第六节　液压操动机构

利用高压压缩气体（氮气）作为能源，液压油（10#航空油）作为传递能量的介质，经特定的油路和阀门注入带有活塞的工作缸中，推动活塞往复运动，驱使断路器分、合闸的机构，称为液压操动机构。液压机构如图2-35所示。

一、CY3型液压机构的基本结构及各部作用

CY3型液压机构自成一独立部分，它通过伸出机构箱的活塞杆与断路器本体的水平拉杆相连，其余部件均封闭在机构箱内部。其主要组成部分如下（图2-35）。

1.油泵

电动油泵8是机构的能量转换装置，它将电能转换成油的位能，为液压系统提供一定数量和一定压力的高压油，根据技术要求升高液压系统的压力和补充高压油，以满足正常操作断路器的需要。

油泵采用双柱塞式结构，通过靠背轮与电动机作刚性连接。油泵的低压端用一根塑料软管和油箱中的滤油器9连接组成吸油回路。低压油经单向阀进入油泵，经油泵升压变为高压油后通过油泵出口的单向阀进入高压油管（一般为铜管），高压油管经单向阀与四通接头相连，高压油经从四通接头引出的高压油管分别送入储压器、工作缸、电磁阀中。

2.储压器

储压器是液压机构的能源，属于充气活塞式结构，由钢制储压筒5、活塞4、活塞杆6、充气逆止阀、帽盖和密封圈7等组成。活塞4把储压器内的气和油隔离开。在储压器活塞上方预先充入一定压力的氮气。当油泵工作时，将高压油不断打入储压筒活塞下方，当油压高于氮气压力时，高压油推动活塞向上运动，进一步压缩氮气，从而使氮气储备了能量，并在储压筒内积存了足够的高压油。当油压上升到规定压力时，储能过程完成。活塞杆上升脱离微动开关ST，将油泵电动机电源切断，此时储压筒内油、气压力相等。由于活塞将氮气与油隔开，故对活塞的密封要求很高，一般采用O形、V形两道油封，以防止油、气互相渗透。活塞上表面一般有20mm深的液压油，起密封和润滑作用。活塞杆经油封伸出储压筒外并与基座上的5个微动开关ST相配合，用于控制油泵电动机，监视油压（油压异常时发出信号），实现断路器在油压异常时的分、合闸闭锁等。

1ST、2ST的主要作用是蓄能时的油压控制。它通过蓄压器活塞杆的位置直接反映蓄压器内部积蓄的高压油量（当蓄压器内预充氮气没有泄漏时，也反映了液压系统的油压）。

当机构进行合、分闸操作或泄漏油时，蓄压器内油量减小，液压系统油压降低，蓄压器活塞杆向下移动，当其圆周末端部分触动2ST时油泵电动机自动启动，为液压系统补充油压，直到活塞杆圆周末端部分脱离1ST，油泵电动机自动停机。

3ST、4ST、5ST的主要作用是进行操作时的油压控制。

其中3ST的作用是当油压偏低，蓄压器活塞杆通过1ST、2ST、3ST直到其圆周末端部分触动3ST时，不允许合闸，实现合闸闭锁。4ST的作用是当油压下降到蓄压器活塞杆圆周末端部分触动4ST时，不允许分闸或自动分闸。5ST的作用是当蓄压器活塞杆通过1ST、2ST直到圆周末端部分触动5ST时，不允许进行重合闸操作。

3.阀系统

阀系统是机构的控制、传动系统，使高压油经特制的油路和阀门进入工作缸，以驱动工作缸中活塞运动。它由油箱（储存一定量的常压油）、分合闸按钮（控制分合闸电磁阀）、滤油器（使液压油经过滤后重新使用）、加热器（低温时给液压油加热以保证液压油的工作性能）、分合闸电磁阀（控制油路）、放油阀（用于释放高压油或检修换油时释放低压油）等部分组成。

