高壓開關柜的故障診斷技術淺析

趙 蔚（廈門ABB開關有限公司,福建 廈門 361006）

高壓開關柜的故障診斷技術淺析

趙 蔚
（廈門ABB開關有限公司,福建 廈門 361006）

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

關鍵詞：高壓開關柜；故障診斷技術；在線監測

電網系統在運行的過程中，如果出現故障隱患，高壓開關柜會主動采取斷電的措施，保障電網系統的安全性能，同時為檢修人員提供穩定的維護環境，充分發揮了安全保護與防范的作用。高壓開關柜中故障診斷技術的應用，目的是提高高壓開關柜的保護能力，維護開關柜的穩定性，進而消除開關柜運行中的安全隱患，全面保護電網系統。

1 高壓開關柜的故障分析

結合高壓開關柜在電網系統中的應用，匯總高壓開關柜中出現的故障，例舉常見故障，如下：

1.1 絕緣故障

高壓開關柜的絕緣故障，風險性非常大，是故障診斷技術中的主要對象。絕緣故障的類型多，引發原因多樣化，較為常見的原因是閃絡擊穿，如：CΤ閃絡等，破壞了高壓開關柜的絕緣性能，促使其面臨著高風險的運行環境。高壓開關柜通過故障診斷技術，預防絕緣故障，根據絕緣故障的診斷表現，落實可靠的維護，預防高壓開關柜的絕緣故障，提升高壓開關柜故障診斷技術的水平，同時保障高壓開關柜在電網系統中的保護效益。

1.2 拒動、誤動

拒動、誤動在高壓開關柜中的危害性比較大，導致開關柜無法正常的運行，進而停滯或危險的狀態中[1]。高壓開關柜發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）高壓開關柜發生機械故障，阻礙了開關柜的運行。開關柜發生拒動或誤動時，嚴重影響了周圍的電網系統，促使電網系統潛在很大的安全風險。

1.3 開斷、關合故障

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

2 高壓開關柜的故障診斷技術

高壓開關柜故障診斷技術的前提是落實在線監測，通過在線監測明確高壓開關柜的運行狀態，由此才能實行故障診斷。結合高壓開關柜在電網系統中的故障表現，分析故障診斷技術的應用。

2.1 在線監測

高壓開關柜的在線監測，需要借助傳感器裝置，借助傳感器，全面監測高壓開關柜的運行狀態。例舉在線監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，用于監測高壓開關柜中母線的溫度，預防母線之間的電磁干擾問題，消除母線故障。溫度傳感器監測母線連接位置，傳輸連接處的溫度數據，檢修人員根據溫度狀態，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，監測斷路器的運行狀態，評估斷路器的性能。位移傳感器能夠監測到斷路器的速度曲線，維護斷路器處于正常的運行狀態，防范速度失控或不正常的情況。

2.1.3 振動傳感器

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

2.2 故障診斷技術

以某10kV高壓開關柜為例，分析故障診斷技術的應用，該高壓開關柜故障診斷中，在故障監測的基礎上，將故障診斷技術分為兩類，如下：

2.2.1 依據樣板的故障診斷技術

高壓開關柜中依據樣板的故障診斷技術有：（1）閾值診斷，對照閾值規范的標準數據，比對高壓開關柜運行中的實際數據，如果實際數據與閾值不符，表明高壓開關柜出現了故障；（2）波形診斷，以高壓開關柜的物理量為主，實行波形診斷，觀察高壓開關柜物理變化的狀態，反饋設備運行的信息，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，得出設備的實際狀態；（3）指紋診斷，檢測高壓開關柜的運行圖形，得出可用的數據后，比對樣板數據，找出高壓開關柜中的故障問題，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測。

2.2.2 依據規則的故障診斷技術

該高壓開關柜中的規則故障診斷，主要是按照開關柜在電網系統中的運行規則，實行規則化的故障診斷[4]。依照規則的故障診斷技術，按照該高壓開關柜的故障級別，分為三項規則，首先是邏輯診斷，此類診斷方法較為簡單，普遍適應高壓開關柜的故障檢測，雖然邏輯診斷規則范圍廣，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：某次高壓開關柜運行中，模糊診斷檢測到高壓開關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，高壓開關柜有可能發生爆炸，引發停電、供電中斷等問題；最后是統計診斷，此類故障診斷方法對實驗的要求高，需要借助實驗依據，才能完成準確的診斷。

3 結束語

故障診斷技術是高壓開關柜安全運行的基礎保障，滿足電網系統的安全需求。高壓開關柜故障診斷技術的條件是在線監測，監控高壓開關柜的實際運行，找出潛在的風險隱患，在此基礎上落實故障處理的策略，解決高壓開關柜中的故障問題，確保開關柜在電網系統中的應用價值，體現故障診斷技術的實踐效益。

參考文獻：

[1]羅運虎.智能化高壓開關柜監控與故障診斷技術的研究[D].山東科技大學,2003.

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

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

[4]孫正來.高壓開關柜溫度在線監測技術研究[D].合肥工業大學,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。