第六節　液壓操動機構

利用高壓壓縮氣體（氮氣）作為能源，液壓油（10#航空油）作為傳遞能量的介質，經特定的油路和閥門注入帶有活塞的工作缸中，推動活塞往復運動，驅使斷路器分、合閘的機構，稱為液壓操動機構。液壓機構如圖2-35所示。

一、CY3型液壓機構的基本結構及各部作用

CY3型液壓機構自成一獨立部分，它通過伸出機構箱的活塞桿與斷路器本體的水平拉桿相連，其余部件均封閉在機構箱內部。其主要組成部分如下（圖2-35）。

1.油泵

電動油泵8是機構的能量轉換裝置，它將電能轉換成油的位能，為液壓系統提供一定數量和一定壓力的高壓油，根據技術要求升高液壓系統的壓力和補充高壓油，以滿足正常操作斷路器的需要。

油泵采用雙柱塞式結構，通過靠背輪與電動機作剛性連接。油泵的低壓端用一根塑料軟管和油箱中的濾油器9連接組成吸油回路。低壓油經單向閥進入油泵，經油泵升壓變為高壓油后通過油泵出口的單向閥進入高壓油管（一般為銅管），高壓油管經單向閥與四通接頭相連，高壓油經從四通接頭引出的高壓油管分別送入儲壓器、工作缸、電磁閥中。

2.儲壓器

儲壓器是液壓機構的能源，屬于充氣活塞式結構，由鋼制儲壓筒5、活塞4、活塞桿6、充氣逆止閥、帽蓋和密封圈7等組成。活塞4把儲壓器內的氣和油隔離開。在儲壓器活塞上方預先充入一定壓力的氮氣。當油泵工作時，將高壓油不斷打入儲壓筒活塞下方，當油壓高于氮氣壓力時，高壓油推動活塞向上運動，進一步壓縮氮氣，從而使氮氣儲備了能量，并在儲壓筒內積存了足夠的高壓油。當油壓上升到規定壓力時，儲能過程完成。活塞桿上升脫離微動開關ST，將油泵電動機電源切斷，此時儲壓筒內油、氣壓力相等。由于活塞將氮氣與油隔開，故對活塞的密封要求很高，一般采用O形、V形兩道油封，以防止油、氣互相滲透。活塞上表面一般有20mm深的液壓油，起密封和潤滑作用。活塞桿經油封伸出儲壓筒外并與基座上的5個微動開關ST相配合，用于控制油泵電動機，監視油壓（油壓異常時發出信號），實現斷路器在油壓異常時的分、合閘閉鎖等。

1ST、2ST的主要作用是蓄能時的油壓控制。它通過蓄壓器活塞桿的位置直接反映蓄壓器內部積蓄的高壓油量（當蓄壓器內預充氮氣沒有泄漏時，也反映了液壓系統的油壓）。

當機構進行合、分閘操作或泄漏油時，蓄壓器內油量減小，液壓系統油壓降低，蓄壓器活塞桿向下移動，當其圓周末端部分觸動2ST時油泵電動機自動啟動，為液壓系統補充油壓，直到活塞桿圓周末端部分脫離1ST，油泵電動機自動停機。

3ST、4ST、5ST的主要作用是進行操作時的油壓控制。

其中3ST的作用是當油壓偏低，蓄壓器活塞桿通過1ST、2ST、3ST直到其圓周末端部分觸動3ST時，不允許合閘，實現合閘閉鎖。4ST的作用是當油壓下降到蓄壓器活塞桿圓周末端部分觸動4ST時，不允許分閘或自動分閘。5ST的作用是當蓄壓器活塞桿通過1ST、2ST直到圓周末端部分觸動5ST時，不允許進行重合閘操作。

3.閥系統

閥系統是機構的控制、傳動系統，使高壓油經特制的油路和閥門進入工作缸，以驅動工作缸中活塞運動。它由油箱（儲存一定量的常壓油）、分合閘按鈕（控制分合閘電磁閥）、濾油器（使液壓油經過濾后重新使用）、加熱器（低溫時給液壓油加熱以保證液壓油的工作性能）、分合閘電磁閥（控制油路）、放油閥（用于釋放高壓油或檢修換油時釋放低壓油）等部分組成。

