西門(mén)子3at2-ei斷路器儲(chǔ)能筒的氮?dú)庑孤z測(cè)原理分析及運(yùn)行人員檢漏設(shè)想

1、<p>　　西門(mén)子3AT2-EI斷路器儲(chǔ)能筒的氮?dú)庑孤z測(cè)原理分析及運(yùn)行人員檢漏設(shè)想</p><p>　　摘要：介紹了3AT2-EI斷路器儲(chǔ)能筒氮?dú)庑孤┍O(jiān)測(cè)的原理和可能出現(xiàn)的誤差。從一次、二次方面分析了氮?dú)庑孤└婢烷]鎖的檢測(cè)發(fā)信原理，并以此為依據(jù)提出一種可能的運(yùn)行人員日常對(duì)氮?dú)庑孤┑谋O(jiān)測(cè)方式，分析氮?dú)庑孤r(shí)運(yùn)行人員的事故處理原則。 </p><p>　　關(guān) 鍵 詞：斷路器 氮?dú)?/p>

2、泄漏 原理 運(yùn)行監(jiān)控 事故處理 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)： TM561 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　1 引言 </b></p><p>　　液壓機(jī)構(gòu)斷路器因其輸出功率大、延時(shí)小、動(dòng)作快、速度易調(diào)整、負(fù)載特性配合好的特點(diǎn)，在許多變電站得到廣泛應(yīng)用。而其中作為其儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)的液壓儲(chǔ)能筒的穩(wěn)定性決定了斷路器分合閘速度，對(duì)于斷路

3、器的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著不可忽視的作用。液壓儲(chǔ)能筒氮?dú)庑孤┦且粋€(gè)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、影響較嚴(yán)重的缺陷，運(yùn)行人員及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和正確的處理能避免斷路器因氮?dú)庑孤?dǎo)致的斷路器合閘閉鎖甚至強(qiáng)迫停運(yùn)，對(duì)其監(jiān)視、動(dòng)作原理與主要象征的討論和分析也顯得十分必要。 </p><p>　　2 液壓儲(chǔ)能筒原理、泄漏影響及象征 </p><p><b>　　1.1 工作原理 </b></p>

4、<p>　　液壓儲(chǔ)能筒是一個(gè)活塞筒，由可以移動(dòng)的活塞將液壓油與氮?dú)飧糸_(kāi)，兩側(cè)壓力值始終相等（如圖1）。油泵電機(jī)打壓，將低壓油打入高壓油箱，由于液體很難壓縮而氣體較容易壓縮，活塞會(huì)不斷向氮?dú)鈧?cè)運(yùn)動(dòng)，氮 </p><p>　　氣不斷被壓縮的同時(shí)儲(chǔ)存了大量能量，直到壓力值達(dá)到32MPa后經(jīng)時(shí)間繼電器控制延時(shí)打壓3s停泵。斷路器分合閘會(huì)消耗氮?dú)庵袃?chǔ)存的能量，壓力逐漸下降，當(dāng)壓力值低于32MPa時(shí)油泵啟動(dòng)打壓，

5、直至壓力達(dá)到32MPa后延時(shí)3s停泵。整個(gè)過(guò)程中液壓油起到傳遞能量的作用，而氮?dú)獾淖饔檬莾?chǔ)能。 </p><p>　　1.2 泄漏影響及象征 </p><p>　　所謂液壓儲(chǔ)能筒的儲(chǔ)能能力是指一次儲(chǔ)能后能完成的安全分合閘次數(shù)，分合閘次數(shù)越多則儲(chǔ)能能力越好。氮?dú)饩拖喈?dāng)于儲(chǔ)能的彈簧，當(dāng)?shù)獨(dú)獍l(fā)生泄漏后，儲(chǔ)能能力下降，每次分合閘后壓力下降程度增大，若缺少足量的氮?dú)鈹嗦菲鞣趾祥l速度會(huì)降低，而慢分慢合

6、會(huì)導(dǎo)致滅弧時(shí)間增長(zhǎng)，不利于斷路器安全運(yùn)行。 </p><p>　　氮?dú)庑孤┩ǔＪ且粋€(gè)持續(xù)性的過(guò)程，有的能持續(xù)兩到三年，伴隨氮?dú)庑孤┑闹饕笳魇穷l繁打壓。氮?dú)庑孤?dǎo)致的壓力值低于32MPa會(huì)啟動(dòng)油泵電機(jī)打壓，持續(xù)的泄漏會(huì)導(dǎo)致電機(jī)頻繁的打壓。 </p><p><b>　　3 一次檢漏原理 </b></p><p>　　當(dāng)?shù)獨(dú)獍l(fā)生嚴(yán)重泄漏時(shí)，必須迅

