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摘要：断路器操作机构为分合闸操作的实现提供能量。液压弹簧操作机构是其中应用较广的一类。本文通过分析750千伏某变电站750千伏断路器液压机构储能元件异常的事故原因，为液压弹簧操作机构储能元件的后续改进提供思路。
关键词：高压断路器；液压弹簧机构；储能元件；缺陷处理
引言
高压断路器可以切断、闭合高压电路中的空载电流和负荷电流，当系统故障时与继电保护配合，切断高压线路的故障电流和过负荷电流。作为高压电路的开关设备，高压断路器在电网运行中起到至关重要的作用。
断路器液压操动机构主要由储能元件、控制元件、操动元件、辅助元件、电气元件等组成。其原理是利用液体的不可压缩性，通过液压油作为能量传递介质，将高压油送入工作缸两侧来实现断路器分合闸操作。由此可见，储能元件是断路器液压操动机构的基础，如果储能元件发生故障，紧随其后的一切操作程序都失去了意义。储能元件异常将造成油泵打压超时、油压低闭锁分合闸以及断路器未储能等一系列严重后果。本文通过对750千伏断路器液压机构储能异常的事故原因分析，为液压弹簧操作机构储能元件的后续改进提供思路。
1.液压机构断路器储能异常的事故案例
案例一：750千伏某变电站750千伏出线线路故障重合不成功
2020年4月13日，750千伏某变电站750千伏某出线事故跳闸，7550断路器、7551断路器三相跳闸，重合不成功。
该变电站750千伏系统采用3/2接线方式，共有出线2回，
主变1台。事故发生时，1号主变、7551断路器、7550断路器，7552断路器、7510断路器、7511断路器在运行状态。
运维人员检查后台报文和光字信息，发现7551断路器C相打压超时、油压低闭锁分合闸告警。现场检查发现7551断路器C相断路器未储能。随即向网调汇报，申请7551断路器由热备用转检修。
检修人员现打开断路器机构箱，检查发现7551断路器C相、B相机构油泵储能伞齿轮有断齿现象，且三相伞齿轮有不同程度磨损。更换三相伞齿轮后检查机构储能正常。恢复原运行方式后设备运行正常，打压超时情况消失。
案例二：750千伏某变电站上报7552断路器B相频繁打压
2019年10月27日，750千伏某变电站频发750千伏7552断路器A相油泵启动信号。当日打压3次，其余两相未打压。现场检查未发现A相机构有外部渗漏油的迹象，遂对7552断路器A相进行跟踪监视。
28日至30日期间打压次数有上升的趋势。根据检修策略编制处理方案，结合停电计划进行消缺处理。11月2日，按计划停电后对机构低压油箱中防震容器、柱塞泵、泄压阀等可能造成内渗的元件进行更换，更换过程中各部件外观未发现明显异常。更换液压油时发现油箱底部沉积了大量黑色脏污。检查脏污中未发现明显金属或其他材料的残余。
清理完油箱内脏污并用新液压油冲洗。将新的高压放油阀、压力控制安全阀、油箱内防震容器装回。注油排气，调节压控值后合闸保压。12小时内三相断路器均未打压。恢复原运行方式后设备运行正常，频繁打压情况消失。
2.液压机构断路器储能异常的原因分析
储能元件由储压器和液压泵组成。储压器由活塞分开，上部一般充氮气。储能时，电动机驱动液压泵，将液压油自油箱抽出打压送入储压器，压缩氮气储存能量。分合闸操作时，氮气膨胀对外做功，能量通过液压油传递到工作缸，转化成机械能实现断路器分合闸操作。
液压泵将油从油箱送至储压器和工作缸合闸腔，储存能量。
2.1液压泵储能电机故障
