斷路器狀態檢修策略分析

張彥飛

摘要：斷路器作為電力系統的重要組成部分，其健康狀態直接影響著整個電力系統的正常運行。傳統的斷路器檢修主要以定期檢修為主，該檢修模式針對性不強、效率較低，且經濟成本偏高，不利于電力系統的長期穩定運行，需要通過狀態檢修提高斷路器檢修效率，保證斷路器的長期穩定運行。文章在簡要概述斷路器狀態檢修必要性的基礎上，主要從四個方面對斷路器狀態檢修整體策略進行了分析，可為斷路器狀態檢修的廣泛應用提供參考。

關鍵詞：斷路器；狀態檢修；在線監測；電力系統；檢修效率；定期檢修

中圖分類號：TM561 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）34-0125-03

隨著國民經濟的快速發展以及人們生活物質水平的逐步提高，在電網規模不斷擴大的趨勢下，電力系統安全、穩定運行愈加重要，這就對變壓器、斷路器等元件的持續正常運行提出了更高的要求。根據相關數據統計，電力系統各元件所導致的非計劃停電事故中，斷路器所占次數和時間達到了總量的60%以上，直接影響著電力企業經濟及社會效益的提高，因此，需要采取各項措施提高斷路器的運行可靠性。一種措施是提高斷路器產品本身的質量，另一種則是進行必要的檢修以避免故障的發生，這是電力企業需要深入探究的主題，也是本文所研究的重點。現階段，我國電力系統中的斷路器仍以計劃檢修為主，這是一種定期解體式的檢修方式，主要根據運行檢修經驗來確定檢修周期，表現出了很大的局限性，特別是隨著電力系統規模的不斷擴大，斷路器的數量越來越多，暴露出了諸多缺陷，如檢修量大、檢修成本高、檢修過剩等。基于這種現實情況，狀態檢修被逐步應用于斷路器檢修中，該檢修方式以實際運行工況為基礎，通過判斷分析運行狀態下的各種參數和特性來確定檢修內容，針對性強、費用較低，能顯著提高斷路器運行的可靠性和經濟性，因此，對其進行研究具有一定的實際意義。

1 斷路器狀態檢修的必要性

隨著大量新型電力設備的應用，現有檢修依據和策略已無法適應電力系統發展要求，若根據以往的運行維護經驗，斷路器定期檢修決策的確定主要依據兩類指標：一是開斷短路電流和空載操作次數以及累計開斷電流數值；二是斷路器的帶電運行以及不帶電運行時間。另外，還采用臨時發現缺陷的臨時檢修。而在電力系統中，大多數斷路器的開斷短路和操作次數以及開斷額定短路電流是非常少的，且每次開斷短路電流都相同，很難正確統計，這不利于檢修決策的準確性，整個檢修過程也較為頻繁。另外，對于可靠性較高的高壓SF6斷路器而言，若以一類指標為依據來確定檢修周期，時間必然太長，則只能根據二類指標來確定檢修決策，即所謂“到期必修”的周期性檢修，主要由長期運行經驗來決定，具有很大的盲目性和隨機性。這種檢修方式的應用，可能會給很多性能良好的斷路器增加不必要的檢修次數，更嚴重的會因為檢修而留下安全隱患。基于電力系統安全性、穩定性考慮，迫切需要改善當前這種定期檢修模式，根據斷路器的故障發生規律，采用實時在線的狀態檢修方式，以解決檢修時間、檢修項目等問題。狀態檢修可通過對斷路器實時運行狀況的在線監測，探明斷路器可能存在隱患部位以及可能發生故障的時間，預先安排停電計劃和采購相關備件，組織維修人員高效地檢修工作，以提高電力系統正常運行的持續性，達到“有病才修、修必修好”的目的，總之，狀態檢修的針對性及經濟性特征決定未來必然會逐步代替定期檢修，需要對狀態檢修進行更為深入的研究。

2 斷路器狀態檢修策略

斷路器狀態檢修是一個系統性的過程，并不是僅以理論計算結果為依據，需要以多年累積的運行經驗為基礎，采用宏觀與微觀相結合的原則，通過對斷路器共性問題的掌握和個體設備的具體分析來評估該斷路器的健康狀態。宏觀分析是斷路器狀態檢修的基礎，定性及定量認識是斷路器狀態檢修的核心，二者的有效結合制定出以下斷路器狀態檢修總體策略。

2.1 基礎管理

電力系統中運行的電路器數量是非常多的，因此，斷路器的基礎管理工作非常重要，它是狀態檢修實施的前提，時常能起到事半功倍的效果，這就要求必須做好斷路器設備的原始記錄和整理分類工作，如設備臺賬、技術資料、運行檢修數據、試驗資料等，以建立一個信息齊全、分類具體的斷路器數據倉庫。缺陷數據的分類必須詳盡，數據樣本的錄入過程也要準確，保證相關人員按規定錄入，并及時回傳到設備信息數據庫，這是斷路器狀態得以準確判斷分析的前提。同時，應加強包括設計、設備選型和安裝調試在內的整個管理工作，對由于設計、制造及材質等原因所導致的運行“先天性”缺陷，應著力通過改造斷路器加以解決，為斷路器狀態檢修減少不必要的工件量，提高斷路器狀態檢修總體

