高压断路器液压操动机构在线监测系统研制

《高压断路器液压操动机构在线监测系统研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、高压断路器液压操动机构在线监测系统研制　　摘要高压开关断路器的分合闸是由其操作系统进行控制执行的，一旦操作系统故障，高压开关断路器将不能实现分合闸的功能，这将带来巨大的损失。对高压断路器液压操动机构的工作原理及常见故障进行了分析，并且提出一种高压断路器液压操动机构的在线监测系统。关键词高压断路器；液压弹簧式；在线监测中图分类号：TM561文献标识码：A文章编号：1671-7597（2013）24-0027-028断路器的分合闸操作是通过操动机构来执行的，操动机构的工作性能和品质优劣对断路器的工作性能和可靠性都有很大的影响。液压机构由于其结构紧

2、凑、传输功率大、操作可靠平稳等优点被广泛的应用于高压开关断路器的操作控制。但是由于液压机构工作压力大、液压油的可压缩性和温敏性等原因，使得液压机构出现故障几率较大，且高压断路器动作次数少，造成了机构出现故障难以查找及检修，对变电站的安全运行造成了很大的威胁。传统的维护以及故障诊断方法还仅仅是以设备的台账、运行记录、故障前的异常情况等来进行，这种维护以及诊断故障的方法是一种静态的、离线的操作方法，所以其时效性差，不具备一定的分析与诊断的能力，因而不能很好的保障设备的正常可靠的运行，在一定程度上影响了供电的可靠性与经济性。本文通过对高压断路器液压

3、操动机构工作原理及常见故障进行分析，提供了一种高压断路器液压操动机构的在线监测装置。该装置不仅能够在线实时监测液压操动机构的工作状态而且能在发生故障时快速诊断出故障原因，可以大幅度缩短检修时间，降低损失。1工作原理及常见故障分析1.1液压操动机构工作原理液压操动机构一般由储能部分（储压器、油泵和电动机等）、执行元件（分合闸一级阀和二级阀）、控制元件（分闸前级阀和合闸前级阀等）和辅助元件四部分组成。电动机带动油泵向储压器中打液压油，使储压器内的氮气或弹簧压缩，压强增大，当储压器中的液位达到极限位置时，油泵停止打压，微动开关动作，打压闭锁。断路器

4、合闸时，已储存大量能量的氮气或弹簧释放能量，通过液压油将能量传递给工作缸中的活塞，使断路器合闸，分闸时由阀门控制，利用高低压液压油的压力差使活塞动作，实现分闸动作。1.2液压操动机构常见故障分析8液压机构常见故障主要是由液压油渗漏引起的，液压油从固定连接的部件或相对运动的部件之间渗透出来，即形成渗漏。液压油自高压腔通过阀芯的配合间隙流入低压室叫做内漏；由与连接部件之间的配合间隙流入大气叫做外漏。渗漏主要是由压力差和间隙造成的，通常渗漏会使储压器油位降低，造成油泵频繁启动打压。对于外部泄露来说可能有以下几方面的原因：1）管接口拧紧时由于力矩不够

5、或者过大造成接头的松动或者卡套上的密封线变宽倾斜；2）管接头损坏或者断裂：3）长时间的使用造成密封圈或者垫片损坏。对于内部泄漏来说可能有以下几方面的原因：1）液压弹簧操作机构元件磨损老化；2）阀体由于冲击次数过多造成密封磨损而造成密封不严等。2液压操动机构在线监测系统2.1问题分析8经过几十年的研究，断路器状态监测技术有了长足的发展。就国内外成型技术来看，状态监测过程主要包括三步：信号采集—特征提取—状态诊断。各研究机构工作的主要区别在于特征提取和状态诊断的方法上，不同方法对断路器的某些故障比较有效，有的甚至达到了100%的监测成功率。但是目

6、前对于液压操动机构的监测仅在于通过在线监测油泵和控制阀线圈的电压和电流来判断液压操动机构的工作状态，当液压操动机构出现渗漏时，通过这些监测手段很难判断出现渗漏的位置。通常只能通过拆解的方式进行检修，而这种拆解检修有时会引入一些新的故障。本文所提出的监测方法是通过在线监测液压操动机构各级执行元件中液压油的压力和流量，通过各测量点压力和流量的变化来实现对故障定位，从而诊断出故障原因和故障位置。2.2在线监测系统设计1.储能油缸压力监测单元；2.储能油缸高压区流量监测单元；3.合闸前级阀出油口流量监测单元；4.分闸前级阀出油口流量监测单元；5.分合

7、闸一级阀出口压力监测单元；6.分合闸一级阀出口流量监测单元图1液压操动机构在线监测单元安装示意图本文提出的监测系统组成如图1所示，该装置由储能油缸压力监测单元、分合闸一级阀出口压力监测单元、储能油缸高压区流量监测单元、分合闸一级阀出口流量监测单元、合闸前级阀出油口流量监测单元、分闸前级阀出油口流量监测单元和监控显示单元组成。各在线监测单元的信号输入端分别与安装在所述液压操动机构上的传感器相连，而各信号输出端电气连接至变电站计算机监控系统。8如图2所示，压力监测单元包括有压力传感器，信号调理电路，A/D转换模块，中央处理器及数据存储模块，分别安

8、装于储能油缸高压区和分合闸一级阀出口管道，所测得的液压油压力信号经所述调理电路处理后，通过A/D转换模块转化为数字信号，再由中央处理器记录并存储该数字信号并结合预置