西门子3AQ1EE型液压机构断路器误发N2泄漏信号造成断路器闭锁的问题分析

摘 要：湖南省内多个500kV变电站发生过西门子液压型断路器误发N2泄漏信号闭锁分合闸的情况，造成现场断路器闭锁拒动，不得不退出断路器保护及重合闸，造成线路存在拒动扩大事故范围的风险，本文从机械设计和电气回路两方面分析闭锁逻辑的原理和误发信号产生的原因，并提供处理措施。

关键词： N2泄漏；延时闭锁；拒动

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.015

1 引言

西门子厂液压机构在系统内运行多年以其稳定可靠赢得市场的良好口碑，不过近年来也陆续发现液压机构有误报信号造成断路器闭锁的情况。当氮气发生泄漏后，储能的能力下降，每次分合闸后压力下降程度增大，影响分合闸速度，若断路器在带负荷情况下发生慢分将造成断路器无法熄弧，所以当出现氮气泄漏的信号后应引起足够的重视，排查是误发信号还是真泄漏，采取不同的处理措施，避免引发电网事故。

2 储压筒N2泄漏设计原理

2.1 机械部分

西门子液压机构储压桶内部并无传感器直接反映气体压力，而是间接利用平衡油压来反映储压桶内的N2压力值。该油泵只有启泵值，没有停泵值，靠油泵回路里的压力监控器和延时继电器来控制打压。油泵启动时，将油从油箱重新打入储能筒.当压力达到P1时，通过压力开关以及时间继电器，延时约3秒后停泵。

在氮气确实发生泄漏的情况下，活塞的工作范围扩大移动到储压桶底部止挡管的位置（如图1），压力将骤降至P1，由于储压桶内气体密度骤降，活塞N2侧压强小于油压侧，再次打压时，压力急剧上升。由此导致单位时间内的油泵打压次数增加。

在氮气泄漏的最后阶段，打压时活塞碰到止挡管，因为油泵打压时间（3s）固定，此时压力极快地上升而超过压力值P2（35.5MPa），如图2中垂直升高到P2。

2.2 回路部分

厂家设计N2泄漏闭锁断路器的功能，是为了保证在储压桶内氮气发生泄漏的3小时内，剩余氮气容量还能正常分闸，提供给运维人员足够时间来分析处理。可以看出，N2闭锁回路两路互相影响，可以简单的理解为K81控制K14和K182，K14控制K10（第一路分闸回路），K182控制K82，K82控制K55（第二路分闸回路）。两路报警回路互相保持，在电气联系上没有实现独立。油泵回路，正常补压时，油压下降到油泵启动值时，压力监控器B1接点闭合，导通K15继电器，K15接点闭合使K9得电，油泵开始补压。当压力回升到32MPA时，B1接点打开，延时3S后K15接点打开，油泵停泵，完成一个补压过程。

3 原因分析

（1）氮气的温度影响液压储能筒的工作能力。环境温度的下降导致曲线1向曲线2的移动，由此导致工作能力的减少.达到压力P1后，由时间继电器控制的输油量 ΔV在所述的三种情况下相同（ΔV1 = ΔV2 = ΔV3），因此在不同的曲线上得到不一样高的压力值Px，所以当温度下降的多时，输出油量得到的压力值也会偏高，油泵启动更频繁，液压组件B1中接点在打压过程中出现粘死现象，造成电机打压不返回，持续打压至35.5MPa，最终因为氮气泄漏闭锁逻辑来切断油泵控制回路；（2）液压系统内有气体引起的频繁打压，断路器长时间运行后，液压系统内可能有少量气体，导致液压系统建立的油压为虚压，从而引起频繁打压，所以在平常例行检修中需要对液压机构断路器油泵进行排气处理。

4 处理方法

（1）误报警处理方法 。外观检查氮气瓶未发现泄漏；液压压力无明显下降；泄压到正常压力后检查油泵无频繁打压；各继电器正常动作；断路器的油位正常，无渗漏油。由于互相保持的回路必须两路闭锁全部失电才能解除，并且内部配线接于集成电路板，将与K81所有有关的正电源线解开，使K14、K82延时继电器恢复正常。还可以通过强行复归解锁按钮来复归，在本体机构内有一个S4复归按钮，旋转即可复归信号，但同时将复归机构内所有报警信号。

（2）实际N2泄漏的判断方法。停电检修时对预充压力的检查，若预充压力明显小于额定预压力时，可认为N2泄漏出来进入了油路中，打压至预充压力时所需的压力降低，才为真实N2泄漏，检查预压力也是较为可靠的判断方法。

5 总结

西门子液压机构断路器的机械压力接点B1的故障率较高，电气回路较为复杂，从国网反措的角度来说还不符合要求，对于跳闸回路应该使用两路无电气联系的回路，还可以对回路做出改进。同时运维人员需要在平时多积累对设备的认识和掌握常规的检查方法，在遇到问题时能清楚描述问题的关键，能准确判断是真N2泄漏还是信号误发，这样才能提高运维水平，同时提高公司运维质量。

参考文献：

[1]3AQ1 EE 252kV操作手册[K].1999.

[2]邱生.西门子3AQ型断路器“N2泄漏”故障的定位及处理[J].

[3]江雯姬，杨东升.3AQ1EE开关异常现象的分析与总结[J].

作者简介：王熠涵（1988-），男，湖南长沙人，本科，助理工程师，研究方向：电力系统变电运维。