西安西電開關電氣有限公司的研究人員葉瑞、段繼洲、查笑春、張永強、郝成雲，在2016年第12期《電氣技術》雜志上撰文指出，當變電站某條線路進行停電檢修作業時，需要将相應間隔斷路器已儲滿的能量洩掉，實現閉鎖功能，從而防止斷路器誤動作。本文以液壓彈簧操動機構的釋壓原理為理論基礎，結合實際應用，介紹了一種斷路器液壓彈簧機構的遠程洩壓控制系統。

該系統通過安裝在液壓彈簧機構的電動推杆頂壓液壓閥，電動推杆運動到位後，液壓彈簧機構開始洩壓，釋放儲能彈簧能量。液壓機構隻有在電動推杆恢複後，才能通過儲能電機開始儲能。該系統可以在斷路器分閘後控制液壓彈簧機構自動洩能，有效防止了斷路器誤合事故的發生。本系統适用于無人值守變電站。

液壓彈簧操動機構是由碟形彈簧作為儲能部件，液壓油為傳動載體的高壓斷路器操動機構。液壓彈簧操動機構進行儲能操作時，需要通過對碟形彈簧壓縮量的控制來保證機構具備分閘、合分閘、重合閘閉鎖和額定壓力四個等級的操作功，并提供對應的儲能位置指示，顯示機構所儲的能量。

當液壓彈簧操動機構在儲能狀态時、在未連接負載調試操作或連接負載檢修操作時，都需要平穩地釋放機構儲存的能量，避免機構處于高壓狀态無法調試或發生誤動造成危險。因此，需要一種儲能控制系統來控制液壓彈簧操動機構的儲能及釋壓過程，并提供相應的位置反饋，從而起到控制及保護機構的作用。

本文介紹了一種斷路器液壓彈簧機構洩壓控制系統，可遠程控制液壓彈簧機構洩壓與儲能，該系統可接收遠程遙控脈沖指令和就地操作開關指令，通過電動推杆推動液壓彈簧機構的洩壓閥實現對液壓機構洩壓的控制。當高壓開關需要停電檢修時，在斷路器分閘後控制液壓彈簧機構自動洩能，為液壓彈簧機構洩壓提供了便捷的操作方式，防止發生斷路器誤合造成事故。

1 常規液壓彈簧操動機構的釋壓原理

常規的液壓彈簧操動機構的儲能及釋壓過程由洩壓閥及洩壓手柄實現控制，洩壓手柄為就地手動操作，不能遠程操作，在需要釋放機構能量時，須靠近機構，兩人以上協作拆除機構罩或打開機構箱，才能手動完成洩壓，操作不方便，且操作時由于液壓彈簧機構結構較為複雜，可能會造成人為誤動，有一定的危險性；對一些結構特殊的斷路器來說更無法達到性能要求。

洩壓手柄如果瞬間打開，由于機構洩壓過快也會對機構産生不利影響，且手動操作難以保證洩壓操作的規範性，可能帶來不必要的損傷；除此之外，洩壓手柄不具備保持洩壓狀态的功能，對某些斷路器來說，無法達到一些特殊的性能要求，下圖1為常規液壓機構洩壓系統組成示意圖。

圖1 常規液壓機構洩壓系統組成示意圖

2 技術方案

2.1 系統組成

本文介紹了一種液壓彈簧機構洩壓控制系統，該系統組成部分如下圖2所示。

圖2 洩壓系統組成示意圖

該系統包括電氣控制回路、限位開關、電動推杆，以及供電模塊。電氣控制回路的輸入端連接有操作開關和外部脈沖遙控命令的電氣接口，電氣控制回路的輸出端通過電動推杆與洩壓閥連接；限位開關安裝在液壓彈簧操動機構上，用于獲取液壓彈簧操動機構的儲能狀态和洩壓開關的分合位置；就地遠方轉換開關用于切換就地洩壓操作和接收外部脈沖遙控命令。

2.2 機械結構設計

本洩壓系統動力源是電動推杆，它通過安裝在内部的齒輪傳動機構和絲杆螺母傳動機構将電機的旋轉運動轉化為往複直線運動且輸出推力的DC24V電驅動裝置，通過外部繼電器搭建的電氣回路控制電機正反轉，進而實現推杆的伸出與收縮。電動推杆外形圖見圖3。

圖3 電動推杆外形圖

圖4為洩壓系統機械結構示意圖，本系統機械結構包括電動推杆、電動推杆支架及連接洩壓閥的連接杆機構，支架的一側設置有銷釘，安裝時将銷釘穿過銷孔固定在液壓彈簧機構底架上，支架另一側與電動推杆連接，電動推杆的下端與洩壓閥通過螺釘抵接；洩壓時，電動推杆伸出，擠壓洩壓閥，洩壓閥的閥口開啟，開始洩壓。儲能時，電動推杆收縮，拉動洩壓閥，洩壓閥閥口關閉，同時儲能電機啟動開始儲能。