合閘電磁閥由合閘一級閥27、逆止閥17（兩閥為ф5.5mm鋼球）、合閘二級閥23（ф17mm鋼球）和合閘二級閥活塞25及相應的油路等組成。

分閘電磁閥由兩個單向球閥10、11（ф5.5mm鋼球）及相應的油路組成。

4.工作缸系統

工作缸是機構的執行元件和能量轉換器。它將壓縮氮氣的位能經液壓油的傳遞變換為工作活塞直線往復運動的機械能，驅使斷路器改變工作狀態。主要由工作缸、活塞及桿、油封、導向支架、輔助轉換開關等組成。

工作活塞根據壓差原理往復運動。工作活塞左側裝有活塞桿，致使活塞左右兩側面積不等（右側大，左側小），根據壓差原理，當活塞兩側壓強相等時，因受力面積不等，兩側接受壓力不等，使活塞向左運動，斷路器合閘。當活塞右側高壓油經泄油道放入油箱中時，右側為常壓，左側為高壓，則活塞向右運動，斷路器分閘。

5.控制板

控制板上裝有啟動器（接觸器）、中間繼電器、輔助開關、電接點壓力表、接線端子排及控制線路等，用于監視、控制系統的油壓，保證機構可靠動作。

K1、K2是電接點壓力表的靜觸點，其主要作用是當油壓異常升高或異常降低時接通電路以控制油壓。

其中K1的作用是液壓系統發生油壓異常升高時，K1接通電路，中間繼電器動作，切斷油泵電動機電源，油泵電動機自動停止；K2的作用是液壓系統發生油壓異常降低時，K2接通電路，中間繼電器動作，切斷油泵電動機電源，油泵電動機自動停止。

二、工作原理

1.分閘狀態

如圖2-35所示，儲壓器內的氮氣已儲壓到額定值，此時，高壓油經油道21進入合閘二級閥23，使其關閉，堵塞合閘管道33；高壓油經油管道26進入合閘一級閥27，使其關閉，堵塞油道18；高壓油經另一油路送入工作缸左側，使活塞桿34移至最右位置，斷路器處于分閘狀態。同時，高壓油經工作缸左側進入放油閥35，使其關閉，堵塞放油回路。高壓油經放油閥35進入電接點壓力表38，使其顯示正常油壓。由于閥系統中的放油回路均被堵死，高壓油的壓力就能保持住，為斷路器合閘準備好了條件。斷路器輔助開關中一對接點閉合，送出分閘位置信號。

2.合閘過程

按下合閘按鈕1，合閘線圈YC通電，合閘電磁鐵30向下沖擊，推動桿29向下運動，堵塞泄油孔28，同時打開合閘一級閥27，從油管道26來的高壓油經合閘一級閥27進入逆止閥17，并經過其進入油道18。從油道18來的高壓油使合閘二級閥活塞25向下運動，堵塞泄油孔24，同時打開合閘二級閥23，使從油道21來的高壓油經合閘二級閥23進入合閘管道33，并經其進入工作缸右側，根據壓差原理，推動活塞桿34迅速向左運動，使斷路器合閘（此時活塞兩側均有高壓油）。同時油道18中的高壓油進入分閘電磁閥12，使球閥11堵塞泄油孔16。此時合閘按鈕返回，YC失電，合閘電磁鐵30、推桿29返回，打開泄油孔28。壓力差使合閘一級閥27關閉，逆止閥17也復位關閉。油道18中保持正常工作壓力，使合閘二級閥活塞25不能復位，斷路器維持在合閘狀態。當合閘二級閥活塞25上部的油有所泄漏、油壓降低時，高壓油經已打開的合閘二級閥23、油道20、補油孔19（ф0.5mm），打開球閥10向油道18中補油，可使斷路器維持在合閘狀態。

3.分閘過程

按下分閘按鈕2，分閘線圈YT通電，分閘電磁鐵14向下運動，推動桿15打開球閥11，使油道18中的高壓油經球閥11、泄油孔16放入油箱。活塞25上部的高壓力消失，變為常壓。由于壓力差的存在，活塞25上升復位，打開泄油孔24，使合閘二級閥23上升關閉；合閘管道33、工作缸右側的高壓油變為常壓油，根據壓差原理，工作活塞左側的高壓油推動活塞桿34迅速向右運動，使斷路器分閘。分閘時，節流孔的作用是限制高壓油經油道20從分閘電磁閥泄掉，以縮短分閘電磁閥動作的時間。

