液壓操動(dòng)開關(guān)N2泄露時(shí)為何壓力反而變大？

1、液壓操動(dòng)開關(guān)N2泄露時(shí)為何壓力反而變大？液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)在500kV開關(guān)里是非常常見的，比如塘嶺變的3AT2-EI開關(guān)（杭州西門子）、回浦變的3AT2/3-EI開關(guān)（杭州西門子）、麥嶼變的GSR-500R2B（平高東芝）、柏樹變的GSR-500R2B開關(guān)（平高東芝）和OFPT-500-63LB開關(guān)（山東魯能恩翼帕瓦），液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)在臺(tái)州500kV開關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)中占了大多數(shù)。液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的開關(guān)在設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)上有許多地方需要考慮，比如防泄流、防跳躍、防慢分慢合，以及油泵打壓超時(shí)等情況。一次運(yùn)規(guī)里有這樣一句話：“出現(xiàn)開關(guān)N2泄漏光字時(shí)，運(yùn)行人員要現(xiàn)場(chǎng)檢查壓力是否大于355Mp”，初學(xué)者可能對(duì)于這不太清楚

2、：既然是泄漏，那么它的壓力應(yīng)該變小啊，怎么反而變大了呢？下面來解釋一下為什么是這樣的。首先應(yīng)該知道“開關(guān)N2泄漏”僅僅對(duì)于使用液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)的開關(guān)而然，這種開關(guān)以壓縮的N2為能量，并以液態(tài)油為傳遞介質(zhì)，利用液體（油）不可壓縮的特性，將高壓油送入工作缸兩側(cè)來實(shí)現(xiàn)開關(guān)分合閘。通過液壓機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)的分合閘操作。為了儲(chǔ)存足夠的能量，N2必須有一定的量（物理學(xué)上成為質(zhì)量）和一定的壓力（嚴(yán)格來說應(yīng)該稱為“壓強(qiáng)”）。當(dāng)開關(guān)進(jìn)行了多次分合閘操作之后， N2能量逐次釋放，壓力變小，這時(shí)可以通過油泵打壓，使N2恢復(fù)正常的壓力（壓強(qiáng)）。液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)按照充壓方式可以分為三種：1）瞬時(shí)充壓式；2）常高壓保持式

3、； 3）瞬時(shí)失壓-常高壓保持式。圖1為較為常見的常高壓保持式液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)工作原理示意圖，圖中儲(chǔ)能器下面部分是油，上面部門為N2，中間由活塞隔開，活塞上方有擋板，防止活塞過度向上移動(dòng)。工作缸中間為活塞，活塞上連有操動(dòng)桿。圖中紅色部分為高壓系統(tǒng)。圖1 常高壓保持式液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)工作原理示意圖由圖可見，工作缸活塞右側(cè)（分閘腔）與儲(chǔ)能器直接連通，因此處于常高壓。活塞左側(cè)（合閘腔）則通過閥來控制，合閘時(shí)儲(chǔ)能器中的高壓油進(jìn)入合閘腔（活塞左側(cè)），由于工作缸活塞左側(cè)面積大于右側(cè)面積，使得活塞快速向右運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)斷路器操動(dòng)桿向右運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)合閘；分閘時(shí)活塞左側(cè)（合閘腔）中的高壓油泄至低壓油箱，在工作缸活塞右側(cè)（分閘腔

4、）高壓油的作用下，活塞向左運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)斷路器操動(dòng)桿向左運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速分閘。下面我們以西門子的3AT1-EI開關(guān)為例，說明開關(guān)的打壓回路和“N2泄漏”光字是怎么產(chǎn)生的。圖2 3T1-EI開關(guān)油泵控制回路原理圖圖3 打壓電機(jī)電源回路圖2為3T1-EI開關(guān)油泵控制回路原理圖，圖3為打壓電機(jī)電源回路，圖中的元件說明如下：S4LA：打壓超時(shí)/N2泄漏復(fù)歸按鈕K67LA：時(shí)間繼電器K9LA：電機(jī)控制繼電器K15LA：時(shí)間繼電器B1LA：油壓表節(jié)點(diǎn)K81：中間繼電器1DK：電機(jī)電源小開關(guān)F1LA：電機(jī)保護(hù)器正常時(shí)，開關(guān)的壓力在320-355bar左右，當(dāng)壓力慢慢降低到320bar以下時(shí)，油壓表P的節(jié)點(diǎn)B1LA

5、：1-2接通，使得K15LA勵(lì)磁，其節(jié)點(diǎn)閉合，使得K9LA勵(lì)磁，而K9LA的節(jié)點(diǎn)直接接到打壓電機(jī)電源回路里（如圖3所示），這樣K9LA的勵(lì)磁使得打壓電機(jī)開始打壓，同時(shí)時(shí)間繼電器K67LA開始計(jì)時(shí)，若計(jì)時(shí)達(dá)到3分鐘（可以整定）時(shí)其節(jié)點(diǎn)將動(dòng)作，這樣將有三種可能情況發(fā)生：1） 時(shí)間未到3分鐘，油壓的壓力漸漸上升并達(dá)到320bar以上，這時(shí)油壓表P的接點(diǎn)B1LA：1-2斷開，時(shí)間繼電器K15LA失電，按照預(yù)先的整定時(shí)間延時(shí)3S返回，同時(shí)K9LA也返回，打壓電機(jī)停止打壓，而這時(shí)K67LA接點(diǎn)沒動(dòng)作，這就是正常情形。這時(shí)壓力一般在355bar以下，也就是說油壓在320bar的時(shí)候繼續(xù)打壓3S，不會(huì)使得壓力

6、大于355bar（廠家設(shè)計(jì)時(shí)就設(shè)置好的）。2） 時(shí)間未到3分鐘，油壓的壓力上升并達(dá)到320bar以上，油壓表P的接點(diǎn)B1LA 1-2斷開，并在時(shí)間繼電器K15LA失電3S以內(nèi)，油壓大于355bar，這時(shí)油壓表P的接點(diǎn)B1LA 4-6接通，同時(shí)電機(jī)控制繼電器K9LA也是勵(lì)磁的，這樣中間繼電器K81就勵(lì)磁，一方面使得時(shí)間繼電器K15LA徹底斷電并立即返回，切斷打壓電源，另一方面接通它的另一付接點(diǎn)1-2，報(bào)“開關(guān)N2泄漏”光字。2也可以按復(fù)歸按鈕S4LA進(jìn)行復(fù)歸。3） 油泵連續(xù)打壓3分鐘以上，油壓仍然沒有達(dá)到320bar，這時(shí)K67LA的接點(diǎn)動(dòng)作，使得電機(jī)控制繼電器K9LA失磁，停止打壓。這時(shí)將報(bào)“打壓超時(shí)”光字，并可以按復(fù)歸按鈕S4LA進(jìn)行復(fù)歸。比較1）和2）兩種情況，為什么1）正常，而2）卻使得壓力過大呢？回到圖1，當(dāng)N2慢慢泄漏時(shí)，儲(chǔ)能器活塞是慢慢往N2這一側(cè)移動(dòng)的，直到擋板卡住為止。由于油的不可壓縮性，此時(shí)進(jìn)行打壓的話，短時(shí)間內(nèi)使得油壓迅速增長(zhǎng)，并大于355bar。相反的，當(dāng)N2正常時(shí)，由于N2的壓縮緩沖作用，壓力緩慢上升，而不會(huì)超出355bar。由此可見，西門子3T1-EI開關(guān)是通過以下兩個(gè)條件來判斷N2泄露的：正處于打壓過程中（電機(jī)控制繼電器K