高壓開關(guān)設(shè)備故障分析及處理措施研究

摘要：高壓開關(guān)設(shè)備是現(xiàn)代電力系統(tǒng)的重要組成部分，其能否安全、可靠運(yùn)行直接關(guān)系到電力供應(yīng)的連續(xù)性與可靠性。為有效減少甚至防止高壓開關(guān)設(shè)備故障。文章介紹了高壓開關(guān)設(shè)備常見故障，分析了故障產(chǎn)生原因，提出了故障處理措施，以期更好地防止高壓開關(guān)設(shè)備故障，確保我國(guó)電力供應(yīng)的連續(xù)、可靠。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)設(shè)備；設(shè)備故障；處理措施；故障診斷技術(shù)；電力系統(tǒng)；電力供應(yīng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM591 文章編號(hào)：1009-2374（2016）34-0079-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.039|

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)電能需求量不斷增大，同時(shí)要求其供應(yīng)更安全、更可靠，高壓開關(guān)設(shè)備作為電力系統(tǒng)的重要組件之一，其運(yùn)行的可靠與否將直接影響到電力系統(tǒng)的運(yùn)行。而高壓開關(guān)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境通常較復(fù)雜，加之經(jīng)常需經(jīng)受各種過(guò)壓、過(guò)流與誤操作，故運(yùn)行時(shí)有故障發(fā)生，因此當(dāng)前各供電企業(yè)必須重視降低高壓開關(guān)設(shè)備故障，積極研發(fā)高壓開關(guān)設(shè)備故障診斷技術(shù)，做到超前診斷故障，從根本上把高壓開關(guān)設(shè)備實(shí)際故障率降低。

1 高壓開關(guān)設(shè)備常見故障診斷

1.1 內(nèi)部故障

1.1.1 熱功率異常。高壓開關(guān)設(shè)備局部過(guò)熱現(xiàn)象是高壓開關(guān)設(shè)備工作中經(jīng)常遇到的現(xiàn)象，之所以發(fā)生上述現(xiàn)象，究其原因我們發(fā)現(xiàn)，高壓開關(guān)導(dǎo)流回路中電阻增加是主要原因。仔細(xì)分析導(dǎo)流回路結(jié)構(gòu)，汞、鉛等多種金屬與非金屬是導(dǎo)流回路的主要組成成分，設(shè)備工作時(shí)極易引發(fā)電阻增加，系統(tǒng)電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)流回路后，回路會(huì)有熱量持續(xù)產(chǎn)生，這樣會(huì)造成開關(guān)設(shè)備大幅溫升，雖然單個(gè)的節(jié)點(diǎn)影響高壓開關(guān)設(shè)備運(yùn)行較小，若導(dǎo)流回路中存在多個(gè)影響節(jié)點(diǎn)時(shí)，則會(huì)集聚增大導(dǎo)流回路中的熱量，以致高壓設(shè)備導(dǎo)流電路產(chǎn)生局部發(fā)熱，如果此時(shí)處理不及時(shí)，就會(huì)引發(fā)高壓開關(guān)設(shè)備內(nèi)部有較高

溫度。

1.1.2 絕緣結(jié)構(gòu)發(fā)熱。多種介質(zhì)相互配合共同組成了高壓開關(guān)設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)，當(dāng)開關(guān)設(shè)備實(shí)際熱功率發(fā)生異常時(shí)，會(huì)有一定的電流、電壓通過(guò)該異常區(qū)域，但基于設(shè)備有不同規(guī)格，這樣就會(huì)有不同的電壓施加于設(shè)備上，引發(fā)損耗絕緣結(jié)構(gòu)介質(zhì)，而絕緣結(jié)構(gòu)介質(zhì)消耗一旦增加，會(huì)造成熱功率增加，引發(fā)整個(gè)絕緣結(jié)構(gòu)發(fā)熱，也就是通常所說(shuō)的高壓開關(guān)設(shè)備絕緣結(jié)構(gòu)發(fā)熱故障。

