CY3型液压机构故障原因分析及改进

「摘要」断路器是电力系统中数量多且对系统运行影响巨大的一种重要电气设备，它起着控制和保护电器的作用，针对SW6-110型少油断路器配用CY3型液压机构故障次数多的问题，找出了故障发生的原因，制定了改造方案，并进行了解决。

「关键词」液压机构；故障原因；改进方法

断路器是电力系统中最重要的控制和保护电器，SW6-110型少油断路器配用CY3型液压机构，主要集中在投运较早的变电站中，尽管我局不断大规模地进行设备无油化改造，但由于设备数量多、经费压力大等原因，致使CY3型液压机构无法及时淘汰。近几年来，CY3型液压机构在运行过程中，因为线路负荷大、运行时间长等原因经常发生故障，给我们带来的重复性检修等越来越高的检修成本。

一、CY3型液压机构故障次数多的原因分析

110KV盘山变电站151断路器CY3型液压机构故障次数经统计每年达到16次，造成故障次数多的缺陷主要有：拒动、油泵打压不停、慢分、脱扣电压不动作等，经过数据统计分析油泵打压不停故障占到液压机构故障总数的68.57%（见表1），是液压机构故障次数多的主要原因所在。

表1 故障统计表

（1）一级球阀变形：通过观察发现球阀阀针外观无变形球阀弹簧无变形；用游标卡尺测得开距合格。

（2）动铁芯卡滞：通过观察发现动铁芯接触面无损坏，电磁铁动作无卡滞。

（3） 柱塞偶件卡涩：CY3型油泵采用径向柱塞泵（泵内有两个相同的柱塞），通过偏心轴的驱动来带动柱塞的往复运动，从而将油箱内大气压油压缩为高压油。机构柱塞偶件之间间隙充裕，油泵试打压过程中也没有发现异声及发热现象，说明油泵动作灵活，没有摩擦犯卡故障。

（4）密封件材质差；密封圈高温熔坏，国产液压机构密封圈使用聚氯乙烯橡胶材料，其耐受温度上限为45℃，而夏季液压机构油温经常超过50℃，致使密封圈在高温下冲坏；密封圈机械损坏，聚氯乙烯橡胶在液压作用下，一部分被挤进管路间隙中，当液压消失后，密封圈复原，但被挤进间隙中的那部分就从橡胶圈母体上撕裂；造成的后果为密封失效，油泵打压频繁。

经过分析后确定造成液压机构油泵打压不停的要因是蓄压器和油箱分闸阀密封件材质差。

二、制定方案

针对密封件材质差，首先对聚氯乙烯橡胶材料和丁氰橡胶材料特性进行了分析：聚氯乙烯橡胶的热稳定性较差，长时间加热会导致分解，使用温度一般在-15-55℃之间，并不适合液压机构密封件的制作和应用。丁氰橡胶是一种耐油、耐老化性能较好的合成橡胶，丁氰橡胶可以在120℃的空气中或在150℃的油中长期使用具有良好的耐水性、气密性及优良的粘结性能。

经分析研究，在CY3液压机构中决定采用能耐高温且密封性能良好丁氰橡胶材料制作密封件，即使在夏季超过50℃的高油温下，也能保证密封件密封效果可靠。

三、解决方案

（1） 排空系统中的油压，将151机构中聚氯乙烯橡胶密封圈全部换成丁氰橡胶制作的密封圈，重新充入额定压力的10＃航空液压油，要求油质清洁、干燥。

（2） 更换完成后，进行了液压系统承压试验，首先将机构处于合闸状态，先对液压系统施加1.3倍工作压力34.3MPa压力，系统承压2分钟后，观察蓄能器活塞杆无下降现象，证明系统密封效果良好；然后，进一步对系统施加27MPa额定压力，经过系统承压8个小时以后，观察蓄能器活塞杆下降1.7mm，试验结果表明，更换密封圈后系统密封效果良好。

承压试验原理：如图1，接通电源使电动机工作，油箱内大气压油经滤油器进入油泵，并经泵内柱塞的压缩为高压油，进入高压油管，推开工作缸盖处的逆止球阀，进入机构液压系统中，推动蓄能器活塞上行，使蓄能器充气腔内预充的N2受到压缩，在蓄能器内储存巨大的能量，储能过程一直进行到活塞杆的末端刚刚离开第一个微动开关1CK为止，此时电动机电源被切断，油泵停止工作，蓄压筒储能完成。

蓄压筒储能完成后，如图2蓄能器所储存的高压油体积应能满足断路器完成必要的操作循环的需要（称之为蓄能器的"有效容积"）。 一旦有效容积减少，活塞杆下降，碰到微动开关2CK时，油泵重新启动，向蓄压筒补充高压油，直至活塞杆末端离开1CK位置。这个过程就是油泵的"打压"过程。因此，蓄能筒"有效容积"直接反映液压系统的密封性能。

4 改造效果

改造后使用丁氰橡胶密封圈（见图3和图4）使油箱密封不良、蓄压筒"有效容积"下降现象得到了根治，油泵频繁打压现象得到有效的控制，油泵频繁打压次数降到3次/半年，保证了断路器储能的可靠性，保证了电网优质运行；杜绝了重复检修，减轻了检修强度，节省了大量的维护大修材料费用、检修车辆油耗等费用，为企业带来了较大的经济效益。

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（作者单位：内蒙古电力（集团）有限责任公司鄂尔多斯电业局 内蒙古鄂尔多斯）

第一作者简介：

刘国珍， 女， 生于1968年3月11日 ，大学本科学士学位 ，工程师，从事变电检修工作；