一起液压碟簧机构断路器储能机构漏油原因分析

王兴 杜庆贤 （中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局，云南大理， 671000 ）

摘要：分析了换流站液压碟簧机构断路器储能机构漏油原理；液压碟簧机构分闸动作原理

关键词：液压碟簧机构断路器；储能机构；漏油；密封圈

一、缺陷概述

2021年04月04日，换流站监盘发现断路器频繁打压，机构油泵启动次数超过制造厂规定值，初步猜测为液压油渗漏导致断路器不能正常保压。将断路器转至检修状态，现场检查断路器分闸不能保压，零起建压后能发现清晰的液压油内漏泄能声，判断为液压碟簧机构内漏导致。

二、渗漏后检查情况及处理

考虑到该机构的内漏出现在分闸位置，而合闸位置不漏，这一定是与分闸位置密封相关联的部位出现问题。因现场已更换过二级阀，故障依然没有消除，故可将二级阀缺陷所导致的故障因素排除，所以内漏部位只可能出现在工作缸的活塞与缸孔之间，直接拆解工作模块，查看活塞与缸孔之间的密封部位。

为此，先将机构前罩部分拆除，将活塞杆、合闸侧套与油箱盖一起从油中拔出（见图1），对活塞杆及密封圈等密封部位进行检查，果然发现活塞杆的密封圈有明显呈纵向的损伤，活塞外圆周面上也有明显划痕（见图2）。

图 1：机构拆解后拔出活塞杆

图 2：密封圈及活塞划伤

更换机构后，对储能机构进行试分合试验，零起打压时间和保压时间正常，静置观察未发现渗漏油。

三、HDB型碟簧储能液压机构结构特点及原理简介

1、分闸操作原理：

如图3所示，当二级换向阀在高压油的作用下转换到分闸位置时，合闸阀口关闭（P通道截止），转换通道（Z）与常低压通道（T）导通，工作缸活塞下部高压油经过二级阀的分闸阀口返回到低压油箱，工作缸活塞下部形成低压，于是活塞杆在压差的作用下向下运动，带动断路器完成分闸动作。工作缸的阻尼系统在分闸过程即将终止时产生阻尼作用，以降低分闸冲击力，液压支撑力确保工作缸活塞保持在分闸位置。

机构在分、合闸操作的同时，碟簧储能将产生一定释压，此时在行程开关接点的作用下，油泵再次启动将压力补充到停泵压力后，依靠行程开关接点来切断油泵电机电源。

图3：机构分闸动作原理图

四、故障原因分析

通过上一节对机构动作原理的介绍并根据故障机构的解体排查结果可以确认，造成本次机构内漏故障的根本原因就是工作缸活塞杆的密封圈损坏所导致的。当机构在合闸位置时，因活塞上、下两侧均为高压，因此密封圈的损坏不会引起泄漏；而当机构位于分闸位置时，因活塞上部为常高压，而下部则为低压，高压油则会沿破损密封圈处向下部的低压通道渗漏，并通过Z通道排回低压油箱。

从密封圈及活塞圆周面的损伤情况可以确定，这与液压油内部有金属微粒有关。工作缸内孔及活塞杆密封面都是经过精磨而成，并且工作缸内孔都加工有引入角，从零部件方面不会有固有缺陷，再加上出厂试验保压及前期现场运行情况也可验证从装配方面看也不会造成密封件划伤，所以只有在前期零部件清理方面有金属毛刺未打磨清理彻底，这样受高油压反复冲击作用，毛刺就会脱落，随着液压油串入到活塞杆密封部位的金属间隙处，随着反复分合闸操作时金属削与密封件之间的相互作用逐渐引起密封件的损伤最终造成密封破坏，引起高压渗漏。

五、预防建议

（1）密切关注断路器机构打压情况，加强现场巡视，若有频繁打压的断路器，应及时对储能机构进行渗漏油检查^[1]。

（2）定期记录断路器的油位，观察油位是否有降低的情况，如油位有缓慢减低的趋势时，应及时进行排查^[2]。

（3）对密封圈进行改进选择材质相对偏硬、密封间隙小、有光滑倒角的密封圈，并在安装时注意对密封圈涂敷润滑油^[3]。

（作者单位：中国南方电网超高压输电公司大理局）

参考文献

[1]华杨熹,万欣.SF_6断路器液压机构渗漏油分析及处理[J].江西电力,2010(3).

[2]赵畹君.高压直流输电工程技术[M].中国电力出版社,2004.

[3]宋微浪,黄雄涛,谢雍燊,etal.超高压断路器液压碟簧机构漏油故障及其防范策略研究[J].电工电气,2016(12).