高壓開關(guān)設(shè)備運(yùn)行正常時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相對(duì)穩(wěn)定的熱量，不論是高壓開關(guān)設(shè)備實(shí)際熱功率出現(xiàn)異常，還是絕緣結(jié)構(gòu)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，都會(huì)導(dǎo)致高壓開關(guān)設(shè)備內(nèi)部溫度發(fā)生異常，造成設(shè)備局部嚴(yán)重過(guò)熱，異常溫差出現(xiàn)在高壓開關(guān)內(nèi)外環(huán)境，若高壓開關(guān)不能及時(shí)把內(nèi)部熱量散逸到周圍，會(huì)引發(fā)設(shè)備內(nèi)部持續(xù)積累大量熱量，造成高壓開關(guān)設(shè)備發(fā)生故障，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)言O(shè)備燒毀。診斷高壓開關(guān)內(nèi)部故障具有一定難度，需要對(duì)高壓開關(guān)具體構(gòu)造原理與實(shí)際操作流程都有全面掌握，為此我們可通過(guò)采用專業(yè)診斷系統(tǒng)進(jìn)行高壓開關(guān)設(shè)備內(nèi)部故障

診斷。

1.2 外部故障

我們把高壓開關(guān)設(shè)備在空氣中暴露的外露部分發(fā)生的故障稱為高壓開關(guān)設(shè)備外部故障。常見的外部故障有開關(guān)不良接觸、設(shè)備發(fā)生熱異常等，診斷這類故障相對(duì)比較簡(jiǎn)單，通常借助肉眼、觸覺輔助一些簡(jiǎn)單工具便可直接判斷。如可用溫度計(jì)對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備的內(nèi)外溫差進(jìn)行測(cè)量，若溫差在10℃～25℃之間，可推斷設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)，若溫差在25℃～40℃之間，可推斷為設(shè)備內(nèi)部發(fā)生了故障，需進(jìn)行檢修，若內(nèi)外溫差比40℃還大，則應(yīng)及時(shí)停用設(shè)備，及時(shí)安排專業(yè)人員，把設(shè)備故障排查清楚，以免繼續(xù)運(yùn)行損壞設(shè)備。

若在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)開關(guān)有不良接觸或開關(guān)存在不靈活現(xiàn)象，對(duì)于此種情況，可考慮是由高壓開關(guān)設(shè)備質(zhì)量存在問(wèn)題引發(fā)的，若檢查后發(fā)現(xiàn)高壓開關(guān)設(shè)備不存在質(zhì)量問(wèn)題，斷路器部分與電源部分則應(yīng)是接下來(lái)重點(diǎn)排查的對(duì)象，應(yīng)逐個(gè)排查，直到把故障徹底解決，此外，在長(zhǎng)期使用高壓開關(guān)設(shè)備的情況下，長(zhǎng)期摩擦也可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)原件出現(xiàn)不靈活現(xiàn)象，如高壓開關(guān)設(shè)備部分彈簧與鎖扣發(fā)生不良接觸等。高壓開關(guān)設(shè)備，外部故障的處理不及時(shí)也會(huì)影響到高壓開關(guān)設(shè)備的正常運(yùn)行，如開關(guān)設(shè)備彈簧、鎖扣的不良接觸，會(huì)影響到設(shè)備電磁原件缺乏靈敏的感性，引發(fā)電阻增加，當(dāng)電流通過(guò)原件時(shí)會(huì)有大量熱量產(chǎn)生，此時(shí)處理不及時(shí)，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部發(fā)生溫度異常，進(jìn)而損壞高壓開關(guān)設(shè)備。

2 高壓設(shè)備故障處理

2.1 預(yù)防性檢修

通過(guò)預(yù)防性檢修可有效避免高壓開關(guān)設(shè)備發(fā)生故障，可以讓設(shè)備的運(yùn)行更安全、更可靠。預(yù)防性檢修主要是在停電狀態(tài)下，拆卸與檢修高壓開關(guān)設(shè)備，及時(shí)更換那些松動(dòng)、老化元件，同時(shí)判斷設(shè)備系統(tǒng)的具體運(yùn)行狀況。拆卸與組裝高壓開關(guān)設(shè)備比較麻煩，也具有一定技術(shù)含量，若拆卸不正確很難有效判斷隱性故障，而組裝不合理又會(huì)影響到設(shè)備的后期運(yùn)行穩(wěn)定性，因此拆卸與組裝高壓開關(guān)設(shè)備要求相關(guān)操作人員應(yīng)有較高技術(shù)

