高压断路器液压操动机构特性分析

LW10B-252型220kV断路器液压机构原理及打压异常的分析邮编:570300一、前言500kV福山变电站共在运7组河南平顶山高压电气股份有限公司LW10B-252型220kV液压机构断路器，2009年6月投运至今已超过10年时间，断路器液压机构主要部件存在老化及性能降低的风险，日常运行中曾多次发现断路器打压异常的缺陷，本文通过介绍设备原理及结构，了解相关设备缺陷的特征表象，熟悉相关运维措施及应急处置流程，为现场人员开展处置提供一定参考。

二、断路器液压机构工作原理2.1 电气控制回路原理图1 储能电机启停控制回路图3 油压整定值设定表1 储能电机启停控制回路元件表KT电机打压时间继电现场设定为40S器EHP热继电器电机过载时，能动作切断回路电机打压控制回路说明：1）正常运行方式下，储能电源空开QF1在合闸位置，当油压值下降到≤25±1MPa时，KP5的1-2接点接通，KP6的1-2接点接通，电机正常时热继电器EHP不动作，95-96接点闭合，储能电机启动继电器KM带电励磁，1、3、5接点闭合，73-74接点闭合，储能电机启动，油泵开始打压。

信号回路中的144-145接点闭合，后台报“油泵打压动作”信号，电机打压时间继电器KT带电。

2）当油压升高至26±1MPa时，KP5的1-2接点断开，KP6的1-2接点还在闭合位置，此时储能电机仍在转动，油泵继续打压，电机打压时间继电器KT带电。

3）当油压升高至大于26±1MPa时，KP6的1-2接点断开，储能电机启动继电器KM失电失磁，油泵打压完毕。

电机打压时间继电器KT失电，信号回路中的144-145接点断开，后台报“油泵打压复归”信号。

4）当油泵打压2min-2.5min后油压值仍未大于26±1MPa时，电机打压时间继电器KT动作，15-16接点断开，储能电机启动继电器KM失电失磁，油泵停止打压，信号回路中的142-143接点闭合，后台报“油泵打压超时动作”信号。

500kV断路器液压弹簧机构频繁打压故障的分析摘要：高压断路器可灵活投切线路、电气设备，配合电网运行方式，快速切除隔离电网故障部分，是电力系统中最重要的控制和保护设备。

断路器的动作特性直接取决于操动机构，500kV断路器液压弹簧机构采用差动式工作缸，弹簧储能液压连杆混合传动方式，集成液压回路无外接油管，工作特性基本不受温度变化影响。

设备运行过程中，受制造、装配、安装、环境等多种因素影响，液压弹簧机构可能出现闭锁、误动、拒动、无法储能、频繁打压等故障问题。

关键词：500kV断路器；液压弹簧机构；频繁打压故障引言液压弹簧控制机制将碟形弹簧的机械能存储与液压驱动和控制的优点结合起来。

碟形弹簧的力直接作用于三种储能活塞，弹簧力和弹簧行程表示的机械能被转换为储能活塞的压力和体积表示的液压能量。

由于高压油储能活塞和工作油缸之间的能量传递，工作机制可以快速开启和关闭制动器。

泵送的存储装置比传统装置更频繁地启动和停止，输出开关工作频率更高，因此液压弹簧工作机构容易出现故障。

1液压弹簧机构基本结构机构采用模块化结构设计，按功能分为充压模块、储能模块、工作模块、控制模块、监测模块。

碟簧力直接作用于3个储能活塞上，通过储能活塞把由弹簧力和弹簧行程表示的机械能转换成由压力和体积表示的液压能。

通过高油压储能活塞和工作油缸之间的能量传输，使操作机构能进行快速的合分闸操作。

该型号的液压弹簧操作机构运行和维护指导说明书中指出：断路器无操作的情况下，每天启动10次(月平均值)为正常；超过10次(月平均值)则需对机构加强观察；超过20次(月平均值)则需通知厂家。

据此判定500kV断路器B相操作机构频繁打压，申请停电检修。

2频繁打压原因常压液压弹簧机构的原因如下:1)由于外部泄漏，机构油位低。

每次按压后，压力逐渐下降到发动机启动触点的工作值，导致发动机重启以调整压力。

2、内部密封松动，高压油路泄漏到低压油路中，使油压无法正常维持，机构经常受到抑制。

高压断路器机械特性试验的分析发布时间：2022-02-15T08:18:55.132Z 来源：《电力设备》2021年第12期作者：吴林波贾月李扬杜彬[导读] 高压断路器是电力系统中实现故障隔离最可靠的手段之一，作为电力系统抵御故障的最后一道防线，高压断路器即使是在长时间不活动之后也随时可以充当开关设备，中断故障。