7、速做出判斷并切斷油泵電源，防止電機(jī)打壓導(dǎo)致壓力過(guò)高，同時(shí)閉鎖斷路器防止分合造成事故。 </p><p>　　西門(mén)子3AT2-EI斷路器采取兩個(gè)判據(jù)判定氮?dú)庑孤?.油泵打壓。2.油壓值達(dá)到35.5MPa [1]。由儲(chǔ)能筒原理分析可知，氮?dú)獬掷m(xù)泄漏的情況下，活塞會(huì)持續(xù)移向氮?dú)鈧?cè)，導(dǎo)致壓力下降而單位時(shí)間內(nèi)打壓次數(shù)增加。在氮?dú)庑孤┑淖詈箅A段，活塞接近止檔管一側(cè)（如圖2）。打壓時(shí)，由于打壓時(shí)間3s是一定的，當(dāng)活塞碰到止檔

8、管后無(wú)法繼續(xù)向氮?dú)鈧?cè)移動(dòng)而電機(jī)持續(xù)打壓，壓力迅速上升至35.5MPa（如圖3）。由于氮?dú)獬渥銜r(shí)3s打壓油壓值升 </p><p>　　高約1MPa，考慮環(huán)境等因素不能達(dá)到35.5MPa，故此時(shí)基本可以判斷氮?dú)獍l(fā)生了大量泄漏。兩個(gè)條件同時(shí)滿(mǎn)足，保護(hù)裝置發(fā)氮?dú)庑孤└婢?，同時(shí)閉鎖合閘，防止斷路器動(dòng)作造成的慢分慢合。發(fā)告警的同時(shí)油泵重新啟動(dòng)打壓并在時(shí)間繼電器作用前迅速停機(jī)。此時(shí)高壓油仍具有滿(mǎn)足斷路器一次分閘的能量。發(fā)氮?dú)?/p>

9、泄漏信號(hào)后通過(guò)一只時(shí)間繼電器（標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)）延時(shí)3小時(shí)發(fā)分閘總閉鎖。在3小時(shí)內(nèi)經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)為電氣回路的誤發(fā)信號(hào)可以通過(guò)鑰匙S4進(jìn)行復(fù)歸，嚴(yán)禁未經(jīng)檢查即使用S4復(fù)歸。 </p><p><b>　　4 二次動(dòng)作原理 </b></p><p>　　西門(mén)子3AT2-EI液壓斷路器將氮?dú)庑孤└婢^電器K81常閉節(jié)點(diǎn)串入合閘回路中。當(dāng)滿(mǎn)足油泵打壓、35.5MPa壓力節(jié)點(diǎn)失磁兩個(gè)條件

10、，則K81勵(lì)磁，常閉節(jié)點(diǎn)打開(kāi)，合閘回路閉鎖繼電器失磁發(fā)合閘閉鎖信號(hào)。同時(shí)K81常開(kāi)節(jié)點(diǎn)閉合，時(shí)間繼電器K14勵(lì)磁形成自保持，經(jīng)延時(shí)3小時(shí)（標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)）后發(fā)分閘閉鎖信號(hào)。若經(jīng)檢查為誤發(fā)信號(hào)，3小時(shí)內(nèi)可通過(guò)復(fù)歸鑰匙S4斷開(kāi)自保持回路復(fù)歸氮?dú)庑孤┬盘?hào)。 </p><p>　　5 運(yùn)行過(guò)程中的漏氮監(jiān)測(cè)設(shè)想 </p><p>　　運(yùn)行人員掌握了氮?dú)庑孤┍O(jiān)控及回路原理后，就可以在平時(shí)的巡視和監(jiān)控中發(fā)現(xiàn)氮

11、氣泄漏的征兆并及時(shí)作出匯報(bào)與處理，減少事故的發(fā)生。 </p><p>　　氮?dú)庑孤?dǎo)致斷路器液壓儲(chǔ)能筒工作能力下降。因此，提出一種利用油泵電機(jī)打壓過(guò)程判斷氮?dú)庑孤┣闆r的監(jiān)測(cè)方法。正常情況下，當(dāng)儲(chǔ)能筒壓力低于32MPa時(shí)，繼電器會(huì)觸發(fā)油泵電源接觸器動(dòng)作，油泵啟動(dòng)打壓。壓力達(dá)到32MPa后通過(guò)繼電器油泵延時(shí)3 s停止工作，完成儲(chǔ)能功能。這個(gè)過(guò)程也是油泵電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氮?dú)馑鎯?chǔ)能量的過(guò)程[2]。假設(shè)壓力在到達(dá)P

12、1后的3s內(nèi)增加到某一指定值P2，此時(shí)油泵電機(jī)作功為W，氮?dú)怏w積由V1壓縮到V2，可以得出以下結(jié)論：（1） </p><p>　　式中：F為作用在活塞上的力；L為活塞運(yùn)動(dòng)的距離；S為活塞面積。氣體方程為： </p><p><b>　　(2) </b></p><p>　　式中：T 為溫度；當(dāng)氣體定量時(shí)R 為一恒量。因此極短時(shí)間內(nèi)所作的功可為：

