一起500kV液压弹簧机构断路器油压低分合闸闭锁故障原因分析

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国网冀北电力有限公司超高压分公司、北京电力装备总厂有限公司的梁朝阳、麻震烁、李冰玉、李弘文、安立明，在2022年第9期《电气技术》上撰文，针对一路某特高压变电站500kV液压弹簧机构断路器油压低分合闸闭锁故障，对该非常环境进行具体阐发，鉴定为机构内部故障导致油压低落。经由过程解体找到渗漏点并终极查明是因为金属异物导致的渗漏；对金属异物进行化学身分阐发，经由过程对照机构内零部件金属资料得出金属异物的起源；末了总结液压弹簧机构常见故障及处置办法，为现场故障处置提供参考。

高压断路器在分歧电压品级的变电站内都是紧张的开关装备，可以依据调剂运行方式进行线路及电气装备的机动投切，也可以在划定光阴内将电网故障快速切除，高压断路器的非正常分合会导致公民经济的伟大损失，电力体系的电能运送、稳固运行等直接受高压断路器是否靠得住运行的影响。

今朝，500kV及以上电压品级的高压断路器主要是液压弹簧机构，该机构的传动载体和储能组件分离为液压油和碟形弹簧。液压弹簧机构具有占地面积小、动作特征安稳、储存能量年夜等特色，然则该机构时常产生渗漏油，内渗和外渗是该机构渗漏油的两种方式。

针对一路500kV液压弹簧机构断路器油压低导致断路器分合闸闭锁的故障，起首，简述故障产生时5052断路器非常旌旗灯号概况；然后，对现场非常环境进行阐发，初步鉴定为机构内部故障导致油压低落，随后经由过程解体阐发发现，在一级阀的阀口存在金属异物，此金属异物引起5052断路器C相机构不建压；末了，对金属异物进行化学身分阐发，并对照机构内零部件金属资料，得出此金属异物起源于因螺母螺纹与一级阀阀座螺纹同轴度匹配不良而在紧固时发生的毛刺，并总结常见液压弹簧机构故障及处置办法，为现场故障处置提供参考。

1 故障非常简况

2020年7月21日21:17，某特高压变电站5052断路器合闸送电后，后台监控机于21:17:8发出“油泵启动”，21:17:9发出“重合闸O-C-O闭锁”，21:17:51发出“合闸闭锁”，21:18:27发出“分、合闸闭锁”，21:20:8发出“油泵打压超时，未储能”等旌旗灯号。21:25，检修职员达到事故现场并反省阐发。

2 现场检修阐发

2.1 现场反省

5052断路器是一台额定电压为550kV的ZF27—550型复合式组合电器（hybrid gas insulated switchgear, HGIS），2019年6月12日出厂，2019年11月27日投运使用，采纳液压弹簧机构，分相操作。5052断路器参数见表1。

表1 5052断路器参数

起首反省5052断路器C相机构油路外观部门，未发现液压油渗漏迹象；反省5052断路器C相机构储能，断路器储能模块运行正常，但压力不克不及坚持，断开油泵打压电源后油压敏捷降落，储能进程入耳识趣构内部存在内渗声音，初步狐疑为机构内部故障。

2.2 内部故障地位初步阐发

5052断路器是海内某厂家临盆的CYTA—13II型弹簧液压机构，该液压机构投运前分闸状况正常，合闸状况下呈现内漏征象。依据液压机构设计原理进行如下阐发：储能模块、泄压模块、油泵单位模块均为分合闸共用模块，因为只在合闸状况下渗漏，可起首排除以上元件渗漏可能，仅与合闸状况渗漏相关的元件为节制模块，是以初步断定为节制模块密封不严导致的渗漏。

2.3 解体阐发

为肯定造成5052断路器C相液压弹簧机构油压低分合闸闭锁故障的缘故原由，检修职员和装备厂家相关技术专家对该机构进行拆卸解体，并进行阐发和讨论。详细解体步调如下：

1）将油箱盖打开，电机通电，察看油箱中液压油渗漏点，确以为节制阀地位渗漏，渗漏地位如图1所示。

图1 渗漏地位

2）对节制阀装置中可能非常的元件一级阀，用及格的一级阀更换，进行建压实验验证。调换主分一级阀后，可正常树立油压，保压30min无渗漏，建压实验如图2所示。

图2 建压实验

3）解体反省主分一级阀，发如今阀口地位有一个长度16mm、宽度0.1mm左右的丝状金属异物如图3所示，该金属异物是导致内漏的缘故原由。

图3 金属异物

3 金属异物起源阐发

对金属异物采样并进行化学身分阐发，得出金属异物的主要化学身分为Fe、Ni、Zn、Cr，为合金钢类。金属异物样本如图4所示，其元素阐发见表2。

图4 金属异物样本

表2 金属异物元素阐发（单元: %）

液压机构零部件使用的金属资料分离有：45号钢、QAL10—3—1.5R铝青铜、7A04铝棒、06Cr19Ni10不锈钢板、35CrMo圆钢、ZL101A铸铝硅合金、20号冷拉六角钢、20Cr13圆钢、GCr15圆钢、Q195钢板、06Cr19Ni10六角钢、碳素弹簧钢丝、HPb59—1铅黄铜、40Cr圆钢、35号钢等。

1）金属异物为钢铁类资料，液压元件为渗锌、镀锌外面处置工艺，化学身分测试时会引入C、O、Zn元素，纰谬C、O、Zn元素做进一步阐发。

2）一级阀布局如图5所示。一级阀阀座等液压元件均采纳合金钢材，化学身分中含Fe、Ni、Cr，与金属异物身分相近，阐发一级阀可能发生异物的地位有两处，一是装置时可能会挤出金属异物（见图5中地位1），二是螺纹紧固时可能会挤出金属异物（见图5中地位2）。

图5 一级阀布局

对图5中两个地位进行排查，地位1未发现非常，地位2发现一级阀阀座上螺纹孔一侧显著磨损发亮，由此得出金属异物是因为螺母螺纹与一级阀阀座螺纹同轴度匹配不良，在紧固时挤出了毛刺。

4 故障处置办法

4.1 本次故障处置办法

依据液压机构设计原理、建压实验、解体阐发环境，得出螺母在拧入一级阀阀座进程中发生了毛刺的结论，该毛刺在液压机构操作时随液压油活动到阀口地位，导致主分闸一级阀阀口密封不严，合闸后，5052断路器C相液压机构产生内部透露。

检修职员在装备厂家的共同下用经查验、实验及格的节制阀替换毁坏的节制阀，并进行特征实验和密封实验，实验均及格，7月24日完成送电。

4.2 常见故障缘故原由及处置办法

日常检修及处缺事情中总结了液压弹簧机构常见的故障征象，阐发可能缘故原由并提出了响应故障处置办法见表3。

表3 液压弹簧机构常见故障及处置办法

5 结论

针对一路液压弹簧机构断路器油压低分合闸闭锁故障，经由过程现场反省、解体阐发及金属异物起源阐发，认定机构螺母螺纹与一级阀阀座螺纹同轴度匹配不良，导致紧固时发生金属异物，操作时随液压油活动到阀口地位，激发机构内部透露非常。据此，建议制作厂家切实增强螺母、一级阀座的制作工艺，运行职员增强同型号装备的巡检，联合停电方案抽检同类型装备，保证电力体系稳固运行。

本文编自2022年第9期《电气技术》，论文题目为“一路500kV液压弹簧机构断路器油压低分合闸闭锁故障缘故原由阐发”，作者为梁朝阳、麻震烁 等。

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