由于高压断路器的故障可能导致电力系统不可用，因此高压断路器是电力系统的主要和关键组件，对其机械特性进行试验是保障其可用性的有效措施。

重视高压断路器机械特性试验，对试验数据分析处理中的误区进行分析，保障机械特性试验数据诊断的准确。

（河南平高电气股份有限公司河南省平顶山市 467000）摘要：高压断路器是电力系统中实现故障隔离最可靠的手段之一，作为电力系统抵御故障的最后一道防线，高压断路器即使是在长时间不活动之后也随时可以充当开关设备，中断故障。

由于高压断路器的故障可能导致电力系统不可用，因此高压断路器是电力系统的主要和关键组件，对其机械特性进行试验是保障其可用性的有效措施。

重视高压断路器机械特性试验，对试验数据分析处理中的误区进行分析，保障机械特性试验数据诊断的准确。

关键词：高压；断路器；机械；特性试验；分析引言在整个高压电力动作系统中，核心运作的中枢就是断路器，其也是对运转过程中线路方面的保护设备。

在中枢进行电流循环的过程中，断路器的主要作用是保持电路的流畅运转以及紧急情况时能断开设备，在电流超出所能承受范围时进行保护。

它的运转关系系统安全，所以应有做好试验，这是对于系统而言，是必要的保险措施。

眼下多数失灵，均是由运行时的误操作引起。

1高压断路器机械特性试验高压断路器机械特性试验的内容。

高压断路器机械特性试验主要对高压断路器的分合闸动作电压、分合闸时间参量以及分合闸速度进行测验。

为了保障高压断路器的正常运行，要确保低限度下的分合闸动作电压可以维持高压断路器的正常运行，分合闸动作电压可以分为分闸动作电压以及合闸动作电压，根据相关标准要求，合闸的最低电压不能超过额定操作电压的80%，如果合闸电压过高会影响高压断路器的正常合闸，甚至造成整个高压断路器的使用故障，根据经验得出高压断路器的合闸电压一般在额定操作电压的50%左右。

高压开关操动机构简介一、综述1操动机构的分类1.1按用途分类：可分为断路器用操动机构和隔离开关、接地开关、负荷开关等高压开关电器类用操动机构两大类。

1.2按传动介质分类：可分为电动机构、手动机构、气动机构、液压机构、弹簧机构、电磁机构、永磁机构、爆炸机构等多种类型。

断路器最常用的机构类型有永磁机构、弹簧机构、气动机构、液压机构四种类型。

隔离开关、接地开关、负荷开关等高压开关电器类最常用机构的机构类型有电动机构、手动机构、电动弹簧机构和用于组合电器的电动三工位机构。

断路器最常用的永磁机构、弹簧机构、气动机构、液压机构特点比较及适用范围见表1。

隔离开关、接地开关、负荷开关等高压开关电器类最常用机构的机构类型有电动机构、手动机构、电动弹簧机构和用于组合电器的电动三工位机构见表2。

表12 设计要求2.1 材料及热处理、表面处理要求除液压机构、气动机构要求较高外，其余机构一般轴类零件选用中碳钢45号钢、热处理调质；销类零件用低碳钢热处理渗碳淬火；齿轮类零件用中碳钢热处理整体调质、齿面淬火。

表面处理主要有镀锌、磷化、油漆等。

2.2 传动件的外购件选用弹簧类常用有拉簧、压簧、扭簧；轴承类常用有滑动轴承和滚动轴承，滑动轴承类常用有不带挡边和带挡边两种DU型无油轴套、滚动轴承类常用各种滚针轴承。

3 制造要求除液压机构要求较高外，其余机构和一般机械类零部件的制造要求相似。

除常规加工机床外，一定要有几台加工精度较高的数控车、数控铣床和一两台加工中心；内、外圆磨床、无心磨床要用。

一般机构组装后重量不太重，一吨吊车就完全够用了。

外部协作方面除热处理、表面处理外，还要用到钢铸件、铝铸件甚至可能是铜铸件和塑料压制件的协作单位。

电磁铁线圈的制造也需要外协。

4 试验手段要求机构组装好后，要进行工频耐压试验、绝缘电阻测试、机械特性测试、机械寿命试验、噪声测试等一系列试验，要有相应的仪器和设备。

5 人员要求除机加工技术人员和技工外，应另外配备熟悉高压电器的设计人员两名、试验人员一人、装配工艺员一人、销售技术员一人。

500kV断路器液压操作机构频繁打压故障分析发表时间：2020-01-03T13:29:30.220Z 来源：《河南电力》2019年7期作者：严智[导读] 按照500KV断路器液压的实际操作结构原理，分析实际在频繁打压过程中可能出现的各类问题。

