液壓機(jī)構(gòu)因驅(qū)動(dòng)能量大、傳動(dòng)平穩(wěn)、動(dòng)作速度快的特點(diǎn),所以在高壓斷路器中得到廣泛應(yīng)用。但是由于材料質(zhì)量及制造工藝上的問題,又因機(jī)構(gòu)中元器件常處在高液壓狀態(tài),因此經(jīng)常出現(xiàn)密封元件受到損壞、雜質(zhì)阻塞、接頭不良等故障造成機(jī)構(gòu)滲漏,嚴(yán)重影響斷路器的正常使用,因此必須高度引起重視。
國產(chǎn)常用的液壓機(jī)構(gòu)有西安高壓開關(guān)廠SW6-110 少油斷路器配用CY3液壓機(jī)構(gòu);沈陽高壓開關(guān)廠SW2-110 少油斷路器配用的CY5 液壓機(jī)構(gòu)、平頂山高壓開關(guān)廠 LW6-220/110六氟化硫斷路器配用的CY液壓機(jī)構(gòu)等。
以上的國產(chǎn)液壓機(jī)構(gòu)在額定表壓下(分閘狀態(tài)或合閘狀態(tài))24 h補(bǔ)壓不超過2次的可視為液壓機(jī)構(gòu)良好,超過2次則說明液壓機(jī)構(gòu)有滲漏,如果繼續(xù)發(fā)展會(huì)出現(xiàn)頻繁打壓、壓力異常等故障。
1、機(jī)構(gòu)頻繁打壓
液壓機(jī)構(gòu)滲漏通常分為外部滲漏和內(nèi)部滲漏兩大類。
(1)外部滲漏為機(jī)構(gòu)外部密封圈破損或管道、零部件、緊固件松動(dòng),液壓油滲漏至管道外部。
(2)內(nèi)部滲漏為機(jī)構(gòu)內(nèi)部密封件破損或閥門密封不良,液壓油從內(nèi)部高壓油腔滲漏,各級排油閥門被骯物墊起不能緊閉,而發(fā)生的輕微滲漏等,導(dǎo)致壓力降低油泵頻繁啟動(dòng)補(bǔ)壓。
2、液壓機(jī)構(gòu)不能建立壓力
由于油泵電機(jī)電氣回路故障或本體故障;排油閥門不能復(fù)位;液壓機(jī)構(gòu)其它部件發(fā)生較嚴(yán)重滲漏都可能引起液壓機(jī)構(gòu)不能建立壓力。
3、液壓機(jī)構(gòu)壓力偏高
液壓機(jī)構(gòu)壓力偏高可能原因是油泵停止行程開關(guān)移位,或由于環(huán)境溫度偏高而使壓力偏高(據(jù)理想氣體狀態(tài)方程,P*V/T=N常數(shù),此處V為固定量,則P與T成正比)。
4、壓力異常升高或降低
壓力異常升高可能是高壓油進(jìn)入貯壓筒的氮?dú)馇皇筕減小,P升高;壓力異低可能是氮?dú)庑孤┦箽怏w狀態(tài)方程的常數(shù)N減少而導(dǎo)致P異常降低。
(注:對于平高廠LW6-110/220開關(guān)的液壓機(jī)構(gòu),由于設(shè)有彈簧式壓力控制控制開關(guān),則壓力值不隨季節(jié)溫度發(fā)生變化,只受短期溫度變化的影響。此類機(jī)構(gòu)氮?dú)庑孤r(shí)由于壓強(qiáng)P為定值,故表現(xiàn)為體積V的減小使貯壓筒活塞位置異常升高動(dòng)作使設(shè)在氮?dú)馇豁敳康穆┑O(jiān)測裝置發(fā)出信號。)
液壓機(jī)構(gòu)的故障診斷可以用“望”、“聞”、“摸”、“試”等幾種方法來進(jìn)行診斷。
1、“望”
望的方法是通過眼睛直接觀察液壓油的滲漏點(diǎn)。對于機(jī)構(gòu)外部的滲漏,可以通過直接觀察找到滲漏點(diǎn),外漏點(diǎn)主要為接頭松動(dòng)、接頭卡套損壞、毛刺及破裂、密封圈墊片變形損壞等。
對于發(fā)生在機(jī)構(gòu)油箱內(nèi)的控制閥等部件滲漏故障,需在液壓系統(tǒng)建立壓力的情況下排盡液壓機(jī)構(gòu)油箱內(nèi)的液壓油,并擦拭干凈。通過觀察滲漏點(diǎn),對比圖紙找出內(nèi)部可能破損的密封件。
如某變電站SW6-110 少油斷路器CY3液壓機(jī)構(gòu)出現(xiàn)頻繁打壓,處理時(shí)打開機(jī)構(gòu)箱,直接發(fā)現(xiàn)高壓油管接頭漏油,處理方法是機(jī)構(gòu)泄壓后,清除油管接頭除毛刺并更換卡套然后擰緊。
2、“聞”
聞的方法是通過聽液壓機(jī)構(gòu)部件內(nèi)部滲漏時(shí)高壓油流的沖擊聲音判斷部件是否發(fā)生故障,在聲音比較微弱時(shí)可以使用螺絲刀靠在液壓部件與人耳之間以增強(qiáng)聲強(qiáng),通過逐個(gè)偵聽內(nèi)部滲漏的聲音可以找出故障部件。