13、 </p><p><b>　　(3) </b></p><p>　　將式（3）做積分可得： </p><p><b>　?。?） </b></p><p>　　式中：T為溫度；當(dāng)氣體定量時(shí)R為一恒量。式（4）中電機(jī)做功W是固定的，而當(dāng)?shù)獨(dú)庑孤┖蠛懔縍會(huì)隨之降低，因此在3S內(nèi)電機(jī)功率一定的情況下所得

14、壓力值P2增大了。兩種狀況下氣體壓縮過(guò)程如圖4所示。[3]從圖4也可以看出，實(shí)線為正常情況下的體積--壓力曲線，虛線為泄漏狀態(tài)下的體積--壓力曲線，陰影部分面積即為油泵所做的功， 面積越大所做的功也就越多，當(dāng)電機(jī)功率一定且打壓時(shí)間相同時(shí)，所做功也相同，如圖4陰影面積所示。W1為正常情況，W2為氮?dú)庑孤┣闆r，明顯氮?dú)庑孤r(shí)壓力上升值遠(yuǎn)大于正常情況下的壓力上升值。因此運(yùn)行人員可以通過(guò)打壓后的液壓值來(lái)判斷氮?dú)獾男孤┣闆r。正常情況下，油速上升速

15、度較緩慢，一旦當(dāng)打壓后油壓上升值大于某一定值時(shí)可以判定有一定程度的氮?dú)庑孤?。運(yùn)行人員可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及早做出判斷。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行人員能在日常的電機(jī)打壓過(guò)程中通過(guò)壓力值增量計(jì)算來(lái)判斷斷路器液壓筒氮?dú)庑孤┣闆r。但溫度對(duì)壓力值上升速度會(huì)有一定的影響，且不同斷路器所儲(chǔ)氮?dú)饬浚瑱C(jī)構(gòu)工作情況各不相同，電機(jī)輸出相同功率的條件下液壓值上升量也不同。這就需要在投運(yùn)之初進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得到一張與溫</p>

16、;<p>　　6 運(yùn)行人員的事故處理 </p><p>　　氮?dú)鈬?yán)重泄漏導(dǎo)致發(fā)氮?dú)庑孤└婢盘?hào)時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況作出相應(yīng)的事故處理，盡量減少事故的影響和避免事故進(jìn)一步發(fā)展。 </p><p>　　前文已做分析，由于氮?dú)獾男孤?dǎo)致液壓值不斷降低，氮?dú)庑孤┩殡S頻繁打壓。運(yùn)行人員在氮?dú)庑孤└婢髴?yīng)立即前往現(xiàn)場(chǎng)檢查一次設(shè)備情況，核對(duì)漏氣相斷路器打壓次數(shù)，并檢查斷路器有

17、無(wú)明顯異常，同時(shí)應(yīng)核對(duì)保護(hù)裝置信號(hào)并抄錄。若經(jīng)檢查斷路器無(wú)明顯異常，且未伴隨有頻繁打壓現(xiàn)象，基本可以判定為保護(hù)回路誤發(fā)信號(hào)，可以用斷路器本體上的S4鑰匙按鈕進(jìn)行一次復(fù)歸。復(fù)歸成功后也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)斷路器的監(jiān)視。如斷路器有明顯的氮?dú)庑孤┱髡?，?yīng)檢查其它機(jī)構(gòu)無(wú)異常后匯報(bào)生產(chǎn)調(diào)度，等候檢修人員處理。 </p><p>　　氮?dú)庑孤└婢笪磸?fù)歸，經(jīng)時(shí)間繼電器延時(shí)3小時(shí)（標(biāo)準(zhǔn)調(diào)節(jié)）發(fā)分閘閉鎖。此時(shí)斷路器已不能進(jìn)行操作，在條件允許

18、的情況下調(diào)度下令采用拉環(huán)的形式將斷路器隔離并轉(zhuǎn)檢修，等候處理。 </p><p><b>　　7 結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　液壓機(jī)構(gòu)的漏氮問(wèn)題一直是影響斷路器穩(wěn)定運(yùn)行的主要原因之一，運(yùn)行人員對(duì)氮?dú)庑孤┑谋O(jiān)測(cè)和事故處理就顯得分外重要。這就需要運(yùn)行人員對(duì)氮?dú)庑孤┑臋z測(cè)與發(fā)信原理有深入的了解。同時(shí)本文提出一種可能的運(yùn)行人員監(jiān)測(cè)氮?dú)庑孤┑姆椒?，希望能在運(yùn)行維護(hù)中盡

19、早發(fā)現(xiàn)氮?dú)庑孤?，避免事故的發(fā)生。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 西門(mén)子（杭州）高壓開(kāi)關(guān)有限公司編著. SF6高壓斷路器3AT2 EI操作手冊(cè) </p><p>　　[2] 陳 歷. 液壓型斷路器漏氮檢測(cè)方法的比較與改進(jìn)[J].廣西電力，2008，31（3）：31-33 </p>&