一起220kV液压机构断路器漏氮告警缺陷分析

[摘要]通过一起液压机构断路器漏氮告警的缺陷过程，以及对其一次二次原理特性分析，得出了断路器产生漏氮告警信号的原因，并针对性进行了调整，依此提出了有效的预控措施，对其它液压机构的断路器运行维护有一定的参考意义。  

[关键字]液压机构  漏氮 告警 延时 继电器 打压

0 引言

在断路器中，操动机构是其重要的操动执行元件，继电器作为二次回路中的重要元器件，在回路和系统中发挥着保护、控制电路的重要作用。断路器液压机构是指利用压缩空气或者油液作为动力源，通过压力将动作机构送动机械装置的一种机构，就当前而言，液压机构类型比较多，有许多厂家生产，型号不一，与此同时，液压机构制造逐渐国产化，质量参差不齐。因此，断路器液压机构经常出现故障，给断路器的运行带来严重影响。

1 缺陷情况

2024年7月，一台220kV液压机构断路器出现重合闸闭锁、漏氮告警信号，值班员现场检查发现主一保护装置异常、开关机构N2泄漏、机构压力低禁止重合闸光字牌灯亮，机构液压油压力为34.5MPa压力正常，漏氮总闭锁K14继电器（整定3h）、油压高总闭锁时间继电器K82（整定3h）灯亮。

2 缺陷检查分析处理

2.1漏氮情况排查

在对机构进行泄压建压过程中，记录压力下降和压力上升的预压力均为20Mpa，符合标准20-0.5(19.5-20)Mpa，表明氮气不存在泄漏。

2.2 油压力微动开关检查

在对机构进行泄压建压过程中，对油压力接点进行校核信号（包括启动），校核结果正常，并对油压力开关微动开关的弹簧、接点和活动部件进行除锈润滑维护。

2.3 油路排气、排杂质检查，断路器分合操作检查

对机构进行3次泄压至零压，由零压建压至额定油压检查，打压时长约4分钟，停泵压力33Mpa，结果正常。同时对断路器进行3次合分操作，合闸压降约1Mpa，合闸后建压时长约6S，分闸压降约2Mpa，分闸后建压时长约11S，符合要求。  

因此得出结论，通过对液压机构的预充压力、微动开关接点信号、油路及操作检查，未发现液压机构存在异常。

3 原因分析

3.1漏氮闭锁回路原理

根据3AQ1EE机构原理如图，漏氮告警需同时满足两个条件：（1）油泵启动，油泵启动继电器K9动作43-44接通，（2）油压力达到35.5Mpa的漏氮整定值，油压力开关4-6接通。满足这两个条件后氮气泄漏总闭锁继电器K14（3h）得电开始计时,如果不按S4漏氮复归按钮，3h后将触发油压总闭锁。与此同时，漏氮报警继电器K81也得电动作，一方面K81的常闭接点4-6断开，切断油泵控制回路，使油泵不再打压，另一方面另一条回路K81的7-8接点接通，氮气泄漏报警K182继电器得电动作，K182的23-24接点闭合，实现继电器自保持；K182的33-34接点闭合，让漏氮总闭锁K81、K14继电器继续保持动作；K182的13-14接点闭合，使得分闸总闭锁/油压高总闭锁时间继电器K82（3h）得电动作，开始3h的计时，3h后将闭锁所有分合操作。满足油压力达到35.5Mpa和油泵启动两个条件后，漏氮继电器K81动作导致光字牌开关机构N2泄漏亮灯，漏氮总闭锁K14继电器（整定3h）动作亮灯，也相应出现重合闸闭锁信号。

图1 油压闭锁图

3.2 漏氮告警原因分析综述

根据漏氮信号报警必须同时满足两个条件，一是油压达到漏氮整定值，二是油泵启动。

高温天气导致油压升高，最高达到了漏氮告警值。最近的高温天气使得开关机构内油压随着环境温度线性升高。环境温度高达36°C，经过一天的暴晒，油压缓慢升高，水进乙线4671开关最高油压达到了压力开关漏氮接点的动作值，即漏氮信号微动开关接点接通，满足了机构发出漏氮告警闭锁的前提条件一。

油泵打压延时继电器K15时间继电器偶然的非正常导通，导致漏氮继电器K81得电动作，从而触发闭锁。K15时间继电器为电子式继电器（工作环境是-5℃—45℃），根据K15继电器的长期得电，失电动作的工作原理，继电器是长期带电励磁，线圈存在一定的温升，另外机构箱内空间密闭，基本没有通风散热能力，更加促使机构箱内温度升高，此时继电器内部工作温度已超过约45℃，导致K15时间继电器15-18接点非正常导通，促使油泵启动继电器K9得电动作，电机回路导通，开始打压。K9的动作启动油泵满足了K81漏氮告警继电器导通的第二个条件，从而发出告警和闭锁信号。

4 预控措施

针对K15继电器属于长期带电励磁继电器，同时在运行环境温度较高的情况下，容易出现误动的情况，建议对该类型继电器和回路进线优化设计，避免其长期励磁带电，产生误动。另外建议修编相关技术标准，改善断路器机构箱的运行环境，在确保不受潮气入侵的前提下，改善通风散热系统。

参考文献

[1]陈历，《液压型断路器漏氮检测方法的比较与改进》，广西电力，2008年

[2]陈步生;罗建军，《开关氮气储能液压机构的漏氮问题探讨》，电力安全技术，2007年