發(fā)生內(nèi)漏的主要原因?yàn)橐簤涸膭?dòng)靜密封圈墊片損壞老化、錐閥及閥座密封損壞、球閥及閥線損壞、閥線寬度過大、液壓元件內(nèi)部接頭松動(dòng)等。如某變電站SW2-110 少油斷路器配用的CY5 液壓機(jī)構(gòu),出現(xiàn)頻繁打壓處理時(shí)無發(fā)現(xiàn)外漏又找不到漏點(diǎn),后來使用螺絲刀靠在液壓部件通過逐個(gè)偵聽內(nèi)部滲漏的聲音,找出滲漏的聲音是在油泵的高壓球閥,泄壓后更換合格的球閥,重新敲打密封線故障消除。
3、“摸”
由于液壓部件發(fā)生內(nèi)部滲漏時(shí),其高壓油通過滲漏間隙進(jìn)入低壓油腔發(fā)生劇烈磨擦與沖擊,液壓油傳遞的貯壓筒壓縮氮?dú)饽芰?,轉(zhuǎn)化為熱能使部件局部溫升,通過觸摸可感知部件溫升就能判斷該部件是否發(fā)生了滲漏。
如LW6-110六氟化硫斷路器CY液壓機(jī)構(gòu),檢修后壓力打不上,對油泵放空氣處理后壓力還是打不上,后來讓油泵繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),用手觸摸機(jī)構(gòu)的部件,發(fā)現(xiàn)高壓泄油閥溫度很高,通過解體高壓泄油閥,發(fā)現(xiàn)油中的雜質(zhì)卡在泄油閥,所以壓力不能建立。
4、“試”
因?yàn)橐簤簷C(jī)構(gòu)是一個(gè)逐級放大能量的邏輯系統(tǒng),各部件腔室與管道在分合閘時(shí)的油壓高低可以有下列幾種狀態(tài):常高壓、常低壓、瞬間高壓、合閘高壓、分閘低壓。因此,可以通過試驗(yàn)比較液壓機(jī)構(gòu)在分合閘狀態(tài)下的滲漏情況的不同,判斷故障可能發(fā)生的位置。
如果在分合閘都發(fā)生滲漏,即滲漏發(fā)生在處于常高壓下的各零部件。如果在分合狀態(tài)下滲漏情況不同,則可根據(jù)液壓管道的不同充壓情況分析可能發(fā)生故障的零件。
通過以上幾種方法的綜合判斷,可以較快地診斷出可能發(fā)生滲漏的液壓機(jī)構(gòu)零部件,提高處理故障的效率。
液壓機(jī)構(gòu)的密封可以分為剛性密封(球閥.錐閥)和彈性密封(如O形密封圈)兩種形式,其檢修方法注意如下:
1、剛性密封
球閥是利用鋼球與閥口砸配形成環(huán)形閉口的密封線而密封,要求在閥口上形成的密封線細(xì)膩而整齊,球閥一般用在控制功率較小的一級閥部分,當(dāng)球閥密封不良時(shí)則重新砸配,砸配時(shí)閥口密封線寬度不能過寬。
錐閥是利用錐面與閥口配合研磨而密封的,其密封面較為精細(xì),而閥體運(yùn)動(dòng)速度較大,較容易形成密封,多用作控制功率較大的閥體,如二級閥,三級閥,供排油閥等,當(dāng)錐閥密封不良時(shí)應(yīng)用他細(xì)配研。
2、彈性密封
1)“O”形密封圈利用其彈性變形而作平面或圓周的動(dòng)、靜密封。
零部件之間的固定密封多采用此類密封,液壓機(jī)構(gòu)使用的密封圈材料有橡膠,尼龍,及銅橡膠復(fù)合密封等形式,當(dāng)液壓系統(tǒng)壓力小于320Kgf/cm(31.36Mpa)時(shí),可使用橡膠密封圈,當(dāng)壓力大于320Kgf/cm(31.36Mpa)時(shí),應(yīng)使用尼龍封圈或采用橡膠密封圈加聚四氟乙烯擋圈結(jié)構(gòu),密封圈在裝配壓緊時(shí)不允許有扭轉(zhuǎn),裝配密封圈加擋圈結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)使橡膠密封圈在前承受壓力而擋圈在后作為緩沖。
2)“V”形密封圈作為儲(chǔ)能筒和工作缸活塞桿的直動(dòng)密封,其密封性能好,具有方向性,在裝配時(shí)應(yīng)注意使“V”形開口方向朝向受油壓方向。
3)彈性密封件在使用過程中,會(huì)因?yàn)椴牧系臅r(shí)效變性和液壓力的擠壓作用,及與運(yùn)動(dòng)部件的磨擦,而變形或損壞而造成滲漏,每次檢修時(shí)都有須予以更換。
4)彈性密封件還有純銅密封和銅橡膠復(fù)合密封兩種特性形式。純銅密封墊圈用于較小尺寸的高壓管接頭與金屬部件之間的密封,如果拆下管接頭后,應(yīng)將銅墊圈更換或進(jìn)行褪火處理,即將銅墊圈加熱后扔入冷水或液壓油中,使其硬度降低,增加柔韌性。銅橡膠復(fù)合密封用于較大管接頭與金屬部件的裝配,拆下后應(yīng)盡量更換。
通過幾種斷路器液壓機(jī)構(gòu)的故障分析及處理方法經(jīng)驗(yàn)介紹,對于液壓機(jī)構(gòu)的常見故障可以通過人體感官進(jìn)行快速診斷,找出故障點(diǎn)并進(jìn)行有效處理。
(摘編自《電氣技術(shù)》,原文標(biāo)題為“斷路器液壓機(jī)構(gòu)故障原因及診斷處理方法”,作者為洪青云。)