高壓開關電器設備的常見故障及其處理措施

摘要：高壓開關電器設備在電力系統中發揮著巨大的作用，因此高壓開關電器設備導致的后果是相當嚴重的。文章從分析我國高壓開關電器設備的發展趨勢入手，概述了我國目前高壓開關電器設備常見的三種故障類型，在此基礎之上提出維護高壓開關電器設備的維護措施，以期從根本上解決高壓開關電器設備的常見故障。

關鍵詞：高壓開關；電器設備；故障維護；常見故障；電力系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM564 文章編號：1009-2374（2015）24-0042-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.24.021

在電力系統中，高壓開關設備是很關鍵，也是很重要的組成部分，設備的指標性能對電力系統的可靠、安全運行起著至關重要的作用。電力系統如果部分發生故障，生產設備即使只是短暫的停止工作，也會帶來巨大的損失，若是長時間的停止工作，后果更是不堪設想。電力技術不斷發展，用戶的用電需求也在不斷的提高，傳統意義上的高壓開關電器設備也逐漸凸顯出了一些缺陷和不足。降低高壓開關電器設備的常見故障并且尋求其處理措施，是目前大眾關注的焦點。

1 高壓開關電器設備的發展趨勢

目前，我國對于電力系統的控制，一般是通過高壓開關電器設備實現的，通過開關的閉合，可以完成不同線路之間的切換，這樣的運行模式可以很大程度的優化供配電的效益。高壓開關電器在目前的電力系統中應用廣泛，可以很好地保障電力運營的安全可靠性和有效性，同時可以很好地提高電力系統的經濟效益。

我國對于高壓開關電器的相關研究起步相對較晚，但是在設備產品的構建方面內容較為豐富，傳統的空氣開關被真空斷路器開關和GIS開關逐漸取代，設備產品的內容有了根本性的提高。而且，上文提到的高壓開關電器設備可以在一些較大范圍的生產活動中進行大規模的應用，可以高效、可靠地實現電力的切換，并進行相關故障的處理，該行業的發展進步進一步促進了我國社會主義建設事業。

在近幾年的發展中，我國的高壓開關電器設備，逐漸由以前的低壓負荷提升為現在的高壓負荷，即由12kV提升為750kV，我國在負荷電壓方面已經達到國際的領先水平，而且正逐漸向更高的水平發展。

2 高壓開關電器設備的常見故障

對于10kV的高壓開關設備，經常會出現由于熱量累積引起的設備老化、線路短路等一系列的設備故障。10kV的高壓開關設備在運行時，因為外部或者內部因素的干擾，開關設備的結構性質會發生顯著的改變，特別是對于觸頭類的連接。10kV的高壓開關電氣設備常見的故障類型有以下兩個方面：

2.1 導流回路節點引起設備故障

對于10kV的高壓開關電器設備，其導流的回路主要由汞、鉛等金屬組成，電流在流經回路之后會不斷產生熱量，溫度隨之上升，相應的公式為：P=I2R（其中P是指在導流回路中產生的熱功率，I是指導流回路流經的電流，R是指導流回路中的直流電阻）。導流回路產生熱量，引起溫度上升，在一般的情況下，這不會對10kV高壓開關電器設備產生較為顯著的影響，但是如果在導流回路中出現較多的節點，則導流回路的電阻會增大，整個導流回路中的熱量迅速累積，導流回路局部發熱。這樣的情況很容易使得高壓開關電器設備內部的溫度相對較高，加快設備表面金屬氧化的速度，最終導致設備老化速度加劇。

2.2 介質損耗導致設備出現故障

分析10kV高壓開關電氣設備，其對于自身系統的保護、絕緣和散熱一般是通過自身的電介質實現。但是在外部環境的影響下，電介質會逐漸產生一定的損耗，使整個發熱，相應的公式為：P=U2ωCtgδ（P指的是因為介質損耗產生的熱功率，U指的是高壓開關設備電壓，ω指的是施加電壓角頻率，C指的是介質的等值電容值，Ctgδ指的是介質的損耗因數）。一般情況下，在運行10kV的高壓開關電器設備時，電介質會隨著運行逐漸減少，介質的損耗因數增大，引起介質損耗，設備由于介質損耗引起的熱功率增大而出現故障。

3 高壓開關電器設備的處理措施

在診斷、維修10kV高壓開關電器設備時，第一步即是設立維修診斷的相關指標，要保證指標的科學合理性，然后以此為依據對設備進行檢測，這是對高壓開關電器設備進行診斷和維修的根本。進行總結、分析，其主要診斷和維修指標如下：

3.1 基本指標

在運行10kV高壓開關電器設備時，如果電流溫度恒定，且開關設備正常運行，發熱量基本相同，則選取實施的穩定電流或者溫度值作為標準值。對比高壓開關電器設備的實測值和標準值，可以分析設備可能的故障，如果兩者間的差異越大，則說明故障潛在風險越大。

3.2 外部故障指標

在遵循《導則》中的數值規定的基礎上，確認10kV高壓開關電氣設備的外部故障相關指標，在該前提下，根據環境的具體情況，設置最高的允許溫度，作為故障標準，并且以此作為故障的診斷標準。具體見表1：

3.3 內部故障標準

在設置內部故障標準時，要對設備內部的原件進行科學的控制，結合《導則》的標準，分析溫度。具體見表2：

在明確高壓開關電氣設備的診斷維修指標之后，相關單位需要科學、合理的安排故障的診斷和維護工作。現階段，整體有三種方法作為對高壓開關電器設備的溫度檢測，即蠟片測試、在線紅外測試和紅外測試。這三種溫度檢測的方法，可以更好的掌握其溫度系數，獲得較為準確的測量結果，是高壓開關電器設備診斷的常用方法。

一般情況下，會選用紅外測試法診斷10kV高壓開關電器設備，排查和確認潛在的故障因素。通過使用紅外測溫儀，分時觀察并且記錄設備的溫度，并將其與標準溫度進行對比，分析溫度之間存在的差異，在此基礎上，分析故障出現的可能原因。同時，有關單位需以故障的相關影響因素，科學構建相關的故障處理和后期的維護體系，并根據具體的實際情況進行改善，提高設備的性能和運用效益。對于熱量累積區，或者極易發生故障的部分，相關工作人員應該及時地找出并進行合理的維護，爭取盡早改變高壓開關電氣設備的常見故障。

4 結語

在我國電力系統中，很重要的一部分組成即是高壓開關設備，優良的性能指標是電力系統可靠、安全運行的基礎。電力系統如果發生故障，生產設備即使只是短暫的停止工作，也會帶來巨大的損失，若是長時間的停止工作，后果更是不堪設想。對于10kV的高壓開關電器設備，導流回路、絕緣防護回路、導磁回路和傳動回路共同構成了整個系統，分析10kV的高壓開關電器設備，要注意關注以上四個部分的內容，以其工作原理為基礎，分析故障發生的可能原因，并針對性地尋找解決問題的方法和措施，特別要注意把握設備的溫度指標，對其發熱的情況進行科學、合理的控制。

參考文獻

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作者簡介：黎少權（1962-），男，廣東東莞人，廣東電網有限責任公司東莞供電局助理工程師，研究方向：電力

系統。

（責任編輯：陳 倩）