浅议高压断路器故障检修及状态监测

浅议高压断路器故障检修及状态监测

吴万德张东明

（国网大连市普兰店区供电公司辽宁大连116200）

摘要：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。

关键词：高压断路器；故障检修；状态监测

一、常见的高压断路器故障

1.1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。

1.2拒动故障

拒合和拒分故障是拒动故障中的两种故障。而拒动故障中拒分故障是会导致问题扩大化的严重故障，一般会出现越级跳闸和系统故障的情况。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。

1.3绝缘故障

在高压断路器发生的故障中，绝缘故障是比较常见的问题。一般来说，内、外绝缘故障和瓷套闪络故障是绝缘故障的三个种类。如果出现在断路器内部存在异物而引起的绝缘的情况，需要专业人员来进行处理。

1.4载流故障

引线过热、触头接触不良是导致出现载流故障的主要原因。引线过热是一般是由于短路器的温度高，而触头的接触不良则使得静触头和动触头在接触时无法对准，这些都会使载流问题出现。

1.5泄露故障

对于出现的泄露故障：①因为液压操动出现问题，在液压油管道回路接头处出现漏油的情况或者放油阀没有关闭。②由于储气罐放水阀没有很好地关闭或者压缩空气的回路管道处漏油的气动机构漏气。一旦发生泄露问题，要及时对各个部件进行检查。

二、检测方法

2.1专家诊断法

随着科技的发展、技术的进步，计算机技术也被应用到了高压断路器的故障检修和诊断中，大大提高了高压断路器故障检修的效率。专家诊断法是将一些针对断路器故障的理论知识、处理的方法和经验收集起来形成一个专门的信息系统，方便对故障进行快速处理。通常来说，专家诊断系统由知识获取、知识库、推理机和解释界面共同组成，每个部分都发挥着各自的作用。例如：知识获取是计算机对以存储的故障诊断知识进行有效的识别；知识库存储着故障的解决处理方法和一些专家提出的理论依据，可供参考；而推理机则是负责根据已有的资料管理协调系统。使用专家诊断方法，可以在故障发生时，根据以往案例进行故障判别，提供处理措施，提高工作效率。

2.2人工经络诊断法

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，然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。

三、状态监测

3.1触头电寿命监测

断路器长期使用后，其磨损往往体现在断路器的触头上，因此，触头的磨损程度成为衡量断路器使用寿命的重要指标与参数。另外，灭弧室、灭弧介质等问题同样会给断路器的使用寿命带来不利影响。对于断路器的电寿命，可以通过计算的方法来确定，例如累计开断电流加权法、计及燃弧时间加权评估法、累计开断电流或电弧能量法以及触头相对电磨损与相对电寿命法等。如果运用计及燃弧时间加权评估法，则可以直接计算出断路器触头的磨损程度；而如果运用触头相对电磨损、相对电寿命法，同样能够准确体现高压断路器的实际电磨损，从而达到实时状态监测的目的。

3.2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。

3.3断路器气体微水含量监测

对断路器的实施状态进行监测，主要是对其内部气压、密度、露点值、温度、气压变化频率、微水含量等进行监控和测试。例如，当气体中的水分含量过高时，就会影响到断路器的灭弧性能，以及绝缘效果，明显降低工频闪络电压。因此，断路器气体微水含量监测至关重要。测量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。

3.4气体密度监测

气体密度能够直接决定气体的性能，如果密度降低，则断路器绝缘性能、灭弧性能也会减弱。而气体密度降低的原因是气体泄漏，带入外来水分，增加了含水量。因此，需要对实际运行过程中的气体密度进行在线监测，采取间接的监测方式，通过对气体压力的监测结果来反应实际气体密度。可以为断路器设置两级警告信号，分别为一级补气压力信号与二级闭锁压力信号。在没有发生泄漏问题的正常状态下，气室中的气压会随温度的升高而升高。而在实际电力系统运行中，还可以通过测量，结合气体温度特性曲线，得到气体压力值，从而判断气体泄漏。

结语

高压电网运行中，其运行的质量会受到高压断路器的使用状态直接影响。不仅如此，高压断路器还决定着电网的运行安全。故此，为了保证保障高压断路器使用质量的目的，需要充分认识到断路器状态监测与故障诊断工作的重要性，进而积极采用合理的监测和诊断措施，全面应对断路器故障问题"提高该项工作的实际效率和效果。

参考文献：

[1]孙霞.高压断路器状态监测技术研究[J].中国科技信息，2014.

[2]常有菊.高压断路器常见故障原因分析及处理探讨[J].商品与质量：房地产研究，2014.

[3]刘忠瑞.高压断路器在线监测与故障诊断系统分析[J].中国科技博览，2015.

作者简介：

吴万德（1975.4.13）男，籍贯：辽宁大连，学历：大学本科，职称：技师，职务：班长，研究方向：220KV断路器，单位：国网大连市普兰店区供电公司。

张东明（1964.4.5）男，籍贯：辽宁大连，学历：大学本科，职称：高级技师，职务：班长，单位：国网大连市普兰店区供电公司。