HMB液压弹簧机构介绍

No.1先进的HMB系列液压弹簧操作机构先进的先进的HMBHMB系列液压弹簧操作机构系列液压弹簧操作机构☆☆压气式压气式SFSF66高压断路器故障原因分布高压断路器故障原因分布☆☆液压操作机构的发展过程液压操作机构的发展过程☆☆液压弹簧操作机构的液压弹簧操作机构的模块结构及其模块结构及其工作原理工作原理☆☆HMBHMB--4/84/8与与AHMAAHMA--4/84/8操作机构的共同点和改进操作机构的共同点和改进☆☆液压弹簧操作机构的技术特点液压弹簧操作机构的技术特点☆☆液压弹簧操作机构在全球的广泛应用液压弹簧操作机构在全球的广泛应用No.2先进的HMB系列液压弹簧操作机构先进的先进的HMBHMB系列液压弹簧操作机构系列液压弹簧操作机构☆☆压气式压气式SFSF66高压断路器故障原因分布高压断路器故障原因分布☆☆液压操作机构的发展过程液压操作机构的发展过程☆☆液压弹簧操作机构的液压弹簧操作机构的模块结构及其模块结构及其工作原理工作原理☆☆HMBHMB--4/84/8与与AHMAAHMA--4/84/8操作机构的共同点和改进操作机构的共同点和改进☆☆液压弹簧操作机构的技术特点液压弹簧操作机构的技术特点☆☆液压弹簧操作机构在全球的广泛应用液压弹簧操作机构在全球的广泛应用No.3SF6SF6压气式高压断路器压气式高压断路器(72.5(72.5千伏以上千伏以上))故障原因分布故障原因分布1993国际大电网会议论文:“高压断路器诊断技术……”Minorfailuresoperatingmechanisms44%controlcircuits20%lifeparts31%others5%Majorfailuresoperatingmechanisms43%controlcircuits29%lifeparts21%others7%主要故障操作机构控制回路带电部分其它次要故障操作机构控制回路带电部分其它提高断路器可靠性昀主要的途径：-选用具有高可靠性的操作机构No.4先进的HMB系列液压弹簧操作机构先进的先进的HMBHMB系列液压弹簧操作机构系列液压弹簧操作机构☆☆压气式压气式SFSF66高压断路器故障原因分布高压断路器故障原因分布☆☆液压操作机构的发展过程液压操作机构的发展过程☆☆液压弹簧操作机构的液压弹簧操作机构的模块结构及其模块结构及其工作原理工作原理☆☆HMBHMB--4/84/8与与AHMAAHMA--4/84/8操作机构的共同点和改进操作机构的共同点和改进☆☆液压弹簧操作机构的技术特点液压弹簧操作机构的技术特点☆☆液压弹簧操作机构在全球的广泛应用液压弹簧操作机构在全球的广泛应用ABB液压操作机构的发展过程ABBABB液压操作机构的发展过程液压操作机构的发展过程常规式液压操作机构(before1979)HKA-8(1982)HA(1979)HMB-4/8(1998)AHMA-4/8(1987)AHMA-1(1987)HMB-2(1996)HMB-1(1991)No.5No.6AHMA和HMB型液压弹簧操作机构的供货业绩AHMA和HMB型液压弹簧操作机构的供货业绩„供货量超过36.000台„超过2.500.000件碟簧•运行年„超过200.000台•运行年，无由于机械原因造成的拒动和误动发生05001.0001.5002.0002.5003.0003.5004.000YearofdeliveryOperatingmechanismsperyear0400080001200016000200002400028000320003600040000cumm.deliveriesHMB-1HMB-2;-3HMB-xSHMB-4HMB-8AHMA-1AHMA-4AHMA-8cummulated19872004No.7先进的HMB系列液压弹簧操作机构先进的先进的HMBHMB系列液压弹簧操作机构系列液压弹簧操作机构☆☆压气式压气式SFSF66高压断路器故障原因分布高压断路