高壓開關(guān)柜的故障診斷技術(shù)淺析

趙 蔚（廈門ABB開關(guān)有限公司,福建 廈門 361006）

高壓開關(guān)柜的故障診斷技術(shù)淺析

趙 蔚
（廈門ABB開關(guān)有限公司,福建 廈門 361006）

摘 要：高壓開關(guān)柜是電網(wǎng)系統(tǒng)的主要裝置，起到保護、斷電等作用。高壓開關(guān)柜與電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行存在很大的聯(lián)系，但是高壓開關(guān)柜很容易出現(xiàn)故障，直接降低了電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性。電力企業(yè)逐漸提高對高壓開關(guān)柜的重視度，采用故障診斷技術(shù)，維護高壓開關(guān)柜的可靠性。所以本文重點探討高壓開關(guān)柜故障診斷技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)柜；故障診斷技術(shù)；在線監(jiān)測

電網(wǎng)系統(tǒng)在運行的過程中，如果出現(xiàn)故障隱患，高壓開關(guān)柜會主動采取斷電的措施，保障電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性能，同時為檢修人員提供穩(wěn)定的維護環(huán)境，充分發(fā)揮了安全保護與防范的作用。高壓開關(guān)柜中故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，目的是提高高壓開關(guān)柜的保護能力，維護開關(guān)柜的穩(wěn)定性，進而消除開關(guān)柜運行中的安全隱患，全面保護電網(wǎng)系統(tǒng)。

1 高壓開關(guān)柜的故障分析

結(jié)合高壓開關(guān)柜在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，匯總高壓開關(guān)柜中出現(xiàn)的故障，例舉常見故障，如下：

1.1 絕緣故障

高壓開關(guān)柜的絕緣故障，風(fēng)險性非常大，是故障診斷技術(shù)中的主要對象。絕緣故障的類型多，引發(fā)原因多樣化，較為常見的原因是閃絡(luò)擊穿，如：CΤ閃絡(luò)等，破壞了高壓開關(guān)柜的絕緣性能，促使其面臨著高風(fēng)險的運行環(huán)境。高壓開關(guān)柜通過故障診斷技術(shù)，預(yù)防絕緣故障，根據(jù)絕緣故障的診斷表現(xiàn)，落實可靠的維護，預(yù)防高壓開關(guān)柜的絕緣故障，提升高壓開關(guān)柜故障診斷技術(shù)的水平，同時保障高壓開關(guān)柜在電網(wǎng)系統(tǒng)中的保護效益。

1.2 拒動、誤動

拒動、誤動在高壓開關(guān)柜中的危害性比較大，導(dǎo)致開關(guān)柜無法正常的運行，進而停滯或危險的狀態(tài)中[1]。高壓開關(guān)柜發(fā)生此類故障的原因有：（1）電氣控制有缺陷，不能保障正常的電氣運行；（2）高壓開關(guān)柜發(fā)生機械故障，阻礙了開關(guān)柜的運行。開關(guān)柜發(fā)生拒動或誤動時，嚴重影響了周圍的電網(wǎng)系統(tǒng)，促使電網(wǎng)系統(tǒng)潛在很大的安全風(fēng)險。

1.3 開斷、關(guān)合故障

開斷、關(guān)合故障，是由斷路器引起的，干預(yù)了高壓開關(guān)柜的安全狀態(tài)。例如：高壓開關(guān)柜中真空斷路器的應(yīng)用，出現(xiàn)滅弧情況時，就會影響真空度，進而對高壓開關(guān)柜造成干擾，此時真空斷路器不能正常工作，即使高壓開關(guān)柜檢測到電網(wǎng)故障，也不能進行正常的保護動作[2]。開斷、關(guān)合故障相對而言比較常見，其對高壓開關(guān)柜的影響非常大，需借助故障診斷技術(shù)，準確的找出高壓開關(guān)柜中的開斷或關(guān)合故障，規(guī)避故障風(fēng)險隱患。

2 高壓開關(guān)柜的故障診斷技術(shù)

高壓開關(guān)柜故障診斷技術(shù)的前提是落實在線監(jiān)測，通過在線監(jiān)測明確高壓開關(guān)柜的運行狀態(tài)，由此才能實行故障診斷。結(jié)合高壓開關(guān)柜在電網(wǎng)系統(tǒng)中的故障表現(xiàn)，分析故障診斷技術(shù)的應(yīng)用。

2.1 在線監(jiān)測

高壓開關(guān)柜的在線監(jiān)測，需要借助傳感器裝置，借助傳感器，全面監(jiān)測高壓開關(guān)柜的運行狀態(tài)。例舉在線監(jiān)測中比較常見的傳感器，如下：

