一起HMB-4液压操作机构频繁打压缺陷处理分析

一起HMB-4液压操作机构频繁打压缺陷处理分析

潘欢

（广东电网有限责任公司广州供电局，广东 广州510000）

摘要：液压操作机构以液压油作为传动载体，充分利用碟形弹簧的优良力特性，且压力基本不受环境温度影响，其结构紧凑，动作特性平稳。通过一起HMB-4液压操作机构频繁打压缺陷处理分析，解释了液压操作机构频繁打压故障的原因，提出了频繁打压故障处理方法，为现场缺陷处理积累了经验，同时提出同类设备的运维建议。

关键词：液压机构；频繁打压；缺陷处理

1 前言

某500kV变电站220kV断路器C相液压操作机构打压频繁，随后紧急停电安排专业人员检查处理。

现场初步检查发现：

（1）油位正常，无渗漏油情况，手动释压阀关闭到位。

（2）控制回路、电机储能回路接触良好，元器件完好,行程开关到位。

（3）断路器在分、合闸位置均打压频繁，分闸位置约45s打压一次，合闸位置约1-2分钟左右打压一次，每次打压时间1-5秒。

（4）手动排气，分、合闸操作多次处理后打压频繁现象仍存在。

（5）碟簧能正常压缩储满能，但无法保持，持续缓慢泄压。机构储满能后，断开储能电源观察泄压情况。8小时后，检查机构储能情况，碟簧泄压至一半压力位置。

查阅资料，该断路器为新东北电气（沈阳）高压开关有限公司ZF6A-252/Y-CB，液压机构为ABB公司HMB-4型液压操作机构，于2006年11月投产。根据之前的运维记录，投产至今未发现其他缺陷。

2 频繁打压的原因与处理方法

对于液压操作机构, 频繁打压是常见故障之一，它的危害主要是对机构的影响。在多次的建压、泄压过程中，电机频繁起动而易烧伤其元件，并使得接触器接点烧损严重。同时，储能模块、工作缸内活塞频繁压缩, 使密封圈等密封件磨损显著增大, 甚至活塞磨损, 易造成机构内漏或使内漏不断加剧, 故障扩大。由于油中杂质引起的频繁打压, 使运动部件之间的磨损加剧, 划伤模块、工作缸内壁及活塞的机会增加。若长期不处理，不断发展，使得打压次数越来越频繁，最终导致开关的拒动或分合速度降低，影响到开关的可靠性。

2.1 频繁打压的原因

造成HMB-4液压操作机构频繁打压的原因有以下方面[2]：

（1）外部渗漏导致机构油位偏低，在每次打压结束后，压力逐渐下降至电机启动接点动作值，而使得电机就再次启动补压。

（2）内部密封不严，高压油路向低压油路渗漏，使油压无法正常保持，引发机构频繁打压。

（3）油中存在杂质，引起阀门或活塞卡塞，密封圈位置错位，同样造成高压油路向低压油路渗漏；或者混进的杂质异物浸到相互运动零部件的配合间隙里，使得相互运动零部件磨损，从而造成相互运动部件配合不到位而引起打压频繁。

（4）油中含有气体，尤其是气泡达到油泵室内，快速打压结束瞬间气体被压缩从而达到停止压力，当停止打压后被压缩的气体会恢复，行程开关会很快的降低至与启动打压值非常接近的位置，由于液压弹簧机构本身是存在慢渗现象的，机构压力会慢慢的降低，从而产生反复打压现象。

（5）二次回路故障，如监测模块中控制油泵启动和停止的节点出现故障；或者长时间投运后相关触点变形、受潮、氧化变质，失去原有弹性，在压力下降至油泵启动值临界时，受环境温度变化或外界振动等因素影响，触点闭合后快速返回，如此反复，造成频繁打压。

2.2 频繁打压的处理方法

基于上述原因分析，机构频繁打压的处理方法为：

（1）若机构出现了频繁打压，检查现场有无渗漏油，观察机构油位是否正常以及机构外部的渗漏油情况，如电机、贮能活塞、工作缸活塞杆是否有油等，找出渗漏油部位，并将相关元件拆卸下来，检查元件的密封面和密封圈表面质量，对受损的密封元件进行更换。由于机构高度模块化，密封圈及阀门都集成在模块中，更换模块是最方便的办法。