器故障原因分布☆☆液压操作机构的发展过程液压操作机构的发展过程☆☆液压弹簧操作机构的液压弹簧操作机构的模块结构及其模块结构及其工作原理工作原理☆☆HMBHMB--4/84/8与与AHMAAHMA--4/84/8操作机构的共同点和改进操作机构的共同点和改进☆☆液压弹簧操作机构的技术特点液压弹簧操作机构的技术特点☆☆液压弹簧操作机构在全球的广泛应用液压弹簧操作机构在全球的广泛应用HMB型机构的模块结构及其工作原理HMB型机构的模块结构及其工作原理HMB-4/8HMB-4/8No.8适配模块工作模块储能模块充压模块监测模块控制模块No.9HMB型机构的模块结构及其工作原理HMB型机构的模块结构及其工作原理HMB-4/8HMB-4/8¾集成液压系统,无外部油管¾模块设计,结构紧凑¾液压损耗低,传动效率高控制模块监测模块储能模块充压模块No.10HMB型机构的模块结构及其工作原理HMB型机构的模块结构及其工作原理HMB-4/8,合闸HMB-4/8,合闸PZTPZT合闸前级阀合闸调速分闸前级阀分闸调速主换向阀No.11HMB型机构的模块结构及其工作原理HMB型机构的模块结构及其工作原理HMB-4/8,分闸HMB-4/8,分闸PZTPZT分闸前级阀合闸前级阀合闸调速分闸调速主换向阀No.12模块式结构：HMB-4/8充压模块模块式结构：HMB-4/8充压模块•油泵电机•传动机构•油标指示•油泵•放油阀No.13模块式结构：HMB-4/8工作模块模块式结构：HMB-4/8工作模块•活塞缸•活塞杆•内部液压缓冲结构•与其它所有模块的连接界面No.14模块式结构：HMB-4/8工作模块：分合闸缓冲模块式结构：HMB-4/8工作模块：分合闸缓冲分合闸缓冲结构分闸缓冲环分闸缓冲级工作活塞杆合闸缓冲级No.15模块式结构：HMB-4/8工作模块：分闸缓冲模块式结构：HMB-4/8工作模块：分闸缓冲•集成式缓冲系统•多级分闸缓冲•缓冲压力约为系统压力的两倍•不需额外的调整装置•缓冲时无任何磨损•实现开关操作的平稳减速•无需额外缓冲器•无需检修•缓冲特性在使用全期内都不会发生改变工作活塞杆行程曲线No.16模块式结构：HMB-4/8工作模块：合闸缓冲模块式结构：HMB-4/8工作模块：合闸缓冲•多级合闸缓冲•缓冲压力约为系统压力的1.5倍行程曲线工作活塞杆No.17模块式结构：HMB-4/8控制模块模块式结构：HMB-4/8控制模块主换向阀合闸换向阀分闸换向阀高油压接头调速螺栓模块式结构：HMB-4/8控制模块：分闸操作模块式结构：HMB-4/8控制模块：分闸操作差压工作原理：A1:换向轴的左端面积,A2:换向轴的右端面积,A3:换向活塞杆右端的面积,面积关系:A3A2(分闸)，A1+A2A3(合闸)•施加压力的面积:A2和A3，A3A2•分闸后，由于差压原理，换向活塞和工作活塞均处于分闸闭锁状态PZTA2A1A3PZTNo.18No.19模块式结构：HMB-4/8控制模块：合闸操作模块式结构：HMB-4/8控制模块：合闸操作差压工作原理：•施加压力的面积:A1，A2和A3，A1+A2A3•合闸后，由于差压原理，工作活塞和换向活塞均处于合闸闭锁状态A2A1A3PZTPZTNo.20模块式结构：HMB-4/8储能模块模块式结构：HMB-4/8储能模块碟簧储能器：•用于HMB-4型操作机构--8片弹簧，操作序列为O-CO或CO-CO•用于HMB-8型操作机构--16片弹簧，操作序列为O-CO或CO-CO与氮气储能器相比：•氮气储能器的储能器压力（系统压力）随温度的变化而变化p=kT/V,操作功：Fxs=pxVV≈constant,p∼Tif,-30°CT+50°C,∆p=33%!油（ESSOUNIVISJ13）的粘度相差20倍！if,-5°CT+40°C,∆p=17%!夏季温度高，油的黏度下降，同时系统的油压升高，因而夏季泄漏的概率高冬季温度低，油的黏度增加，同时系统的油压下降，因而系统的传送效率下降•氮气泄漏到油中的概率较大•温度不变时油压与行程为反比关系，油压下降较快•碟簧的出力与温度无关，分合操作时油压变化不超过5%。