2.1.1 溫度傳感器

溫度傳感器，用于監(jiān)測高壓開關(guān)柜中母線的溫度，預(yù)防母線之間的電磁干擾問題，消除母線故障。溫度傳感器監(jiān)測母線連接位置，傳輸連接處的溫度數(shù)據(jù)，檢修人員根據(jù)溫度狀態(tài)，判斷母線連接是否正常。

2.1.2 位移傳感器

位移傳感器用在斷路器部分，監(jiān)測斷路器的運行狀態(tài)，評估斷路器的性能。位移傳感器能夠監(jiān)測到斷路器的速度曲線，維護斷路器處于正常的運行狀態(tài)，防范速度失控或不正常的情況。

2.1.3 振動傳感器

振動傳感器集中監(jiān)測高壓開關(guān)柜的振動方式，找出影響高壓開關(guān)柜運行的因素[3]。振動傳感器的監(jiān)測內(nèi)容，并不是局限在一項構(gòu)成元件，而是以多項元件為監(jiān)測對象，實現(xiàn)全方位的在線監(jiān)測。

2.2 故障診斷技術(shù)

以某10kV高壓開關(guān)柜為例，分析故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，該高壓開關(guān)柜故障診斷中，在故障監(jiān)測的基礎(chǔ)上，將故障診斷技術(shù)分為兩類，如下：

2.2.1 依據(jù)樣板的故障診斷技術(shù)

高壓開關(guān)柜中依據(jù)樣板的故障診斷技術(shù)有：（1）閾值診斷，對照閾值規(guī)范的標準數(shù)據(jù)，比對高壓開關(guān)柜運行中的實際數(shù)據(jù)，如果實際數(shù)據(jù)與閾值不符，表明高壓開關(guān)柜出現(xiàn)了故障；（2）波形診斷，以高壓開關(guān)柜的物理量為主，實行波形診斷，觀察高壓開關(guān)柜物理變化的狀態(tài)，反饋設(shè)備運行的信息，波形診斷分為兩類，第一是時域診斷，以時間物理量為評估樣本，診斷設(shè)備的故障，第二是頻域診斷；以頻譜物理量為評估樣本，得出設(shè)備的實際狀態(tài)；（3）指紋診斷，檢測高壓開關(guān)柜的運行圖形，得出可用的數(shù)據(jù)后，比對樣板數(shù)據(jù)，找出高壓開關(guān)柜中的故障問題，此類方法不能采取在線診斷，只能依照指紋診斷進行故障監(jiān)測。

2.2.2 依據(jù)規(guī)則的故障診斷技術(shù)

該高壓開關(guān)柜中的規(guī)則故障診斷，主要是按照開關(guān)柜在電網(wǎng)系統(tǒng)中的運行規(guī)則，實行規(guī)則化的故障診斷[4]。依照規(guī)則的故障診斷技術(shù)，按照該高壓開關(guān)柜的故障級別，分為三項規(guī)則，首先是邏輯診斷，此類診斷方法較為簡單，普遍適應(yīng)高壓開關(guān)柜的故障檢測，雖然邏輯診斷規(guī)則范圍廣，但是缺乏精準性，故障診斷中潛在很大的干擾，降低了診斷精度；然后是模糊診斷方法，其在該高壓開關(guān)柜中的診斷精度要高于邏輯控制，而且可以診斷出大型的故障，例如：某次高壓開關(guān)柜運行中，模糊診斷檢測到高壓開關(guān)柜附近的溫度超出正常標準，立即采取了降溫措施，如果不采取降溫處理，高壓開關(guān)柜有可能發(fā)生爆炸，引發(fā)停電、供電中斷等問題；最后是統(tǒng)計診斷，此類故障診斷方法對實驗的要求高，需要借助實驗依據(jù)，才能完成準確的診斷。

3 結(jié)束語

故障診斷技術(shù)是高壓開關(guān)柜安全運行的基礎(chǔ)保障，滿足電網(wǎng)系統(tǒng)的安全需求。高壓開關(guān)柜故障診斷技術(shù)的條件是在線監(jiān)測，監(jiān)控高壓開關(guān)柜的實際運行，找出潛在的風(fēng)險隱患，在此基礎(chǔ)上落實故障處理的策略，解決高壓開關(guān)柜中的故障問題，確保開關(guān)柜在電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用價值，體現(xiàn)故障診斷技術(shù)的實踐效益。

參考文獻：

[1]羅運虎.智能化高壓開關(guān)柜監(jiān)控與故障診斷技術(shù)的研究[D].山東科技大學(xué),2003.

[2]幸晉渝,劉念.高壓開關(guān)柜的在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)[J].四川電力技術(shù),2004(06):6-8.

[3]陳銘.高壓開關(guān)柜的在線監(jiān)測和故障診斷[J].廣東科技,2013(16):122+121.

[4]孫正來.高壓開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測技術(shù)研究[D].合肥工業(yè)大學(xué),2007.

作者簡介：趙蔚（1976-），男，江西人，碩士，工程師，研究方向：電力工程。