案例一中，检修人员现场检查发现，7551断路器三相机构油泵储能伞齿轮存在不同程度的损坏现象。
进一步排查7551断路器机构油泵储能伞齿轮，发现C相伞齿轮有3个断齿，其他齿磨损严重；B相伞齿轮有1个断齿，其他齿轮磨损较重；A相伞齿轮无断齿，齿轮磨损较轻。
根据现场检查结果分析判断，导致7551断路器C相机构无法储能的直接原因是储能伞齿轮有2个连续的齿牙断裂，储能电机伞齿轮无法与油泵伞齿轮啮合，电机空转运行至储能超时。
进一步检查发现，该油泵储能伞齿轮为聚四氟乙烯材料，电机伞齿轮为钢制材料。油泵储能伞齿轮硬度低于电机伞齿轮，耐磨损性较差，因此储能伞齿轮首先出现磨损断裂现象。
2.2储压器机构渗漏油
2.2.1储压器机构外部渗漏油
机构外部的渗漏点多见于组成高压油路的模块之间的密封处，多数情况下是由于密封圈受损造成的。机构的信号缸和工作缸对接安装时，在油孔处通过密封圈实现液压油的压力保持。密封圈受损则出现密封不良现象，机构内的高压油通过受损的密封圈向外渗油，造成频繁打压。
储压器机构外部渗漏油导致的故障常常伴有液压油位下降以及机构外侧清晰可见的渗漏油痕迹。
2.2.2储压器机构内部渗漏油
2.2.2.1金属构件损伤
液压机构内高压油一侧推动储能缸内的活塞杆压缩碟簧实现储能。活塞杆端部的密封面将高压油和低压油隔离开来。若活塞杆端部的密封面因滑动摩擦受损，在高压油和低压油之间产生通路，使机构储压不稳造成频繁打压。
2.2.2.2安装工艺不良
液压机构内部的元件损伤和各部件连接处密封不严都可能导致频繁打压。比如防震容器内部的逆止阀用来阻挡高压油回流。若逆止阀的钢球表面有伤痕，打压结束钢球复位时，钢球表面的伤痕正好停在阀口处，使高压油回流造成密封不良。
2.2.2.3液压油受污染
液压机构通过运动部件传递能量，液压油作为能量传递的介质贯穿组成液压机构高低压油路的各个部件。若金属构件损伤、安装工艺不良等原因造成液压油受污染，污染物将随着液压油扩散至液压机构的各个部分，造成普遍性的密封不良。发展到一定程度出现储压不稳，频繁打压的情况。
储压器机构内部渗漏油导致的故障通常没有明显可见的外部现象，需要将液压油排出、机构拆解检查油质和部件情况。
3.建议措施
3.1将储能伞齿轮更换为强度更高的材料。油泵储能伞齿轮为聚四氟乙烯材料，电机伞齿轮为钢制材料。油泵储能伞齿轮硬度低于电机伞齿轮，耐磨损性较差，因此首先出现磨损断裂现象。建议检测分析两种材料的耐磨性，将现有聚四氟乙烯材料伞齿轮更换为与电机伞齿轮相同材质的钢制伞齿轮。
3.2严把设备验收环节。验收阶段认真按照设备使用说明书和标准化验收卡逐一检查液压操动机构的各项性能和技术指标。不符合要求的要求整改，杜绝带病入网。
3.3断路器停电检修时，应注意检查油质，发现油内含杂质较多或有金属碎屑，应及时更换液压油并检查机构内部元件是否有损伤。
3.4运维专业加强对站内同类型设备的巡视检查，发现打压超时、频繁打压的信号及时报缺陷，避免设备被迫停运。
4.结束语
本文通过对两起750千伏断路器液压机构储能异常事故的深入剖析，总结了一系列较为完善的同类事故原因分析思路。希望能为一次检修专业的事故处理和断路器液压机构产品的改进提供有益的参考。
参考文献：
[1]LW30A-800/Y6300-63高压交流六氟化硫断路器使用，说明书.
[2]国家电网公司人力资源部组编.国家电网公司生产技能人员职业能力培训专用教材变电检修.中国电力出版社.
[3]张文军、王军杰.750kV液压机构断路器频繁打压问题的检修与维护分析.云南电业.