一起500kV液压弹簧机构断路器油压低分合闸闭锁故障原因分析

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国网冀北电力有限公司超高压分公司、北京电力设备总厂有限公司的梁旭日、麻震烁、李冰玉、李弘文、安立明，在2022年第9期《电气技术》上撰文，针对一起某特高压变电站500kV液压弹簧机构断路器油压低分合闸闭锁故障，对该异常情况进行详细分析，判定为机构内部故障导致油压降低。通过解体找到渗漏点并最终查明是由于金属异物导致的渗漏；对金属异物进行化学成分分析，通过对比机构内零部件金属材料得出金属异物的来源；最后总结液压弹簧机构常见故障及处理方法，为现场故障处理提供参考。

高压断路器在不同电压等级的变电站内都是重要的开关设备，可以根据调度运行方式进行线路及电气设备的灵活投切，也可以在规定时间内将电网故障快速切除，高压断路器的非正常分合会导致国民经济的巨大损失，电力系统的电能输送、稳定运行等直接受高压断路器是否可靠运行的影响。

目前，500kV及以上电压等级的高压断路器主要是液压弹簧机构，该机构的传动载体和储能组件分别为液压油和碟形弹簧。液压弹簧机构具有占地面积小、动作特性平稳、储存能量大等特点，但是该机构时常发生渗漏油，内渗和外渗是该机构渗漏油的两种方式。

针对一起500kV液压弹簧机构断路器油压低导致断路器分合闸闭锁的故障，首先，简述故障发生时5052断路器异常信号概况；然后，对现场异常情况进行分析，初步判定为机构内部故障导致油压降低，随后通过解体分析发现，在一级阀的阀口存在金属异物，此金属异物引起5052断路器C相机构不建压；最后，对金属异物进行化学成分分析，并对比机构内零部件金属材料，得出此金属异物来源于因螺母螺纹与一级阀阀座螺纹同轴度匹配不良而在紧固时产生的毛刺，并总结常见液压弹簧机构故障及处理方法，为现场故障处理提供参考。

1 故障异常简况

2020年7月21日21:17，某特高压变电站5052断路器合闸送电后，后台监控机于21:17:8发出“油泵启动”，21:17:9发出“重合闸O-C-O闭锁”，21:17:51发出“合闸闭锁”，21:18:27发出“分、合闸闭锁”，21:20:8发出“油泵打压超时，未储能”等信号。21:25，检修人员到达事故现场并检查分析。

2 现场检修分析

2.1 现场检查

5052断路器是一台额定电压为550kV的ZF27—550型复合式组合电器（hybrid gas insulated switchgear, HGIS），2019年6月12日出厂，2019年11月27日投运使用，采用液压弹簧机构，分相操作。5052断路器参数见表1。

表1 5052断路器参数

首先检查5052断路器C相机构油路外观部分，未发现液压油渗漏迹象；检查5052断路器C相机构储能，断路器储能模块运行正常，但压力不能保持，断开油泵打压电源后油压迅速下降，储能过程中听见机构内部存在内渗声音，初步怀疑为机构内部故障。

2.2 内部故障位置初步分析

5052断路器是国内某厂家生产的CYTA—13II型弹簧液压机构，该液压机构投运前分闸状态正常，合闸状态下出现内漏现象。根据液压机构设计原理进行如下分析：储能模块、泄压模块、油泵单元模块均为分合闸共用模块，由于只在合闸状态下渗漏，可首先排除以上元件渗漏可能，仅与合闸状态渗漏相关的元件为控制模块，因此初步判断为控制模块密封不严导致的渗漏。

2.3 解体分析

为确定造成5052断路器C相液压弹簧机构油压低分合闸闭锁故障的原因，检修人员和设备厂家相关技术专家对该机构进行拆卸解体，并进行分析和讨论。具体解体步骤如下：

1）将油箱盖打开，电机通电，观察油箱中液压油渗漏点，确认为控制阀位置渗漏，渗漏位置如图1所示。