高壓斷路器的故障檢修及狀態(tài)監(jiān)測探究①

趙紹亮

摘?要：隨著社會的進(jìn)步與能源需要的不斷擴(kuò)大。電力已經(jīng)成為我國能源消費(fèi)最大份額之一。未來隨著發(fā)輸電技術(shù)的不斷完善，電網(wǎng)規(guī)模也將與日俱增。所以相關(guān)線路的安全性與完備性需要特種設(shè)備和相關(guān)的保護(hù)裝置進(jìn)行預(yù)防。本文基于高壓斷路器的故障檢修及狀態(tài)監(jiān)測方面展開相關(guān)探討，在理論結(jié)合實際的前提下全方位展示易發(fā)故障的重要部位和常見的故障類型，為現(xiàn)場的維修工作提出參考意見。

關(guān)鍵詞：高壓斷路器;故障;檢修;狀態(tài);監(jiān)測

引言

隨著社會的進(jìn)步與能源需求的不斷擴(kuò)大，電力已經(jīng)成為我國能源消費(fèi)最大份額之一。未來隨著發(fā)輸電技術(shù)的不斷完善，電網(wǎng)規(guī)模也將與日俱增，因此相關(guān)線路的安全性與完備性需要特種設(shè)備和相關(guān)保護(hù)裝置進(jìn)行預(yù)防。高壓斷路器就是電力領(lǐng)域及其相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中不可或缺的典型保護(hù)設(shè)施，能在關(guān)鍵時刻預(yù)防關(guān)鍵回路防止惡性事故的發(fā)生。當(dāng)前新的高壓電網(wǎng)對斷路器提出了更高的要求和穩(wěn)定性，因此在斷路器監(jiān)測與故障處理方面則需要相關(guān)科研單位與電網(wǎng)公司共同研究。

1高壓斷路器的組成結(jié)構(gòu)及工作原理

根據(jù)高壓斷路器功能，一般可以被分為導(dǎo)電部分、絕緣部分、解除系統(tǒng)和滅弧裝置以及操作系統(tǒng)。 為了確保高壓斷路器功能正常， 必須確保其能夠依靠機(jī)械部件發(fā)生正常動作 ，因此，要求各個機(jī)械部件都具備較高的牢固性和可靠性。 斷路器的基本結(jié)構(gòu)包括操動機(jī)構(gòu)、絕緣支撐、傳動機(jī)構(gòu)、導(dǎo)電回路、滅弧室以及支架這六部分。 斷路器的傳動鏈構(gòu)成部分主要包括機(jī)構(gòu)傳動連桿、拐臂、主軸、絕緣推桿、三角拐臂和觸頭彈簧裝置等。 利用絕緣拉桿、觸頭彈簧等同真空滅弧室的動導(dǎo)電桿連接操動機(jī)構(gòu)，使其帶動導(dǎo)電桿運(yùn)動完成合、分閘操作。

2高壓斷路器中存在的故障以及檢測方法

2.1高壓斷路器中的故障

為了提高高壓電網(wǎng)的穩(wěn)定性并且更好的解決高壓斷路器中的故障，對高壓短路器中發(fā)生的故障進(jìn)行詳細(xì)的了解是基本，因為不同的故障檢修方法適用于不同的故障。下面將對斷路器中的故障進(jìn)行闡述。

2.1.1載流故障

引線過熱、觸頭接觸不良是導(dǎo)致出現(xiàn)載流故障的主要原因。如圖1，高壓斷路器結(jié)構(gòu)圖所示，引線過熱是一般是由于短路器的溫度高，而觸頭的接觸不良則使得靜觸頭和動觸頭在接觸時無法對準(zhǔn)，這些都會使載流問題出現(xiàn)。

2.1.2拒動故障

拒合和拒分故障是拒動故障中的兩種故障。而拒動故障中拒分故障是會導(dǎo)致問題擴(kuò)大化的嚴(yán)重故障，一般會出現(xiàn)越級跳閘和系統(tǒng)故障的情況。分析發(fā)現(xiàn)拒動故障出現(xiàn)的原因，一般包括機(jī)械、電氣等方面的因素。①在機(jī)械上，傳動系統(tǒng)機(jī)械和操動機(jī)構(gòu)的問題是引起問題的主要因素。在排查故障時，要檢查壓縮空氣的管道回路是否正常排水以及是否有凍結(jié)的現(xiàn)象。如果有凍結(jié)的現(xiàn)象，則可能是氣動操作機(jī)構(gòu)出現(xiàn)了問題。因此要及時采取解凍措施，然后檢查各個部分的運(yùn)行情況。除此之外，為了排查液壓操動機(jī)構(gòu)故障，要對低壓閉鎖裝置、氣壓表等進(jìn)行查看，同時，要有擁有專業(yè)素質(zhì)的人對液壓回路和液壓操動機(jī)構(gòu)的內(nèi)部各部分進(jìn)行詳細(xì)檢查。②在對電氣的故障進(jìn)行排查時，要對直流電的電源電壓進(jìn)行檢查，保證其符合標(biāo)準(zhǔn)值。檢查時要重點檢查開關(guān)節(jié)點、分合閘的線圈、端子排接線，看其是否存在問題。

