高压断路器状态监测与故障诊断

刘睿琼+景培

[摘 要]随着经济的不断提高，电成为人们生产生活中不能缺少的重要资源之一。在高压电网中，高压断路器是其中占有重要地位的部分，它能够在保护电网设备的同时，提高电网的安全性和稳定性。因此，加强高压断路器故障检修及状态监测至关重要。对此，本文首先介绍了高压断路器的组成结构及工作原理，然后对高压断路器故障检测方法和状态监测进行了分析，并对高压断路器故障问题处理办法进行了详细探究。

[关键词]高压断路器；故障检修；状态监测

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）45-0024-01

1 引言

随着科学技术的发展，以及用电需要的不断增高，给供电企业带来了巨大的挑战。为了满足用电需求和供电质量，供电企业需要时刻保证电网的正常运行。高压断路器故障检修及状态监测是电网运行的重要保证之一，采用科学先进的方法，不仅可以提高供电质量，可以降低企业成本，提高工作效率，保证企业效益的增高。

2 高压断路器常见故障

如图1所示，高压断路器的主要结构有：左图1～5依次为操作手柄、隔离主轴、分闸手柄、分合批示、接线插头，右图中6～11分别是电流互感器、绝缘子、隔离架、绝缘拉杆、接线板、隔离刀片。常见的高压断路器五大故障：

2.1 拒绝合闸故障

操作机构本身故障，操作电源未投入或电源电压不足，操作回路断线或熔断器熔体熔断，机械部分有故障，使定位机构未能操作机构锁在合闸位置，操作电压过高，合闸时产生强烈冲击，也会产生不能锁住的现象。

2.2 拒动故障

分析发现拒动故障出现的原因，一般包括机械、电气等方面的因素。①在机械上，传动系统机械和操动机构的问题是引起问题的主要因素。在排查故障时，要检查压缩空气的管道回路是否正常排水以及是否有冻结的现象。如果有冻结的现象，则可能是气动操作机构出现了问题。因此要及时采取解冻措施，然后检查各个部分的运行情况。除此之外，为了排查液压操动机构故障，要对低压闭锁装置、气压表等进行查看，同时，要有拥有专业素质的人对液压回路和液压操动机构的内部各部分进行详细检查。②在对电气的故障进行排查时，要对直流电的电源电压进行检查，保证其符合标准值。检查时要重点检查开关节点、分合闸的线圈、端子排接线，看其是否存在问题。

2.3 泄漏故障

一般情况下，泄漏故障指的都是漏气和漏油问题，漏油问题主要原因有两方面，一个方面是液压油管道有泄漏的地方，另一方面是压缩空气管道有泄漏；气体泄漏则是因为储气罐上的放水阀门没有做好密封工作。

2.4 误动故障

操动机构机械的故障和二次回路接线的故障时导致误动故障出现的原因。在分合闸没有指令的状态下，如果分合闸的电磁铁锁扣扣入太短，出现振动，可能会使分合闸分合，出现误动。除此之外，分合闸的电磁铁电压低，也会造成高压断路器误合、误分。

2.5 绝缘故障

所谓的绝缘故障主要指的是高压断路器内绝缘故障和外绝缘故障，以及瓷套闪络故障。

3 故障检测方法

为了详细了解高压断路器中出现的故障类型，对不同的故障采用针对性的检测是必要的，如图2，高压断路器故障检修和状态检测过程图。

3.1 计算机系统专家诊断法

随时代的发展，计算机技术应用范围逐渐扩大，如今已经延伸到电力企业当中，并且在高压断路器故障检修中，以计算机技术为基础的专家系统诊断方法已经得到广泛应用。知识库、推理机、知识获取模块与解释界面是构成该系统的主要组成部分。存储专家提出的事实依据和规则都来源于知识库；推理机的作用则是用于协调机构控制整个系统；存储专家提出的事实依据和规则来源于知识库；知识库在推理机的协调下，可以为高压断路器故障检修人员提高诊断依据。

3.2 人工神經网络法

人工神经网络法是一种知识存储量大，对环境的适应性高的方法。该方法主要是模拟人脑的构造和人的认知，实现和运用人的神经网络的运行方式，使得系统对断路器进行检测。在使用人工神经网络法时，要先找出断路器中存在的故障，后建立一个网络模型。通过建立起来的模型，可以很快分析找出故障的原因，得到处理故障的方法。这种用建立模型来检修诊断的方法不仅资金投入少，而且在操作便利的情况下能够快捷地找出断路器的故障。不断的实践和积累数据和经验能够提高检测故障的准确性和效率。

4 高压断路器的状态监测

4.1 灭弧室在线监测

总所周知，电力系统中的高压断路器主要的作用体现在两方面，一是绝缘效果很好，二是灭弧性能高。但是，在高压断路器实际的工作当中，会有很多因素影响到其作用的发挥。当高压断路器的绝缘效果和灭弧性能被降低时，很可能会造成系统内部发生泄漏问题，甚至会导致微水超标。从而表明，加强对灭弧室的在线监测是十分必要的，主要是监测其中是否有泄漏的问题发生，一般采用的方法和途径就是检测室内气体密度和压力。

4.2 触头电寿命监测

断路器触头的状况是能够表现断路器使用情况的。一般情况下，灭弧介质、灭弧室以及触头的磨损都是影响断路器使用周期的因素。要得到断路器的寿命，可以采用累计开断电流法、触头相对电磨损法、相对电寿命法等来计算得到，由此对断路器的状态进行有效的监测。

4.3 断路器SF6气体微水含量监测

SF6断路器的实时状态监测内容包括气压、密度、露点值、微水含量、气压变化率以及工作环境温度。而SF6气体中含水量的多少，同样会严重影响到断路器的灭弧性能与绝缘效果，因此，断路器SF6气体微水含量监测至关重要。测量SF6气体微水含量的方法有重量法、露点法、电解法与电容法，不同方法所得测量结果也是不同的，一般建议采用电解法与露点法。而在实际使用高压断路器时，导致SF6气体微水含量超标的因素有很多种，因此，需要通过对检测工艺规定排除测量仪器中，原有空气的取样检测和分析结果，通过对比才能够确定超标原因。

5 结束语

总之，随着经济和科学技术的发展，电已经跟人们的生活分不开了。高压断路器作为能够影响电力系统的重要部分，其故障检修及状态监测工作应该引起充分的重视，将现代信息技术与高压断路器故障处理相结合，提高故障检修工作效率，促进电力系统的稳定性和安全性。

参考文献

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