（2）若未见外部漏油，可在额定油压下反复进行几次分合操作，同时开合几次泄压阀，观察液压油的压力变化情况。一方面检查二次回路有无异常，一方面可对是否为油中杂质积聚阀口而引起的内部泄漏情况进行排查。若发现二次回路异常，应主要检查行程开关上控制油泵启停的节点是否损坏，同时检查二次端子排是否灼烧，需对故障元件进行处理。

若未见二次回路异常，但频繁打压故障暂时消除，可能为油中杂质积聚阀口而引起的内部泄漏，进行了几次分合操作后，液压油正好将杂质冲离阀口。应对该机构保持重点关注，确认频繁打压故障是否复发。若有条件可对液压油进行更换或过滤。

（3）若排除二次回路、油中杂质原因后，机构仍存在频繁打压，可确定为机构出现了内部漏油。应对密封薄弱环节的部件进行检查，根据处观检查，可以确定故障位置。若仅在分位出现频繁打压，应检查合闸阀阀口的封闭情况或更换控制模块，确定是否为控制模块主换向阀在分闸操作时密封不严而引发故障；若故障仍未消除，可判断为工作缸内密封圈密封不严，使得活塞两侧高、低压油路存在渗漏而引发故障，需更换工作缸。若仅在合位出现频繁打压，则可能是控制模块主换向阀在合闸操作时密封不严而引发故障，应检查分闸阀阀口的封闭情况或更换控制模块。

若在分位、合位均出现频繁打压故障，则可能涉及多个模块，对手动卸压阀下的过流阀、动力模块的油泵出口逆止阀、控制模块的控制阀、储能模块的高压密封圈进行检查处理或者更换相应模块； 若进行上述工作后，故障仅得到缓解而不是彻底解决时，应为工作模块的工作缸出现了内漏，需更换工作缸。

（4）消除缺陷后，应进行机构的额定压力保持试验。

3 频繁打压现场处理

3.1 现场检查

人员现场检查，具体操作如下：

（1）操作C相开关分闸，手动泄压，重新储能至满压，打压时间90s正常，储满能后73s电机启动，机构打压2s储满能，此后90s再次打压2s储满能，再经过135s后再次打压2s储满能。

（2）操作C相开关合闸，重新储能至满压，打压时间90s正常，储满能后6分钟内电机未启动储能，机构未泄压。

（3）操作C相开关分闸，重新储能至满压，打压时间91s正常，储满能后135s内电机未启动储能，机构未泄压。

（4）操作C相开关合闸，重新储能至满压，打压时间91s正常，储满能后110s电机启动储能，机构打压2s储满能,128s后电机启动储能，机构打压2s储满能。

从上述操作可看出，频繁打压缺陷可以复现，打压频率得到一定的缓解。

3.2 更换整组机构

考虑500kV变电站的重要性，决定将机构整组更换，原机构解体检查。

更换完成后，机构打压正常，压力值正常，碟簧储能正常，额定压力保持试验合格；测量断路器行程、速度特性、时间参量、同期、分合闸最低动作电压等，均符合厂家标准要求。

表1 开关机械特性测量数据

4 结论

分析确定了液压操作机构频繁打压故障处理方法,有效处理了该500kV变电站220kV开关C相液压操作机构打压频繁的缺陷，积累了现场缺陷处理经验。同时，对于同类设备的有如下运维建议：

（1）加强同批次的HMB-4机构的运维，巡视时重点检查机构油泵启动次数及油位。

（2）一旦出现打压超时油泵告警信号，或者单相打压频繁次数超过规定次数等异常，应申请停电，并由专业人员现场检查处理。

（3）采购该型号机构全新备品，应急使用。

参考文献

[1]ABB公司. HMB-4/8型液压弹簧操作机构运行和维护指导[Z]. 瑞士：ABB公司，2001.

[2]陈伟民，张长虹，黎卫国，周海滨等.液压弹簧机构漏油及频繁打压故障分析与处理[J]. 高压电器，2018，54(12)：0287-0291.