（国网山西省电力公司检修分公司山西省太原 030031）摘要：按照500KV断路器液压的实际操作结构原理，分析实际在频繁打压过程中可能出现的各类问题。

通过分析高压短路的实际现场使用情况，可能存在的各类问题，准确的分析高压短路其实际的工作方法，分析500KV高压断路的打压频率等问题。

按照固有的短路器实际的液压操作方式进行分析，研究现场实际漏洞的处理方法，正确操作打压频率的方案，发生液压打压频繁问题的原因，从实际情况出发，结合液压机构的打压频繁故障问题，提高实际检查处理的方法标准。

关键词：断路器；液压操作；频繁打压引言断路器在现有的系统中承载重要的有效角色，通过实际有效的运行方法分析，对电力系统实际的运行进行可靠管理。

断路器的核心价值是对液压进行操作，断路器通过有效的液压操作，完善实际使用过程中的各类漏洞问题。

分析造成短路其内的不均衡原因，分析压力下降，高压短路的问题，从实际情况出发，分析实际运行过程中出现频繁打压的各类问题。

研究断路液压器的基本工作原理，压力不足的情况，密封效果不佳的因素等，通过判断故障问题特征，处理故障的方案，打压频繁的基本原因，确定实际排除故障的办法，结合实际情况分析500KV断路器实际的频繁打压故障分析方案。

一、现场实际处理的问题高压液压器在实际的处理中，需要根据自身的基本性能水平，准确的分析高压短路液压器实际的运行过程，根据非计划故障处理可靠管理标准，分析高压断路器的实际运行过程。

对电力系统进行全方面的分析，明确实际高压断路器在现场的实际处理过程，分析电力系统实际运行的标准水平。

一般情况中，采用慢分卡的方式，500KV高压断路在合闸位置上有效的运行，高压断路器容易产生故障问题，这种方法在实际操作过程中可能存在较大的缺陷问题，产生一定的风险。

35kV断路器机械特性不合格原因分析及防范措施对弹簧操动型断路器在运行中分合闸速度不合格的情况进行分析，认为操作弹簧疲劳是导致分合闸速度不合格的主要原因，提出预防措施及建议。

标签：35kV断路器；储能弹簧；弹簧疲劳高压断路器是变电站的重要设备，担负着控制和保护电路的双重任务。

当发生事故或需要进行操作时迅速动作，接通或切断电源，因而要求其有较高的可靠性。

据国际大电网会议以及国内有关部门对断路器故障的统计，操动机构故障占断路器全部故障的一半以上。

因此，加强运行断路器操动机构的检查和监督对保障断路器的正常工作乃至电网的安全运行具有重要意义。

弹簧操动机构断路器中，操作弹簧作为断路器的操作动力对其运行性能及可靠性具有重要作用。

由于弹簧在断路器中处于压缩或拉伸的变动载荷下工作，长期使用不可避免地会出现疲劳老化、变形甚至断裂现象。

随着断路器服役年限的延长，其操作弹簧疲劳性问题将逐渐突出。

1断路器操动机构与操作弹簧概述断路器的操动机构有多种型式，如弹簧操动机构、气动机构、液压机构、液压弹簧机构等。

弹簧操动机构是一种以弹簧（碟形、扭杆、涡卷、圆柱螺旋等弹簧）作为储能元件的机械式操动机构。

弹簧的储能借助电动机通过减速装置来完成，并经过锁扣系统保持在储能状态。

分合操作时，锁扣借助磁力脱扣，弹簧释放能量，经过机械传递单元使触头运动。

合闸时合闸弹簧的能量一部分用来合闸，另一部分用来给分闸弹簧储能，合闸弹簧一释放，储能电机立刻给其储能。

操作弹簧就是弹簧操动机构的心脏部位，对其分合闸时间、速度等机械特性参数及可靠性具有重要影响。

断路器的储能弹簧、行程、超程、油缓冲的行程、及压缩尺寸和分合闸绕组动作电压等参数都可能会影响到断路器的机械特性，特别是当机构输出功相对固定的时候，断路器内部各行程、超程等机械尺寸的调整与断路器的时间特性和速度特性的变化直接相关。

在断路器机构可能存在操作功不足的情况下，盲目调整动触头起点位置，会导致调整断路器机械特性顾此失彼，可能造成灭弧室内部基本参数发生不可控变化，当灭弧室内部各关键尺寸超过产品设计要求范围时，断路器开断故障电流性能就会发生根本改变，所以要保证操动机构的储能弹簧有足够的操作功。

