。 如某变电站SW2-110 少油断路器配用的CY5 液压 机构，出现频繁打压处理时无发现外漏又找不到漏 点， 后来使用螺丝刀靠在液压部件通过逐个侦听内部 渗漏的声音，找出渗漏的声音是在油泵的高压球阀， 泄压后更换合格的球阀，重新敲打密封线故障消除。 3.3 “摸” 由于液压部件发生内部渗漏时，其高压油通过渗 漏间隙进入低压油腔发生剧烈磨擦与冲击，液压油传 递的贮压筒压缩氮气能量转化为热能使部件局部温 升，通过触摸可感知部件温升就能判断该部件是否发 生了渗漏。 如LW6-110六氟化硫断路器CY液压机构， 检修后压力打不上，对油泵放空气处理后压力还是打 不上，后来让油泵继续运转，用手触摸机构的部件， 发现高压泄油阀温度很高，通过解体高压泄油阀，发 现油中的杂质卡在泄油阀，所以压力不能建立。 3.4 “试” 因为液压机构是一个逐级放大能量的逻辑系 统，各部件腔室与管道在分合闸时的油压高低可以 有下列几种状态：常高压、常低压、瞬间高压、合 闸高压、分闸低压，因此可以通过试验比较液压机 构在分合闸状态下的渗漏情况的不同判断故障可能 发生的位置。如果在分合闸都发生渗漏，即渗漏发 生在处于常高压下的各零部件。如果在分合状态下 渗漏情况不同，则可根据液压管道的不同充压情况 分析可能发生故障的零件。 通过以上几种方法的综合判断，可以较快地诊断出 可能发生渗漏的液压机构零部件，提高处理故障的效率。 4 液压机构检修时的注意事项 液压机构的密封可以分为刚性密封(球阀、 锥阀) 和弹性密封（如O形密封圈）两种形式。 4.1 刚性密封 球阀是利用钢球与阀口砸配形成环形闭口的密 封线而密封，要求在阀口上形成的密封线细腻而整 齐， 球阀一般用在控制功率较小的一级阀部分， 当球 阀密封不良时则重新砸配， 砸配时阀口密封线宽度不 能过宽；锥阀是利用锥面与阀口配合研磨而密封的， 其密封面较为精细， 而阀体运动速度较大， 较容易形 成密封，多用作控制功率较大的阀体，如二级阀，三 级阀， 供排油阀等， 当锥阀密封不良时应用他细配研。 4.2 弹性密封 （1）“O”形密封圈利用其弹性变形而作平面 或圆周的动、 静密封。 零部件之间的固定密封多采用 此类密封， 液压机构使用的密封圈材料有橡胶， 尼龙， 及铜橡胶复合密封等形式，当液压系统压力小于 320kgf/cm(31.36Mpa)时，可使用橡胶密封圈，当压 力大于320kgf/cm(31.36Mpa)时，应使用尼龙封圈或 采用橡胶密封圈加聚四氟乙烯挡圈结构， 密封圈在装 配压紧时不允许有扭转， 装配密封圈加挡圈结构时应 使橡胶密封圈在前承受压力而挡圈在后作为缓冲。 （2）“V”形密封圈作为储能筒和工作缸活塞 杆的直动密封，其密封性能好，具有方向性，在装 配时应注意使“V”形开口方向朝向受油压方向。 （3）弹性密封件在使用过程中会因为材料的 时效变性和液压力的挤压作用及与运动部件的磨 擦而变形或损坏而造成渗漏， 每次检修时都必须予 以更换。 （4） 弹性密封件还有纯铜密封和铜橡胶复合密 封两种特性形式。纯铜密封垫圈用于较小尺寸的高 压管接头与金属部件之间的密封，如果拆下管接头 后，应将铜垫圈更换或进行褪火处理，即将铜垫圈 加热后扔入冷水