CY3型液壓機構的分、合閘都是利用液壓油傳遞能量來實現的，因此它所操縱的斷路器（如SW6-110型斷路器）中不再裝設分閘彈簧。但在底架部分裝有合閘保持彈簧，以免在斷路器正常運行時，由于某種原因使機構工作壓力降低引起斷路器緩慢分閘。

三、CY3型液壓操動機構維修調整要點

①檢修機構時，應十分注意機構的清潔。任何一點微小的污物混入液壓系統中，都會造成機構的滲漏、誤動作，甚至會造成滑動密封面研壞的嚴重后果。因此，檢修機構時，應用汽油清洗，不允許使用棉紗，保證液壓油的純凈。

②環境溫度過低時，應啟動加熱器，以保證液壓油的流動性，否則將影響斷路器分、合閘速度及密封的可靠性。一般情況下，加熱器在0℃時投入，10℃時切除。

③正常情況下，油泵每天啟動一次，若啟動次數過多，說明高壓油路滲油加快、密封損壞要及時修理。

④儲壓器的壓力是由微動開關ST的位置保證的，壓力表的讀數僅供參考。因為影響油壓的因素很多，如溫度、預充氮氣的壓力、摩擦力、壓力表的精度等。當壓力表的讀數與微動開關對應的壓力不相符合時，不能隨意改變微動開關的位置來調整壓力，因為微動開關的位置除了反映油壓的大小外，還要保證儲壓器內存有一定的油量供操作用。只要壓力穩定在某數值不隨時間變化（溫度影響除外），就不要調整。必須檢修微動開關時，一定要注意使其位置不變。

⑤斷路器在正常運行中，若機構失壓，除合閘保持彈簧起作用外，可采用機械閉鎖工具（如卡板）卡在水平連桿的接頭上，使斷路器維持在合閘狀態，再檢修機構。但機構檢修后啟動油泵時必須按下合閘按鈕讓高壓油立即進入工作缸右側，才能使斷路器可靠地保持在合閘狀態，然后取下卡板。否則，高壓油將進入工作缸左側，斷路器將分閘，造成供電中斷。

⑥機構的空載調試應注意下列事項。

●液壓系統內存有氣體時，會使機構的速度、時間特性不穩定，油泵打油時間長。因此機構投入運行前，應首先排除油泵和液壓系統內的氣體。液壓系統排氣，打開高壓放油閥。油泵排氣，擰開油泵上的放氣塞。

●檢查儲壓器中預充氮氣的壓力。將油壓放到零，啟動油泵，壓力表指針突然上升到pm值，然后緩慢上升；停止油泵工作，打開放油閥，使壓力表指針緩慢下降，當降到pd時，油壓突然降到零，則預充氮氣壓力py為py=（pm+pd）/2。

●檢查儲壓器活塞桿行程，一般為（182±3）mm。

●檢查壓力控制系統，調整各微動開關，使之能按規定壓力可靠分合。

●油泵打壓時間（從零壓升到規定停止壓力）不應超過3min。

●在零壓時啟動油泵，當油壓達到氮氣預壓力時，按分、合閘按鈕就可實現慢分、慢合，慢分、慢合操作用于檢查工作缸活塞動作是否平穩，并測量工作活塞行程是否為（132±1）mm。

●進行電動快速分、合閘操作，檢查電磁閥系統工作的可靠性。

●機構應進行密封檢查。其方法是：停止壓力，機構分別在分、合閘位置靜置8h，不應有滲油現象，儲壓器下降不應超過2mm。

●機構應進行高壓強度檢查。其方法是：在合閘位置，用人為方法啟動微動開關，使系統壓力升高到9.8×350×104Pa，持續5min，儲壓器活塞桿位置應不變。否則，說明液壓系統有滲漏。做此實驗時應注意安全。

⑦開關在合閘位置，打開放油閥，工作缸活塞桿伸出長度的縮短應不超過2mm，否則說明合閘保持彈簧的拉力不夠，應予以調整。

⑧檢修應按檢修工藝及標準進行。