效率。

2.2 設備監測

先進的監測試驗手段是及時了解和掌握斷路器運行狀態的基礎，隨著電力電子技術的不斷進步，斷路器在線監測技術已廣泛應用于電力生產實際。目前斷路器的在線監測已趨向于智能化，這是未來的發展趨勢，通過與計算機技術和專家系統的結合，可對斷路器開斷電流和機械狀態進行監測。特別是專家系統已不斷成熟，通過專家系統對斷路器可能存在故障的判斷是狀態檢修的有益補充，它能通過對故障發生頻率的統計，快速確定故障產生的原因，找到故障根源所在，追本溯源地提出故障消除方法，并減少故障排查時間，縮短停電時間，提高經濟效益。為了專家系統的有效實施，必須注意不同結構斷路器的時效性，因為不同種類斷路器的相關技術在不斷更新，而故障類型和故障原因的分類需要較長時間的數據積累才能走向成熟和趨于系統化，當能夠利用專家系統進行故障類型判斷時，往往該斷路器相關技術可能由于更新換代而走向被替代的邊緣，因此在實踐過程中必須重視專家系統的時效性。在計算機技術和專家系統的充分利用下，可對影響斷路器狀態的多項因子進行監測，具體內容包括斷路器動作、輔助開關動作、開斷電流、氣體的含水量、氣體密度等，將所監測到的這些數據與額定參數作綜合比較，從而找到問題所在，進而得出正確的檢修決策。斷路器的智能化在線監測減少人工監測的主觀性，只要信號采集精準，輔以科學的評價方法，即能得到正確的斷路器狀態信息，從而提出對應的解決思路。endprint

2.3 狀態評價

斷路器在線監測是一種有效的監督手段，但對斷路器運行狀態的綜合分析和判斷不僅僅局限于在線監測所得出的實時數據，還應包括對運行狀態客觀評價。可以說斷路器運行狀態評價是一種綜合反映斷路器運行狀態的狀態檢修手段，它是狀態檢修的重要環節。為了保證評價結果的客觀性和科學性，正確地概括出設備的真實狀態，必須從斷路器的基礎狀況入手，以評分的方式體現出設備運行工況，最終通過加權平均得出斷路器的實際運行情況，為斷路器有效的檢修決策提供重要依據。斷路器的運行狀態可通過0～100之間的分值來表述，一般0分是需要立即進行檢修的設備，100分則說明該斷路器處于一個良好的運行狀態。斷路器狀態評價雖說已形成了一定的標準，但在實踐過程中需注意以下兩個要點：一是評分項目的把握，一般包括在線的數據、試驗數據、運行缺陷以及設備家族缺陷等。二是評分時間的確定，以SF6斷路器為例，斷路器新裝投運前，進行一次狀態評分；斷路器經過檢修，重新投運之后進行一次狀態評分；斷路器在正常情況下，每三個月進行一次評分，在線評分下降至60分左右時，評分周期應縮短為一個月。狀態評分作為對斷路器運行狀態的實時歸納，對斷路器的檢修、維護、試驗具有一定的指導意義，例如根據分值可縮短斷路器預防性試驗周期，由通常的三年縮短為一年，也可參考評定分值適當增加運行巡視等。狀態評價通過具體的評價分值來綜合反映斷路器的健康狀況，可以說是狀態檢修過程中不可或缺的內容。

2.4 檢修實施

斷路器狀態檢修僅僅有狀態監測和狀態評價是不完整的，需根據斷路器的不同類型和不同評價狀態選擇不同的檢修策略，因此還需檢修決策以促進檢修措施的實施。除了以相應管理機制來保障檢修活動和檢修行為的實施外，檢修的實施還應科學合理、有據可依，根據斷路器狀態檢修相關規范，結合筆者所在區域斷路器運行工作實際，在斷路器檢修實施過程中需要注意以下五個方面：正常狀態特別重要部位的斷路器按規定周期開展C類檢修，檢修周期宜與狀態檢修試驗周期一致；評價為正常狀態的斷路器，按照周期進行巡檢；評價為注意狀態的斷路器需加強巡檢，結合線路停電檢修進行更換；評價為嚴重狀態的斷路器需及時進行檢修；根據斷路器狀態的優劣程度，較差的先安排檢修，檢修任務盡量每年均衡。另外，斷路器的故障產生是多方面因素引起，這就要求積累豐富的檢修經驗，為故障的快速處理提供保障。總之，斷路器檢修措施的實施需根據狀態評價結果，參照相關規范，及時采取針對性、有效性的檢修措施，以保證電力系統的穩定運行。

3 結語

從文章的分析可以看出，斷路器狀態檢修是一個系統性的過程，根據電力系統實際，未來的斷路器狀態檢修工作中主要應做好以下四個方面的工作：（1）斷路器基礎資料及信息的收集整理，建立設備信息數據庫，并分類錄入，保證信息的真實性和準確性，做到賬實相符、及時更新，為斷路器狀態檢修工作的有效開展打好基礎；（2）先進斷路器狀態檢修技術及設備的應用，全面提升斷路器帶電檢測及在線監測能力，特別是智能監測系統及專家系統在技術和應用方面要不斷更新和突破；（3）深化開展斷路器評價工作，全面提升狀態評價水平，評價項目具體詳盡，評價標準科學客觀，以保證評價結果的準確性，為檢修決策提供參考；（4）以評價結果為依據，根據斷路器的健康狀態，結合日常的運行經驗采用針對性的檢修策略，保證檢修過程的經濟性和有效性。

參考文獻

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