合闸电磁阀由合闸一级阀27、逆止阀17（两阀为ф5.5mm钢球）、合闸二级阀23（ф17mm钢球）和合闸二级阀活塞25及相应的油路等组成。

分闸电磁阀由两个单向球阀10、11（ф5.5mm钢球）及相应的油路组成。

4.工作缸系统

工作缸是机构的执行元件和能量转换器。它将压缩氮气的位能经液压油的传递变换为工作活塞直线往复运动的机械能，驱使断路器改变工作状态。主要由工作缸、活塞及杆、油封、导向支架、辅助转换开关等组成。

工作活塞根据压差原理往复运动。工作活塞左侧装有活塞杆，致使活塞左右两侧面积不等（右侧大，左侧小），根据压差原理，当活塞两侧压强相等时，因受力面积不等，两侧接受压力不等，使活塞向左运动，断路器合闸。当活塞右侧高压油经泄油道放入油箱中时，右侧为常压，左侧为高压，则活塞向右运动，断路器分闸。

5.控制板

控制板上装有启动器（接触器）、中间继电器、辅助开关、电接点压力表、接线端子排及控制线路等，用于监视、控制系统的油压，保证机构可靠动作。

K1、K2是电接点压力表的静触点，其主要作用是当油压异常升高或异常降低时接通电路以控制油压。

其中K1的作用是液压系统发生油压异常升高时，K1接通电路，中间继电器动作，切断油泵电动机电源，油泵电动机自动停止；K2的作用是液压系统发生油压异常降低时，K2接通电路，中间继电器动作，切断油泵电动机电源，油泵电动机自动停止。

二、工作原理

1.分闸状态

如图2-35所示，储压器内的氮气已储压到额定值，此时，高压油经油道21进入合闸二级阀23，使其关闭，堵塞合闸管道33；高压油经油管道26进入合闸一级阀27，使其关闭，堵塞油道18；高压油经另一油路送入工作缸左侧，使活塞杆34移至最右位置，断路器处于分闸状态。同时，高压油经工作缸左侧进入放油阀35，使其关闭，堵塞放油回路。高压油经放油阀35进入电接点压力表38，使其显示正常油压。由于阀系统中的放油回路均被堵死，高压油的压力就能保持住，为断路器合闸准备好了条件。断路器辅助开关中一对接点闭合，送出分闸位置信号。

2.合闸过程

按下合闸按钮1，合闸线圈YC通电，合闸电磁铁30向下冲击，推动杆29向下运动，堵塞泄油孔28，同时打开合闸一级阀27，从油管道26来的高压油经合闸一级阀27进入逆止阀17，并经过其进入油道18。从油道18来的高压油使合闸二级阀活塞25向下运动，堵塞泄油孔24，同时打开合闸二级阀23，使从油道21来的高压油经合闸二级阀23进入合闸管道33，并经其进入工作缸右侧，根据压差原理，推动活塞杆34迅速向左运动，使断路器合闸（此时活塞两侧均有高压油）。同时油道18中的高压油进入分闸电磁阀12，使球阀11堵塞泄油孔16。此时合闸按钮返回，YC失电，合闸电磁铁30、推杆29返回，打开泄油孔28。压力差使合闸一级阀27关闭，逆止阀17也复位关闭。油道18中保持正常工作压力，使合闸二级阀活塞25不能复位，断路器维持在合闸状态。当合闸二级阀活塞25上部的油有所泄漏、油压降低时，高压油经已打开的合闸二级阀23、油道20、补油孔19（ф0.5mm），打开球阀10向油道18中补油，可使断路器维持在合闸状态。

3.分闸过程

按下分闸按钮2，分闸线圈YT通电，分闸电磁铁14向下运动，推动杆15打开球阀11，使油道18中的高压油经球阀11、泄油孔16放入油箱。活塞25上部的高压力消失，变为常压。由于压力差的存在，活塞25上升复位，打开泄油孔24，使合闸二级阀23上升关闭；合闸管道33、工作缸右侧的高压油变为常压油，根据压差原理，工作活塞左侧的高压油推动活塞杆34迅速向右运动，使断路器分闸。分闸时，节流孔的作用是限制高压油经油道20从分闸电磁阀泄掉，以缩短分闸电磁阀动作的时间。