2.1.3誤動故障

操動機(jī)構(gòu)機(jī)械的故障和二次回路接線的故障時導(dǎo)致誤動故障出現(xiàn)的原因。在分合閘沒有指令的狀態(tài)下，如果分合閘的電磁鐵鎖扣扣入太短，出現(xiàn)振動，可能會使分合閘分合，出現(xiàn)誤動。除此之外，分合閘的電磁鐵電壓低，也會造成高壓斷路器誤合、誤分。

2.1.4泄露故障

對于出現(xiàn)的泄露故障：①因為液壓操動出現(xiàn)問題，在液壓油管道回路接頭處出現(xiàn)漏油的情況或者放油閥沒有關(guān)閉。②由于儲氣罐放水閥沒有很好地關(guān)閉或者壓縮空氣的回路管道處漏油的氣動機(jī)構(gòu)漏氣。一旦發(fā)生泄露問題，要及時對各個部件進(jìn)行檢查。

2.1.5絕緣故障

在高壓斷路器發(fā)生的故障中，絕緣故障是比較常見的問題。一般來說，內(nèi)、外絕緣故障和瓷套閃絡(luò)故障是絕緣故障的三個種類。如果出現(xiàn)在斷路器內(nèi)部存在異物而引起的絕緣的情況，需要專業(yè)人員來進(jìn)行處理。

2.2檢測方法

為了詳細(xì)了解高壓斷路器中出現(xiàn)的故障類型，對不同的故障采用針對性的檢測是必要的，如圖2，高壓斷路器故障檢修和狀態(tài)檢測過程圖。

2.2.1專家診斷法

隨著科技的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步，計算機(jī)技術(shù)也被應(yīng)用到了高壓斷路器的故障檢修和診斷中，大大提高了高壓斷路器故障檢修的效率。專家診斷法是將一些針對斷路器故障的理論知識、處理的方法和經(jīng)驗收集起來形成一個專門的信息系統(tǒng)，方便對故障進(jìn)行快速處理。通常來說，專家診斷系統(tǒng)由知識獲取、知識庫、推理機(jī)和解釋界面共同組成，每個部分都發(fā)揮著各自的作用。例如：知識獲取是計算機(jī)對以存儲的故障診斷知識進(jìn)行有效的識別;知識庫存儲著故障的解決處理方法和一些專家提出的理論依據(jù)，可供參考;而推理機(jī)則是負(fù)責(zé)根據(jù)已有的資料管理協(xié)調(diào)系統(tǒng)。使用專家診斷方法，可以在故障發(fā)生時，根據(jù)以往案例進(jìn)行故障判別，提供處理措施，提高工作效率。

2.2.2人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是一種知識存儲量大，對環(huán)境的適應(yīng)性高的方法。該方法主要是模擬人腦的構(gòu)造和人的認(rèn)知，實現(xiàn)和運(yùn)用人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行方式，使得系統(tǒng)對斷路器進(jìn)行檢測。在使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法時，要先找出斷路器中存在的故障，然后建立一個網(wǎng)絡(luò)模型。通過建立起來的模型，可以很快分析找出故障的原因，得到處理故障的方法。

3高壓斷路器的狀態(tài)監(jiān)測

3.1觸頭電壽命監(jiān)測

經(jīng)過長期使用的高壓斷路器，斷路器的觸頭逐漸會被磨損，而衡量斷路器使用壽命的重要指標(biāo)與參數(shù)，則是觸頭的磨損程度。另外，斷路器的使用壽命同樣會受到滅弧室、滅弧介質(zhì)等問題影響。

3.2滅弧室在線監(jiān)測

總所周知，電力系統(tǒng)中的高壓斷路器主要的作用體現(xiàn)在兩方面，一是絕緣效果很好，二是滅弧性能高。但是，在高壓斷路器實際的工作當(dāng)中，會有很多因素影響到其作用的發(fā)揮。當(dāng)高壓斷路器的絕緣效果和滅弧性能被降低時，很可能會造成系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生泄漏問題，甚至?xí)?dǎo)致微水超標(biāo)。從而表明，加強(qiáng)對滅弧室的在線監(jiān)測是十分必要的，主要是監(jiān)測其中是否有泄漏的問題發(fā)生，一般采用的方法和途徑就是檢測室內(nèi)氣體密度和壓力。

3.3斷路器氣體微水含量監(jiān)測

對斷路器的實施狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，主要是對其內(nèi)部氣壓、密度、露點值、溫度、氣壓變化頻率、微水含量等進(jìn)行監(jiān)控和測試。例如，當(dāng)氣體中的水分含量過高時，就會影響到斷路器的滅弧性能，以及絕緣效果，明顯降低工頻閃絡(luò)電壓。因此，斷路器氣體微水含量監(jiān)測至關(guān)重要。

結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及用電需要的不斷增高，給供電企業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。為了滿足用電需求和供電質(zhì)量，供電企業(yè)需要時刻保證電網(wǎng)的正常運(yùn)行。高壓斷路器故障檢修及狀態(tài)監(jiān)測是電網(wǎng)運(yùn)行的重要保證之一，采用科學(xué)先進(jìn)的方法，不僅可以提高供電質(zhì)量，可以降低企業(yè)成本，提高工作效率，保證企業(yè)效益的增高。

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