圖4 洩壓系統機械結構示意圖

2.3 電氣控制原理

本文所述的洩壓控制和儲能控制，是以電氣控制回路為控制核心，電氣控制回路主要包括洩壓系統控制回路、洩壓系統指示回路、洩壓系統電動推杆回路以及使用洩壓系統的液壓彈簧機構電機回路。

a）洩壓系統控制回路

在洩壓系統控制回路（圖5）中，通過就地遠方開關切換遙控操作或就地操作，油壓儲滿時可進行洩壓操作，油壓洩至零位時可進行儲能操作。操作時繼電器線圈帶電，繼電器節點發生切換，改變電動推杆電機的電流方向，實現電動推杆的伸出和拉回。

圖5 洩壓系統控制回路圖

b）洩壓系統指示回路

在洩壓系統指示回路（圖6）中，紅綠指示燈分别接收液壓彈簧操動機構油壓限位開關返回的儲能狀态和油壓零位狀态，紅燈表示機構完成洩壓，綠燈表示機構完成儲能。

圖6 洩壓系統指示回路圖

c）洩壓系統電動推杆回路

在洩壓系統電動推杆電機回路（圖7）中，洩壓操作時，洩壓繼電器常開節點閉合，電流從左流入，電動推杆電機正轉，電動推杆伸出；儲能時，儲能繼電器常開節點閉合，電流從右流入，電動推杆電機反轉，電動推杆縮回。從而完成液壓彈簧操動機構的洩壓與儲能過程。

圖7 洩壓系統電動推杆回路圖

d）使用洩壓系統的液壓彈簧機構電機回路

在洩壓系統液壓機構儲能電機回路（圖8）中，在液壓彈簧機構儲能電機回路串聯液壓彈簧操動機構的未儲能節點與洩壓繼電器常閉節點，當液壓彈簧處于未儲能狀态且洩壓控制回路未觸發時，液壓彈簧儲能電機開始運作，液壓彈簧開始儲能；在液壓彈簧能量儲滿或洩壓控制回路觸發的情況下，液壓彈簧的儲能電機不工作，以防電機長期空轉影響壽命。

圖8 使用洩壓系統的液壓彈簧機構電機回路圖

3 采用洩壓系統的液壓彈簧機構的操作方法

本文描述的液壓彈簧機構洩壓控制系統在使用過程中，停電檢修與送電投運需按照以下流程進行操作。

3.1 停電檢修前的洩壓操作

使用本系統時，可通過就地遠方操作開關切換就地操作洩壓開關或發送脈沖遙控命令。當洩壓控制回路接收到洩壓命令後，控制電動推杆頂推洩壓閥開始洩壓，同時切斷斷路器液壓彈簧機構的儲能電機電源回路；待油壓洩至零位後，觸發油壓零位限位開關，返回洩壓完成信号，油壓零位紅燈亮起，開始檢修工作。圖9為遠程洩壓操作流程圖。

圖9 遠程洩壓操作流程圖

3.2 帶電投運前的儲能操作

使用本系統時，可通過就地遠方操作開關切換就地操作洩壓開關或發送脈沖遙控命令。儲能控制回路接收到儲能命令後，控制電動推杆反向拉拔洩壓閥複位，同時接通斷路器液壓彈簧機構的儲能電機電源回路，儲能電機開始儲能；待油壓儲滿後，觸發油壓儲滿限位開關，切斷儲能電機電源回路，同時油壓儲滿綠燈亮起，返回儲能完成信号，開始相關帶電投運工作。下圖10為遠程儲能操作流程圖。

圖10 遠程儲能操作流程圖

4 應用和試驗

本文描述的遠程洩壓控制系統在斷路器液壓彈簧機構上進行試裝，随斷路器本體完成了型式試驗，洩壓系統均正常工作，對本系統的可靠性進行了驗證。表1為進行的試驗項目，圖11為安裝有遠程洩壓控制系統的液壓彈簧斷路器機構。

表1 型式試驗項目

圖11 使用遠程洩壓系統的液壓彈簧斷路器機構

5 結論

與現有技術相比，本文描述的洩壓系統可以在斷路器分閘後控制液壓彈簧機構自動洩能，投運前控制斷路器液壓彈簧機構的自動儲能，該系統通過安裝在液壓彈簧機構的電動推杆頂壓液壓閥來控制液壓彈簧機構開始洩壓，釋放儲能彈簧能量。

液壓機構隻有在電動推杆返回原位後，才能通過儲能電機開始儲能。通過該系統的應用，可以在斷路器分閘後控制液壓彈簧機構自動洩能，有效防止了斷路器誤合事故的發生。

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