浅谈LW15型断路器打压频繁故障的处理策略

技术论文：

浅谈LW15型断路器打压频繁故障的处理

策略

王舶仲，彭劢

（湖南省电力公司检修公司永州分部，湖南长沙，410004）

摘要：LW15型断路器机构为气动弹簧结构，打压频繁是此类机构最常见的故障，对断路器的安全稳定运行影响很大。本文通过对气动弹簧机构结构及工作原理的介绍及打压频繁原因的分析，总结了一套比较实用的现场处理此类问题的方法和流程，以期对实际工作起到一定的指导和借鉴作用，提高断路器气动弹簧机构打压频繁故障的处理效率和质量。

关键词：气动弹簧打压频繁处理策略

1 引言

LW15型SF6断路器是西安高压开关厂与三菱电机合作生产的产品，采用的是气动弹簧机构，具有开断容量大等优点，在电力系统高电压等级应用较多。但是气动弹簧机构由于受材质、制造工艺等影响，在日常维护工作中出现了不少问题。打压频繁是液压机构常见缺陷之一，对断路器的安全稳定运行影响很大。鉴于其多发性和重要性，对打压频繁缺陷的正确处理显得尤为重要。本文就气动弹簧机构打压频繁问题进行详细探讨，以期对此类问题的正确高效处理有一定的指导和借鉴意义。

2气动弹簧机构原理简介

气动弹簧机构是一种以压缩空气作为分闸动力、以合闸弹簧作为合闸储能元件的操作机构，可分为两大部分，动力部分和控制部分。

动力部分即压缩空气系统，压缩空气系统由空压机、高压空气管道、汽水分离器、电磁阀、逆止阀、安全阀、储气罐、空气压力开关、空气压力表、排水阀等组成。空压机经汽水分离器（当空压机启动时，电磁阀带电关闭）、逆止阀向储气罐内打入高压空气，该高压空气经高压管道进入控制阀为分闸做好能量准备，同时进入空气压力开关、空气压力表、安全阀中，进行相关控制、测量和保护。

图1 压缩空气系统

控制部分包括分闸部分和合闸部分，其中合闸控制部分较简单，与弹簧机构类似。分闸控制部分即控制阀体部分，是整个气动弹簧机构最重要的部分。气动弹簧操动机构控制压缩空气的阀系统为一级阀结构。在合闸位置时分闸所需的压缩空气通过控制阀封闭在储气罐中。发出分闸信号后控制阀在其内部弹簧力的作用下打开，压缩空气迅速进入气缸并推动活塞向下运动，带动断路器动触头向下运动分闸，与此同时压缩合闸弹簧储能为合闸做好能量准备。分闸终了时，气缸内的压缩空气通过排气孔全部释放掉。

3打压频繁原因分析

气动弹簧机构在运行中频繁起动的原因主要是因为压缩空气与外部密封不严出现漏气，本文从以下三个部分进行分析归纳。

一、与液压机构、弹簧机构相比，气动机构最大的不同在于采用了空气作为分闸储能介质，因此机构内部与外界通过空气连通了，并不是完全密封的。此外，LW15断路器的机构箱门存在密封不严的缺陷，使机构箱内积灰很多，一旦加热驱潮装置失效，潮气也会相当大。这些潮气和灰尘杂质极有可能随着空气被带入整个机构内部密封系统，造成密封圈老化、密封面锈蚀或者杂质卡在密封处等破坏密封。另外，在气温低于零度时，潮气附着在机构内表面容易结冰，也有可能破坏阀门或管道的密封。

二、由于气动弹簧机构在分闸结束时，需要将多余的高压空气排出，因此可以明显感觉到机构振动情况比液压机构和弹簧机构要剧烈。久而久之有可能会引起高压空气管道接头处卡箍紧固螺母松动或是管接头损坏，造成漏气。

三、气动弹簧机构的零部件较多，包括逆止阀、排水阀、安全阀、空气压力开关、控制阀等，由于部件本身材质、制造工艺的不足或操作不当，都会造成漏气引起打压频繁。逆止阀和安全阀的结构和功能与液压机构类似，弹簧老化或密封线损坏是其漏气的主要原因。排水阀用于定期排出储气罐底部积存的水分，除了潮气结冰外，操作过程中关闭不严是另一个可能因素。空气压力开关主要起控制作用，当空气压力开关的内波纹管、膜片出现裂纹时会出现漏气。