浅谈液压弹簧操动机构对断路器分合闸的有效性作者：***来源：《机电信息》2020年第29期摘要：上海华电奉贤热电有限公司在对并网间隔三相机械联动断路器进行优化改造时，选用了HMB-8.3型液压弹簧操动机构。

现对这种液压弹簧操动机构在三相机械联动断路器分合闸时的有效性进行了分析，实践证明，三相机械联动断路器配备HMB-8.3型液压弹簧操动机构具有显著优势。

关键词：GIS;HMB-8.3型液压弹簧操动机构;三相机械联动断路器0 引言上海华电奉贤热电有限公司220 kV母线采用1套IFT-252型GIS设备，双母线双分段共设19个间隔。

其中#52主变间隔和#62主变间隔作为汽机发电机的并网间隔，采用的是三相电气联动结构的断路器。

GIS设备自投产以来已安全运行两年多，但机组并网用断路器采用的是三相电气联动操作机构，在结构上没有三相机械联动可靠，存在发电机非全相运行的可能。

同时，根据国家电网及国家能源局的防止电力生产事故的十八项及二十五项措施要求：“220 kV 及以下电压等级机组的并网间隔断路器应采用三相机械联动式结构。

”因此，公司将两台机组并网用断路器由三相电气联动结构改为三相机械联动结构。

1 IFT-252 GIS三相机械联动断路器介绍2014年，特变电工中发上海高压开关有限公司为了满足市场需求，在220 kV GIS原单相操作的基础上，开发了IFT-252型GIS三相机械联动断路器，它由三相断路器本体、液压弹簧机构、传动系统、机构箱等部分组成，其外形结构如图1所示。

该三相机械联动断路器为水平式布置，采用多连杆的传动机构将断路器的三相与灭弧室有效连接起来。

IFT-252型GIS断路器三相机械联动操作机构配用技术成熟、质量可靠的德国ABB公司生产的HMB-8.3型液压弹簧操动机构。

HMB系列液压弹簧操动机构在瑞士ABB公司及中国高压开关行业500 kV及以下的机组上得到了普遍应用，并且在电力系统中的运行时间最长，已接近40年。

特高压液压机构断路器低油压闭锁重合闸分析发布时间：2022-10-13T02:01:51.853Z 来源：《当代电力文化》2022年6月11期作者：钟雷汉[导读] 高压断路器是组成电力系统的关键部件，其可靠动作对系统运行安全起着控制与保护的双重作用，因此对电路系统的高压断路器进行不间断的故障监测及智能诊断具有重要意义。

钟雷汉广东电网有限公司佛山供电局变电管理一所佛山市 528000摘要：高压断路器是组成电力系统的关键部件，其可靠动作对系统运行安全起着控制与保护的双重作用，因此对电路系统的高压断路器进行不间断的故障监测及智能诊断具有重要意义。

而机械缺陷是影响断路器可靠动作的主要原因，现阶段对断路器机械故障进行监测主要采用基于振动信号的定期巡检和事后维护等方式，但由于断路器动作时间极短，冲击强烈，而振动传感器对安装位置与方式敏感，并由于接触式安装，使其还会受到低频本振和高频电磁干扰，导致振动信号检测的高复杂性和低精确度。

关键词：特高压液压机构；断路器；低油压闭锁重合闸引言高压开关柜做为供电系统中的重要设备，广泛用于发电、输电、配电系统中。

常用的高压柜断路器有中置式、固定式、移开式的柜体，断路器动静触头发热是常见的电气故障之一；部分开关柜长期在高电压、大电流、满负载的运行条件下，开关柜的母线接点、高压电缆接头、断路器动静触头接触部位由于触点磨损、表面氧化、螺丝松动等原因，引起接头、触点发热。

本文以八钢能源中心热力分厂10kV 背压发电机出口断路器柜发热故障为例，针对断路器触头发热，在开关柜断路器动静触头加装无线测温模块，通过模块温度的变化来有效预判设备的运行状况。

1事故实例简述该区域自2013年起，共发生了5起断路器触头发热事故，由于背压发电机运行负荷重，设备运行年久，断路器动触头梅花桩头弹簧弹力松散，动静触头咬合受力不均匀，触头老化是造成高压开关柜触头发热的主要原因2低油压闭锁重合闸原理断路器自动重合闸功能可以有效减少或避免架空电力线路因故障而长时间跳闸。