模块式结构：HMB-4/8模块式结构：HMB-4/8No.21No.22采用优质碟簧储能器采用优质碟簧储能器•弹簧的储存能量：Fxs=PxV(V：储能活塞推动的液压油体积)•碟簧工作在比较平坦的特性曲线内采用优质碟簧储能器采用优质碟簧储能器与弹簧机构和常规液压机构相比：•圆柱螺旋弹簧在长期储压下易发生弹性减退，弹簧储能下降，而且无法得到监测而碟簧的时而充压和释压使得碟簧处于“呼吸”状态，弹性减退较弱，且得到在线监测•碟簧平坦的特性曲线有助于断路器的分合闸操作，分闸操作碟簧力只变化5%，合闸操作弹簧力变化小于2%。No.23弹簧操作机构液压弹簧操作机构Force•螺旋簧和氮气储能罐的输出力变化陡峭，难与断路器配合。•氮气储能液压操作机构的输出特性不如液压弹簧操作机构。0灭弧室行程压气灭弧室的负荷曲线氮气储能液压机构No.24用于HMB-4/8的碟簧柱10万次动态老化试验用于HMB-4/8的碟簧柱10万次动态老化试验试验地点：Darmstadt工业大学，材料力学研究所试验条件：•频率0.1Hz•碟簧柱行程62mm•温度：室温•碟簧数量16片试验结果：•没有一片碟簧损坏•额定压缩状态的弹簧力变化3.7%，昀小压缩状态的弹簧力变化7.6%01002003004005006000100002000030000400005000060000700008000090000100000Loadchange[time]Springforce[kN]No.25碟簧柱10万次动态老化试验前的特性曲线碟簧柱10万次动态老化试验前的特性曲线No.26碟簧柱10万次动态老化试验后的特性曲线碟簧柱10万次动态老化试验后的特性曲线No.27HMB-8.3中碟簧柱的特性曲线HMB-8.3中碟簧柱的特性曲线HMB-8.3，O-CO•碟簧柱行程43.5mm•昀小压缩状态的弹簧力变化约为5-6%No.28含有一片断裂弹簧单叠式碟簧柱，裂簧位于表面含有一片断裂弹簧单叠式碟簧柱，裂簧位于表面No.29正常单叠式碟簧柱的特性曲线正常单叠式碟簧柱的特性曲线分闸闭锁点的弹簧力油泵终止点的弹簧力No.30含有一片断裂弹簧单叠式碟簧柱的特性曲线含有一片断裂弹簧单叠式碟簧柱的特性曲线单片碟簧断裂，碟簧柱仍可在一定时间内使用。单片碟簧断裂，碟簧柱仍可在一定时间内使用。油泵终止点的弹簧力变化：-1%分闸闭锁点的弹簧力变化：-4%No.31含有一片断裂弹簧双叠式碟簧柱，裂簧位于中间含有一片断裂弹簧双叠式碟簧柱，裂簧位于中间No.32正常双叠式碟簧柱的特性曲线正常双叠式碟簧柱的特性曲线分闸闭锁点的弹簧力油泵终止点的弹簧力No.33含有一片断裂弹簧双叠式碟簧柱的特性曲线含有一片断裂弹簧双叠式碟簧柱的特性曲线单片碟簧断裂，碟簧柱仍可在一定时间内使用。单片碟簧断裂，碟簧柱仍可在一定时间内使用。油泵终止点的弹簧力变化：-1%分闸闭锁点的弹簧力变化：-4%No.34模块式结构：HMB-4/8监测模块模块式结构：HMB-4/8监测模块手动/自动释压装置弹簧储能状态指示器弹簧行程开关No.35模块式结构：HMB-4/8适配模块模块式结构：HMB-4/8适配模块•断路器和操作机构之间的连接件•辅助开关及其连杆失压防慢分装置No.36先进的HMB系列液压弹簧操作机构先进的先进的HMBHMB系列液压弹簧操作机构系列液压弹簧操作机构☆☆压气式压气式SFSF66高压断路器故障原因分布高压断路器故障原因分布☆☆液压操作机构的发展过程液压操作机构的发展过程☆☆液压弹簧操作机构的液压弹簧操作机构的模块结构及其模块结构及其工作原理工作原理☆☆HMBHMB--4/84/8与与AHMAAHMA--4/84/8操作机构的共同点和改进操作机构的共同点和改进☆☆液压弹簧操作机构的技术特点液压弹簧操作机构的技术特点☆☆液压弹簧操作机构在全球的广泛应用液压弹簧操作机构