CY3型液压机构的分、合闸都是利用液压油传递能量来实现的，因此它所操纵的断路器（如SW6-110型断路器）中不再装设分闸弹簧。但在底架部分装有合闸保持弹簧，以免在断路器正常运行时，由于某种原因使机构工作压力降低引起断路器缓慢分闸。

三、CY3型液压操动机构维修调整要点

①检修机构时，应十分注意机构的清洁。任何一点微小的污物混入液压系统中，都会造成机构的渗漏、误动作，甚至会造成滑动密封面研坏的严重后果。因此，检修机构时，应用汽油清洗，不允许使用棉纱，保证液压油的纯净。

②环境温度过低时，应启动加热器，以保证液压油的流动性，否则将影响断路器分、合闸速度及密封的可靠性。一般情况下，加热器在0℃时投入，10℃时切除。

③正常情况下，油泵每天启动一次，若启动次数过多，说明高压油路渗油加快、密封损坏要及时修理。

④储压器的压力是由微动开关ST的位置保证的，压力表的读数仅供参考。因为影响油压的因素很多，如温度、预充氮气的压力、摩擦力、压力表的精度等。当压力表的读数与微动开关对应的压力不相符合时，不能随意改变微动开关的位置来调整压力，因为微动开关的位置除了反映油压的大小外，还要保证储压器内存有一定的油量供操作用。只要压力稳定在某数值不随时间变化（温度影响除外），就不要调整。必须检修微动开关时，一定要注意使其位置不变。

⑤断路器在正常运行中，若机构失压，除合闸保持弹簧起作用外，可采用机械闭锁工具（如卡板）卡在水平连杆的接头上，使断路器维持在合闸状态，再检修机构。但机构检修后启动油泵时必须按下合闸按钮让高压油立即进入工作缸右侧，才能使断路器可靠地保持在合闸状态，然后取下卡板。否则，高压油将进入工作缸左侧，断路器将分闸，造成供电中断。

⑥机构的空载调试应注意下列事项。

●液压系统内存有气体时，会使机构的速度、时间特性不稳定，油泵打油时间长。因此机构投入运行前，应首先排除油泵和液压系统内的气体。液压系统排气，打开高压放油阀。油泵排气，拧开油泵上的放气塞。

●检查储压器中预充氮气的压力。将油压放到零，启动油泵，压力表指针突然上升到pm值，然后缓慢上升；停止油泵工作，打开放油阀，使压力表指针缓慢下降，当降到pd时，油压突然降到零，则预充氮气压力py为py=（pm+pd）/2。

●检查储压器活塞杆行程，一般为（182±3）mm。

●检查压力控制系统，调整各微动开关，使之能按规定压力可靠分合。

●油泵打压时间（从零压升到规定停止压力）不应超过3min。

●在零压时启动油泵，当油压达到氮气预压力时，按分、合闸按钮就可实现慢分、慢合，慢分、慢合操作用于检查工作缸活塞动作是否平稳，并测量工作活塞行程是否为（132±1）mm。

●进行电动快速分、合闸操作，检查电磁阀系统工作的可靠性。

●机构应进行密封检查。其方法是：停止压力，机构分别在分、合闸位置静置8h，不应有渗油现象，储压器下降不应超过2mm。

●机构应进行高压强度检查。其方法是：在合闸位置，用人为方法启动微动开关，使系统压力升高到9.8×350×104Pa，持续5min，储压器活塞杆位置应不变。否则，说明液压系统有渗漏。做此实验时应注意安全。

⑦开关在合闸位置，打开放油阀，工作缸活塞杆伸出长度的缩短应不超过2mm，否则说明合闸保持弹簧的拉力不够，应予以调整。

⑧检修应按检修工艺及标准进行。