高压断路器机械特性测试及注意事项摘要：保证高压断路器各项机械特性参数在正常范围之内，是保证断路器正常运行的关键所在，文中首先介绍了断路器的各项机械特性参数、测试流程步骤及测试注意事项，并针对不同形式的操动机构，对机械特性试验数据异常情况进行了分析。

关键词：高压断路器；机械特性；操动机构一、引言高压断路器机械特性测试分项较多。

机械特性测试参数通常包括：合（分）闸顺序；合（分）闸最大时间；三相不同期；）同相不同期；合（分）闸时间；动作时间；弹跳时间；弹跳次数；弹跳幅度；行程；开距；超行程；过行程；刚合（分）速度；最大速度；（16）平均速度；金属短接时间；无电流时间；电流波形曲线（动态）；时间行程速度动态曲线等参数。

这些参数对断路器的安全运行起着重要作用。

二、高压断路器机械特性测试1.测试前的准备工作（1）熟悉被试品的结构、原理，特别是产品在合闸和分闸操作中本体和操动机构的动作原理。

（2）准备好试验所需要的设备、仪器、登记表、测量工具和导线等，并了解它们的原理、技术特性及使用方法。

（3）将被试断路器安装在专用试验架或者平台上，并放在试验区域的适当位置。

（4）提供试验的被试品必须完全符合图纸要求，断路器内应注满变压器油或者充以额定压力的灭弧和绝缘气体。

（5）用万用表或指示灯检查操动机构的线路是否正确和符合图纸要求。

（6）用兆欧表测量机构中线路及电气元件的绝缘电阻以确认操作线路是否具有良好的绝缘性能。

（7）对操动机构的电气线路及元件进行工频低电压耐受试验。

（8）对于液压操动机构，应当检查贮压器中所充氮气的压力值是否满足要求。

调整好各个信号开关的位置。

将机构贮能到所规定的极限数值且保持规定时间，以考核高压容器和管路的机构和密封强度。

2.测试流程及步骤（1）断路器低电压动作特性，将直流电源的输出，经刀闸分别接入断路器二次控制线的合闸或分闸回路中，在一个较低电压下迅速合上并拉开直流电源出线刀闸，若断路器不动作，则逐步提高电压值，重复以上步骤，当断路器正确动作时，记录此前的电压值。

七、高压断路器的操动机构一、简答题1．高压断路器的操动机构由几部分组成，它们的作用是什么？操动机构的组成和它们的作用如下：(1)能量转换机构它把执行操作的赋能变成机械能，使操动机构按规定的目的发生机械运动，这种机构如电磁铁、电动机、液压转动工作缸、压缩空气工作缸等。

当然，最简单的是人力，但随着断路器容量的加大及自动化水平的提高，依靠人力操作已不能满足运行工作的要求了。

(2)联动机构它把能量转换机构所变成的机械运动能用来促使断路器的动触头发生按操作目的的规定动作。

这种机构多由四边形连杆机构、拐臂、拉杆等组成。

(3)保持机构它使操动机构完成的操作得以保持，不因瞬时命令信息的消失而不能完成规定目标的任务，这种机构由动作灵活的机械卡销等组成。

(4)释放机构它接受操作人员和继电保护系统的命令信息，对保持机构进行反作用，即解除保持。

从而使断路器的跳闸弹簧释放能量，使断路器分闸。

它由电磁线圈推动可动铁芯，由可动铁芯打动保持卡销使保持解除，或者由电磁阀启动分闸油路或气路来实现。

2．断路器操动机构按工作能量形式的分类有几种？根据能量形式不同分以下几类（1）CS：手动操动机构（2）CD：电磁操动机构（3）CT：弹簧操动机构（4）CJ：电动操动机构（5）CQ：气动操动机构（6）CY：液压操动机构3．论述断路器各种操动机构特点？断路器的操动机构主要有电动弹簧储能机构、电磁操动机构和液压操动机构。

对于机械电动弹簧储能机构，它所暴露出来的缺点是机械结构十分复杂，零件数量多，且要求加工精度高，制造工艺复杂，成本高，产品的可靠性不易保证。

对于电磁操动机构，其结构复杂程度和工作可靠性比电动弹簧储能机构要有所改善，但其致命的问题是合闸线圈消耗功率太大，要求配置价格昂贵的蓄电池组，以及电磁机构结构笨重，动作时间较长。

液压机构致命的缺点是密封问题。

统计资料表明：设备故障中有70％－90％以上为操动机构的机械故障。

因此必须对操动机构进行改进，以提高断路器的可靠性和免维护水平，以及实现开关设备的自动化、远动化和智能化。