碟簧液压机构原理及常见故障分析

0引言
随着电网的建设、发展和企业的技术进步，电力系统对断路器操动机构的可靠性与稳定性提出了越来越高的要求，碟簧储能液压机构采用模块化、紧凑化设计，减少液压元件和管路，可有效减少密封环节，提高产品的密封性能和可靠性，具有动作稳定，操作功大，结构紧凑，外型尺寸小的特点；与常用的活塞压缩氮气式储能器相比，采用碟簧储能元件可避免氮气泄漏及环境温度变化对工作压力的影响，提高液压机构的稳定性和可靠性；提高液压系统的工作压力，可有效减小液压操动机构的尺寸，降低材料使用率，降低产品成本，提高产品市场竞争能力。

所以采用碟簧储能的液压操动机构是目前超、特高压断路器用操动机构的发展方向。

1整体结构
碟簧储能液压机构采用模块化、紧凑型设计，液压元件以液压缸为中心，如图1所示，储能缸及控制阀、油泵电机、行程开关等元件布置在工作缸的侧面上，储能元件组合碟簧布置在工作缸的下部，油箱位于工作缸的上部，组成一个操动单元，整个操动单元通过一个连接座与断路器本体相连接，产品整体结构紧凑、美观。

其主要的动作原理是采用压缩碟簧储能、利用液压传动的工作方式，控制与操动液压缸来带动断路器触头的运动，实现分、合闸动作。

2工作原理
碟簧液压机构的液压元件包括组合碟簧、工作缸、控制阀、油泵电机、储能缸、行程开关、安全阀/高压放油阀、
碟簧液压机构原理及常见故障分析
李文华;张朝辉;戴本圣;程军强
（河南平高电气股份有限公司，平顶山467001）
摘要:本文介绍了碟簧液压机构的组成及工作原理,并对碟簧液压机构在工程应用中的常见故障原因进行了分析,对碟簧液压机构的应用、维护和检修提供了很好的参考。

关键词:碟簧液压机构;工作原理;故障分析
人员进行自检，观察虚焊问题，焊接专门人员对焊接好的桥管进行全部打压试验并标记后再进行下一工序。

2.4加注齿轮油
加注齿轮油过程不注意，油漏到桥包上面。

齿轮油[3]加注过量，齿轮运转会受到大的阻力以及动力的消耗，造成假性漏油。

2.5轴承座
轴承座铸件疏松有砂眼。

预防措施:轴承座生产商严格把控生产质量，产品出厂需附有尺寸检验报告、材质报告等严格的检测。

同时在焊接前，工作人员需对轴承座外观进行检查，合格则用，不合格品退回。

2.6呼吸器
驱动桥总成装配完毕后，需要检查呼吸器是否堵塞。

如堵塞，也会造成漏油。

解决办法：应经常清除呼吸器，保持气孔畅通。

2.7清桥
桥没有清干净，后桥壳体内有铁屑、焊渣等，会造成齿轮油不清洁，这就会损坏后桥总成两端的半轴油封，产生漏油。

因此，在进行整桥装配之前必须彻底清洁有关零部件。

同时所加注的齿轮油一定要清洁。

2.8装配
装配主减速器时打胶不均匀漏油。

预防措施：用硅橡胶，均匀连续地涂在桥壳平面上一圈，结合面中间均匀连续涂一圈，沿着通孔涂整圈，盲孔沿内侧涂[4]。

对装配好的成品后桥进行打压试验并做好标记，防止不合格产品发出，同时试验好的产品进行标记。

3结论与建议
电动汽车后桥一旦出现漏油，将会导致电动汽车后桥内的油量逐渐变少，降低了零部件的使用寿命，而且漏出的油往往会流到制动鼓内，降低制动器的制动效能，影响了行车的安全。

因此如果汽车在行驶过程中一旦发现漏油，一定要及时检修。

参考文献:
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[2]王贵明，赵纪山.汽车驱动桥常见故障的原因分析及预防[J].汽车与配件，1995（14）：29-30.
[3]李伟.汽车后桥总成的养护[J].农机使用与维修，2011（04）：99.
[4]赵丰田.CA1091型汽车后桥漏油的处置[J].汽车运用，1998（02）：41-42.
图
1
Internal Combustion Engine &Parts
低压油箱、连接座等元件，其系统原理图如图2所示。

接通电源后，电机通过齿轮传动、偏心轴带动柱塞副运动，低压油箱中的低压油经过柱塞副进入储能缸和储能缸的上部，推动储能活塞向下运动，通过碟簧压环压缩组合碟簧，将能量储存在组合碟簧中。

