使断路器液压机构在氮气压力变化时所受影响减少的分析

　　液压操动机构广泛配备于110kv及以上电压等级的断路器上。其中的储压装置则是液压机构的能源基地，利用压缩气体（氮气）作为动力源，其储能以后相当于一个强大的弹簧被拉伸或压缩，在短时间内向液压系统压缩高压油，推动活塞动作，使断路器合闸或分闸。CY3、CY5型是较为常用的液压操动机构，其中的储能装置包括贮压筒、压控装置和油泵等。贮压筒内预充有压缩的氮气，当油泵打压时，液压系统内压力升高，推动贮压筒内的活塞向上运动，使氮气进一步受压缩。活塞上升带动活塞杆移动，当活塞杆到达一定的位置时，拨动装在贮压装置下部的微动开关，使之切换。

　　如图1所示：当活塞杆上升至微动开关YLJ1位置时，对应整定的停泵压力值，接点动作，切断电机回路，油泵停止工作，液压系统达到额定工作压力。在温度一定的情况下，液压机构额定工作油压与贮压筒活塞杆行程有对应的关系，根据贮压筒内高压油的多少，活塞杆行程随之变化，从而带动微动开关，使其在整定的压力值时切换，实现位置对压力的控制。这可以通过计算校验得到。以配SW6-220断路器的CY3型液压操动机构为例：

　　20℃时，液压机构贮压筒的预充压力为12MPa，停泵油压为19.2MPa。经实测，贮压筒氮气腔总容积（当活塞处在最下部时）V0为7720cm3，当温度不变时，由预充压力12MPa打压到停泵压力19.2MPa时，氮气腔被压缩后的容积V1应为

　　这样，氮气腔容积由7720cm3变到4825cm3时，贮压筒活塞杆运动的总行程h应为

　　式中d-贮压筒内径（活塞与筒体的公差配合为Φ135 D4/f7）

　　同样，可计算得各对应数值，列出表1。

　　上述反映的是活塞杆行程与工作压力的关系，表明活塞杆的位置与系统的压力值一一对应。当温度不变时，PV=常数，系统各控制压力就是由贮压筒内氮气体积（液压油的容积）来确定的。

　　在正常情况下，这一切都是正确的。但是，如果氮气压力发生改变，就会产生不同的结果，主要表现为以下几种情况：

　　（1）氮气预充压力有偏差。氮气预充压力较低，则活塞杆到达预定位置时，对应的微动开关动作压力值就会降低；反之，则会使液压系统压力升高。预充压力值是其他工作压力值的参考基值，测量时需要温度换算。准确的预充压力值，还能减小微动开关安装位置的误差。因此在检修时，测量预充压力是极为重要的。

　　（2）氮气泄漏会造成压力下降，活塞杆对应的微动开关动作压力值也会比整定值降低。由于CY3、CY5型的贮压筒内活塞的运动是通过液压油与氮气间的压力差来达到的，液压油处于密封状态，哪怕氮气压力降低，只要液压系统的高压油没有排出或打入，活塞及活塞杆不会有任何移动，对应的微动开关也不会有任何切换动作。此时，微动开关动作、状态正确，无报警信号，显示液压系统压力正常。而这种压力正常的假象，只有在现场巡视压力表时才能发现。如果设备巡视时，未能发现压力缺陷，任其发展，压力只能持续下降，影响电网安全运行。因为氮气泄漏的压力降低与高压油泄漏引起的压力降低有着很大的区别，高压油泄漏会使油泵频繁启动，而氮气泄漏的压力降低不会使电机启动、油泵打压，具有更大的隐蔽性和危险性。因此，在压力表内装上电接点，用以监测系统压力。当电接点动作时，可以将信号上传到控制室，弥补了漏氮引起压力下降而贮压筒微动开关无报警信号的设计缺陷。但这只解决了监视的问题，对于压力控制则仍无能为力，尽管压力已经低于启泵压力，但电机仍无法自动启动打压，这将降低分合闸速度，影响断路器动作性能。