西門子3at2-ei斷路器儲能筒的氮?dú)庑孤z測原理分析及運(yùn)行人員檢漏設(shè)想

1、<p>　　西門子3AT2-EI斷路器儲能筒的氮?dú)庑孤z測原理分析及運(yùn)行人員檢漏設(shè)想</p><p>　　摘要：介紹了3AT2-EI斷路器儲能筒氮?dú)庑孤┍O(jiān)測的原理和可能出現(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)行人員日常對氮?dú)庑孤┑谋O(jiān)測方式，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>　　中圖分類號： TM561 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： 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。而其中作為其儲能機(jī)構(gòu)的液壓儲能筒的穩(wěn)定性決定了斷路器分合閘速度，對于斷路

3、器的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著不可忽視的作用。液壓儲能筒氮?dú)庑孤┦且粋€(gè)持續(xù)時(shí)間長、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_，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Υ娴哪芰浚瑝毫χ饾u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)過程中液壓油起到傳遞能量的作用，而氮?dú)獾淖饔檬莾δ堋?</p><p>　　1.2 泄漏影響及象征 </p><p>　　所謂液壓儲能筒的儲能能力是指一次儲能后能完成的安全分合閘次數(shù)，分合閘次數(shù)越多則儲能能力越好。氮?dú)饩拖喈?dāng)于儲能的彈簧，當(dāng)?shù)獨(dú)獍l(fā)生泄漏后，儲能能力下降，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，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)致壓力過高，同時(shí)閉鎖斷路器防止分合造成事故。 </p><p>　　西門子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)高壓油仍具有滿足斷路器一次分閘的能量。發(fā)氮?dú)?/p>

9、泄漏信號后通過一只時(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)過檢查發(fā)現(xiàn)為電氣回路的誤發(fā)信號可以通過鑰匙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，合閘回路閉鎖繼電器失磁發(fā)合閘閉鎖信號。同時(shí)K81常開節(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。若經(jīng)檢查為誤發(fā)信號，3小時(shí)內(nèi)可通過復(fù)歸鑰匙S4斷開自保持回路復(fù)歸氮?dú)庑孤┬盘枴?</p><p>　　5 運(yùn)行過程中的漏氮監(jiān)測設(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)致斷路器液壓儲能筒工作能力下降。因此，提出一種利用油泵電機(jī)打壓過程判斷氮?dú)庑孤┣闆r的監(jiān)測方法。正常情況下，當(dāng)儲能筒壓力低于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后通過繼電器油泵延時(shí)3 s停止工作，完成儲能功能。這個(gè)過程也是油泵電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氮?dú)馑鎯δ芰康倪^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)行人員可以通過打壓后的液壓值來判斷氮?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)打壓過程中通過壓力值增量計(jì)算來判斷斷路器液壓筒氮?dú)庑孤┣闆r。但溫度對壓力值上升速度會(huì)有一定的影響，且不同斷路器所儲氮?dú)饬?，機(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盘枙r(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(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)場檢查一次設(shè)備情況，核對漏氣相斷路器打壓次數(shù)，并檢查斷路器有

17、無明顯異常，同時(shí)應(yīng)核對保護(hù)裝置信號并抄錄。若經(jīng)檢查斷路器無明顯異常，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，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 </b></p><p>　　液壓機(jī)構(gòu)的漏氮問題一直是影響斷路器穩(wěn)定運(yùn)行的主要原因之一，運(yùn)行人員對氮?dú)庑孤┑谋O(jiān)測和事故處理就顯得分外重要。這就需要運(yùn)行人員對氮?dú)庑孤┑臋z測與發(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] 西門子（杭州）高壓開關(guān)有限公司編著. SF6高壓斷路器3AT2 EI操作手冊 </p><p>　　[2] 陳 歷. 液壓型斷路器漏氮檢測方法的比較與改進(jìn)[J].廣西電力，2008，31（3）：31-33 </p>&