水平。

2.2 設(shè)備狀態(tài)診斷

狀態(tài)診斷高壓開關(guān)設(shè)備主要是借助相關(guān)診斷系統(tǒng)，根據(jù)事先制定的設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)，來(lái)判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。如設(shè)備電流狀況、開關(guān)位置情況、電壓狀況、熔斷器實(shí)際工作狀態(tài)等，這種檢測(cè)手段易操作，可把設(shè)備故障范圍有效縮小，且不會(huì)大幅損傷設(shè)備原廠內(nèi)部結(jié)構(gòu)與元件，檢修效果相對(duì)比較理想。

2.3 故障后檢修

我們把高壓開關(guān)設(shè)備發(fā)生故障后，進(jìn)行的故障維修稱為故障后檢修，由于這類檢修通常會(huì)耽誤設(shè)備的正常運(yùn)行，相關(guān)檢修人員應(yīng)積極避免這類檢修。在設(shè)備發(fā)生故障實(shí)施故障后檢修作業(yè)時(shí)，為盡量縮短檢修時(shí)間，檢修人員必須弄清設(shè)備故障產(chǎn)生原因，掌握設(shè)備實(shí)際工作原理，并綜合自身維修經(jīng)驗(yàn)，先確定出維修方案。在進(jìn)行故障判斷時(shí)，應(yīng)按照一定順序，如可先機(jī)械，后電路；先調(diào)試外部，再處理內(nèi)部；先處理公用電路，再處理專用電路；先修通病，再修專癥等，這樣不但能有效解決各類故障，而且還可大幅節(jié)約檢修時(shí)間。為了盡量不進(jìn)行故障后檢修，相關(guān)檢修人員應(yīng)努力提升自身檢修水平，提高設(shè)備檢修質(zhì)量。

3 高壓開關(guān)設(shè)備故障診斷技術(shù)

特征參數(shù)法、信號(hào)微觀特性診斷法、典型故障法以及專家診斷法等，是目前在高壓開關(guān)設(shè)備故障診斷中常用的故障診斷法。其中特征參數(shù)診斷法主要是提取設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行參數(shù)來(lái)與廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)做對(duì)比，進(jìn)而來(lái)判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。在具體進(jìn)行比較過(guò)程中，應(yīng)把溫度、電流、操作次數(shù)等影響運(yùn)行參數(shù)的影響因素排除。信號(hào)微觀特征診斷主要是診斷那些微小異常信號(hào)的，具體診斷的信號(hào)包括機(jī)械振動(dòng)信號(hào)、電流信號(hào)等，通過(guò)診斷信號(hào)的微小特征，可對(duì)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行參數(shù)、指標(biāo)參數(shù)的細(xì)微差別進(jìn)行辨別，可有效預(yù)防設(shè)備發(fā)生故障。典型故障法主要是借助高壓開關(guān)設(shè)備事先制定的故障模型進(jìn)行判斷，按照判斷獲得的具體信號(hào)特征來(lái)對(duì)故障類型進(jìn)行判斷，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在典型故障法診斷中應(yīng)用較多。專家系統(tǒng)法主要是來(lái)移植專家經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行故障判斷，該方法可有效判斷多方情況與多種信號(hào)，它隸屬綜合診斷技術(shù)范疇。當(dāng)前很多高壓開關(guān)設(shè)備只有部分故障診斷易操作，很多故障特別是一些內(nèi)部故障，要想準(zhǔn)確判斷，需從多方面入手，因此我們必須重視智能在線診斷技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)應(yīng)作為高壓開關(guān)設(shè)備故障診斷發(fā)展的一個(gè)重要方向。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，由于高壓開關(guān)設(shè)備作為電力系統(tǒng)一個(gè)重要組成部分，電力系統(tǒng)要想安全可靠運(yùn)行，必須確保高壓開關(guān)設(shè)備的安全、可靠。因此，如何減少甚至避免高壓開關(guān)設(shè)備故障，有效降低高壓開關(guān)設(shè)備故障率也顯得越來(lái)越重要。為此在實(shí)際診斷與處理高壓開關(guān)設(shè)備故障時(shí)，必須了解設(shè)備工作原理，明確設(shè)備故障類型，找出設(shè)備故障原因，同時(shí)應(yīng)積極發(fā)展高壓開關(guān)設(shè)備故障診斷技術(shù)，只有這樣才能有效降低設(shè)備故障率，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性、安全性。

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作者簡(jiǎn)介：杜中華（1974-），男，河北石家莊人，國(guó)網(wǎng)河北省電力公司石家莊供電分公司高級(jí)技師，工程師，研究方向：變電檢修。

（責(zé)任編輯：蔣建華）