控制阀部分是整个气动弹簧机构的核心部件，图2为控制阀阀体，可分为两部分，内部有圆孔的为阀芯，外部为阀腔（见图3）。阀腔底部压在密封垫上与外界隔离，形成外密封。合闸位置时，阀芯被控制阀内弹簧往下压，阀芯底部圆周压住密封垫形成内密封①，同时阀芯侧面通过O型圈与阀腔密封形成内密封②（见图2）。此时阀腔分为外腔和内腔，外腔连通储气罐，为常高压；内腔通过阀腔顶部的圆孔与排气孔及外部连通（见图3、图4）。分闸时，控制阀内弹簧打开，

阀芯向上运动，堵住阀腔顶部的圆孔与外部隔离，同时内密封①打开，储气罐内压缩空气进入气缸。分闸过程最后，阀芯被往下压，内密封①重新密封，同时阀腔顶部密封打开，阀芯与大气连通，气缸内余气通过排气孔排出。从整个控制阀的动作过程可以看出，总共有3道密封，1道外密封与和2道内密封，密封面的平整以及密封垫、密封圈的好坏都关系到控制阀是否会漏气。

图2 控制阀阀体图3 控制阀阀腔

图4 控制阀顶部排气孔

四、除了漏气的原因外，还应该考虑到压力

开关整定错误引起的打压频繁。气动机构正常情

况下每天打压一到两次都属正常，当启泵值设定

过高时，一旦有少许漏气都会引起打压，造成打

压频繁。

4打压频繁处理方法

4.1压缩空气系统漏气的处理方法

处理机构打压频繁，主要是确定漏气点。如

果漏气情况较严重，听声音就能判断漏气点。大

多数密封面或零部件的密封情况使用涂抹肥皂水

法可以检查，如管道接头、安全阀、空气压力开

关等。对于高压储气罐逆止阀出的密封情况，由

于深入高压气路内部，经过的密封面较多，密封

面的形状也复杂，不能使用涂抹肥皂水法检查。

判断这种密封部位是否漏气,可用手堵住空压机的

呼吸孔一会儿，如果感到有压力，或是突然松手

时，呼吸孔内有气体喷出，基本可以断定是逆止

阀密封出问题。

4.2控制阀体漏气的处理方法

外密封

内密封①内密封②

与排气

孔连通

排气孔

对于控制阀阀口处密封，因其所处的位置特殊，既不能涂抹肥皂水，也不能用手感知，这类漏气点的判断只能采用排除法，即检查其他所有密封没有问题，就可以怀疑是控制阀的问题。如果怀疑是控制阀的问题可以分合一次开关，这样能消除因异物卡在阀口而造成的暂时性的故障。

5 运行维护要点

（1）运行人员在日常生产维护中，按照要求对空气储气罐每周进行一次排水，对新更换的压缩机电机，按照技术要求，定期进行压缩机油的更换；

（2）对机构箱内部的加热装置按照温度要求，适时投退，确保机构内部元器件良好的运行环境；

（3）定期或遇停电机会及时清扫机构内部灰尘；

（4）此类气动机构开关检修时，要首先检查各传动部位是否动作灵活，严格按照检修规程要求，机械部位要认真检查并加注润滑油；再进行开关分、合闸循环操作和开关的分、合闸试验，不合格时，除调整铁芯行程以外，更要注意检查各传动部位是否灵活，不能把铁芯行程调整作为不合格的唯一原因。

（5）检修人员要加强业务知识学习、提高技能水平，特别是对开关的动作原理、传动过程要清楚，对断路器出现的日常缺陷能及时处理；

6 总结

在处理断路器气动机构打压频繁缺陷时，应充分了解设备运行状态及缺陷特征，在现场应保持清晰的头脑，进行认真细致观察，才能准确找到故障点。必须避免在还未查清原因之前，甚至连是正常打压还是频繁打压都还未区分清楚的情况下，就盲目拆开控制阀部件，部件一旦拆除，就失去了判断依据。

引起打压频繁的可能因素还有很多，需要不断地将工作中遇到的新问题采取的新方法进行总结提炼，完善处理此类缺陷的思路，最终达到对生产起到很好指导作用的目的。

参考文献：

[1]河南平高电气股份有限公司。LW6B-252六氟化硫断路器安装使用说明书。

[2]戴庆华主编。输变电设备检修决策。中国电力出版社，2012年3月。

[3]湖南省电力公司。35kV～500kV SF6断路器检修决策导则，2011年11月。

[4]王浩，肖毅，山智涛。LW6B系列断路器液压操作机构的故障分类及诊断。湖北电力，2006年12月。