当碟簧压缩量达到额
定压缩值时，行程开关的相应接点断开，切断电机电源，机
构完成储能。

2.1合闸操作
分闸位置时，工作缸活塞上部与储能缸的上部直接连
通，处于高油压状态，活塞下部经过控制阀与低压油箱连
通处于零压状态。

合闸电磁铁接受命令后，控制阀阀杆转
换，工作缸活塞下部与低压油箱隔离，经过控制阀与储能
缸的上部连通，低压油转变为高压油；由于工作缸活塞下
部的受力面积大于上部，因此对活塞杆产生一个向上的
力，推动活塞向上运动实现合闸。

2.2分闸操作
合闸位置时，工作缸活塞上部与储能缸的上部直接连
通，下部经过控制阀与储能缸的上部也连通，工作缸活塞
的上部、下部均处于高油压状态。

分闸电磁铁接受命令后，
控制阀阀杆转换，工作缸活塞下部与储能缸的上部隔离，
与低压油箱连通，工作缸活塞在上部高压油的作用下，推
动活塞向下运动实现分闸。

3常见故障及分析
目前，碟簧液压机构已经在工程中广泛应用，现场运
行可靠稳定，但在运行中也出现过一些故障，严重影响着
电网运行的可靠性，对故障进行及时的排除和预防，可有效的降低损失，提高电站的自防护能力，其主要故障有以下几个方面：3.1频繁打压由于碟簧机构使用碟簧储能，其额定油压值稳定且基本不受温度影响，因此当机构出现频繁启动补充油压时，若机构表面无油迹现象，主要的要因是：
①机构在现场运行时处于合闸状态，机构频繁打压的
主要原因可能是储能缸缸体被轻微划伤，密封失效产生轻微内漏。

②控制阀阀口轻微损坏或阀口被金属杂质垫起而引起微小渗漏，出现频繁打压现象。

3.2无法建立压力
当油泵启动时，无法建立压力的主要原因是机构内部产生了较大的内漏导致，高压油直接回到低压油箱，主要原因可能有以下几个方面：
①密封圈被金属杂质划伤，严重损坏，密封失效。

②控制阀阀口损坏严重，金属密封失效。

③控制阀阀杆处于分合闸状态的中间位置，高压油直接回到油箱，而无法建立压力。

④油泵损坏，无法将低压油转化为高压油，导致系统无法建立压力。

根据以上情况，机构返厂后，可将机构的油箱盖打
开，使油箱内存有少量液压油，对机构进行打压，可通过观察返油孔的位置确定碟簧机构内漏的零部件。

3.3机构拒动
断路器在现场运行遇到短路故障时，必须能够可靠地开断，因此对液压机构的可靠性要求很高，液压机构分闸操作主要靠电磁阀动作使主阀转换，进而引起工作缸活塞杆转化，带动断路器完成分闸操作，现场液压机构发生拒
动的主要原因有以下几个方面：
①电磁阀线圈烧毁，后台发出分闸命令时电磁阀不动
作，引起机构拒动。

②机构液压系统由于内漏，系统压力泄为零，即使发
出分闸命令，电磁阀动作，由于系统无压力，机构仍然无法
动作。

③辅助开关转换不到位或接触不好，导致分闸二次回
路不通，分闸电磁铁无法得电导致拒动。

对以上碟簧液压机构常见故障进行分析，可以及时的
确定引起故障的原因，为后续保证电网可靠运行、现场维
护及检修提供保证。

4总结
文章介绍了碟簧液压机构的组成结构和工作原理，并
根据其特点对碟簧液压机构常见的故障进行了原因分析，
可为现场液压机构的应用、维护和检修提供重要的借鉴，
对后续碟簧液压机构的改进和扩大应用具有一定的推动
作用。

参考文献院
[1]洪青云.断路器液压机构故障原因及诊断处理方法[J].电气
技术，2010（2）：82-83.
[2]郑雷.液压机构油泵频繁启动原因分析及对策[J].高压电器，2010，46（7）：85-89.[3]洪国耀，张猛，陈保伦.液压机构泄漏故障的诊断探索与实
践[J].高压电器2011，47（12）：62-65.[4]陈保伦.HMB-4型液压弹簧机构的特点、操作使用及故障处理[J].电气制造，2009（5）：66-69.
[5]施文耀.开关液压机构[M].北京院机械工业出版社，1990.1断路器主断口2工作缸3合闸调速阀4合闸先导阀
5分闸先导阀6安全阀7b 排油单向阀7a 吸油单向阀8油泵9电机10放油阀11过滤器12分闸调速阀13泄压阀14主阀15油箱16真空泵接口
17储能碟簧18储能油缸19机械防慢分装置
图2
碟簧液压操动机构原理图。