高壓開關設備故障分析及處理措施研究

摘要：高壓開關設備是現代電力系統的重要組成部分，其能否安全、可靠運行直接關系到電力供應的連續性與可靠性。為有效減少甚至防止高壓開關設備故障。文章介紹了高壓開關設備常見故障，分析了故障產生原因，提出了故障處理措施，以期更好地防止高壓開關設備故障，確保我國電力供應的連續、可靠。

關鍵詞：高壓開關設備；設備故障；處理措施；故障診斷技術；電力系統；電力供應 文獻標識碼：A

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

隨著社會的發展，人們對電能需求量不斷增大，同時要求其供應更安全、更可靠，高壓開關設備作為電力系統的重要組件之一，其運行的可靠與否將直接影響到電力系統的運行。而高壓開關設備運行環境通常較復雜，加之經常需經受各種過壓、過流與誤操作，故運行時有故障發生，因此當前各供電企業必須重視降低高壓開關設備故障，積極研發高壓開關設備故障診斷技術，做到超前診斷故障，從根本上把高壓開關設備實際故障率降低。

1 高壓開關設備常見故障診斷

1.1 內部故障

1.1.1 熱功率異常。高壓開關設備局部過熱現象是高壓開關設備工作中經常遇到的現象，之所以發生上述現象，究其原因我們發現，高壓開關導流回路中電阻增加是主要原因。仔細分析導流回路結構，汞、鉛等多種金屬與非金屬是導流回路的主要組成成分，設備工作時極易引發電阻增加，系統電流經過導流回路后，回路會有熱量持續產生，這樣會造成開關設備大幅溫升，雖然單個的節點影響高壓開關設備運行較小，若導流回路中存在多個影響節點時，則會集聚增大導流回路中的熱量，以致高壓設備導流電路產生局部發熱，如果此時處理不及時，就會引發高壓開關設備內部有較高

溫度。

1.1.2 絕緣結構發熱。多種介質相互配合共同組成了高壓開關設備絕緣結構，當開關設備實際熱功率發生異常時，會有一定的電流、電壓通過該異常區域，但基于設備有不同規格，這樣就會有不同的電壓施加于設備上，引發損耗絕緣結構介質，而絕緣結構介質消耗一旦增加，會造成熱功率增加，引發整個絕緣結構發熱，也就是通常所說的高壓開關設備絕緣結構發熱故障。

高壓開關設備運行正常時，會產生相對穩定的熱量，不論是高壓開關設備實際熱功率出現異常，還是絕緣結構出現發熱現象，都會導致高壓開關設備內部溫度發生異常，造成設備局部嚴重過熱，異常溫差出現在高壓開關內外環境，若高壓開關不能及時把內部熱量散逸到周圍，會引發設備內部持續積累大量熱量，造成高壓開關設備發生故障，嚴重時甚至會把設備燒毀。診斷高壓開關內部故障具有一定難度，需要對高壓開關具體構造原理與實際操作流程都有全面掌握，為此我們可通過采用專業診斷系統進行高壓開關設備內部故障

診斷。

1.2 外部故障

我們把高壓開關設備在空氣中暴露的外露部分發生的故障稱為高壓開關設備外部故障。常見的外部故障有開關不良接觸、設備發生熱異常等，診斷這類故障相對比較簡單，通常借助肉眼、觸覺輔助一些簡單工具便可直接判斷。如可用溫度計對高壓開關設備的內外溫差進行測量，若溫差在10℃～25℃之間，可推斷設備處于正常運行狀態，若溫差在25℃～40℃之間，可推斷為設備內部發生了故障，需進行檢修，若內外溫差比40℃還大，則應及時停用設備，及時安排專業人員，把設備故障排查清楚，以免繼續運行損壞設備。

若在設備運行過程中發現開關有不良接觸或開關存在不靈活現象，對于此種情況，可考慮是由高壓開關設備質量存在問題引發的，若檢查后發現高壓開關設備不存在質量問題，斷路器部分與電源部分則應是接下來重點排查的對象，應逐個排查，直到把故障徹底解決，此外，在長期使用高壓開關設備的情況下，長期摩擦也可能會導致結構原件出現不靈活現象，如高壓開關設備部分彈簧與鎖扣發生不良接觸等。高壓開關設備，外部故障的處理不及時也會影響到高壓開關設備的正常運行，如開關設備彈簧、鎖扣的不良接觸，會影響到設備電磁原件缺乏靈敏的感性，引發電阻增加，當電流通過原件時會有大量熱量產生，此時處理不及時，會導致設備內部發生溫度異常，進而損壞高壓開關設備。

2 高壓設備故障處理

2.1 預防性檢修

通過預防性檢修可有效避免高壓開關設備發生故障，可以讓設備的運行更安全、更可靠。預防性檢修主要是在停電狀態下，拆卸與檢修高壓開關設備，及時更換那些松動、老化元件，同時判斷設備系統的具體運行狀況。拆卸與組裝高壓開關設備比較麻煩，也具有一定技術含量，若拆卸不正確很難有效判斷隱性故障，而組裝不合理又會影響到設備的后期運行穩定性，因此拆卸與組裝高壓開關設備要求相關操作人員應有較高技術

水平。

2.2 設備狀態診斷

狀態診斷高壓開關設備主要是借助相關診斷系統，根據事先制定的設備運行指標，來判斷設備的運行狀態。如設備電流狀況、開關位置情況、電壓狀況、熔斷器實際工作狀態等，這種檢測手段易操作，可把設備故障范圍有效縮小，且不會大幅損傷設備原廠內部結構與元件，檢修效果相對比較理想。

2.3 故障后檢修

我們把高壓開關設備發生故障后，進行的故障維修稱為故障后檢修，由于這類檢修通常會耽誤設備的正常運行，相關檢修人員應積極避免這類檢修。在設備發生故障實施故障后檢修作業時，為盡量縮短檢修時間，檢修人員必須弄清設備故障產生原因，掌握設備實際工作原理，并綜合自身維修經驗，先確定出維修方案。在進行故障判斷時，應按照一定順序，如可先機械，后電路；先調試外部，再處理內部；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，而且還可大幅節約檢修時間。為了盡量不進行故障后檢修，相關檢修人員應努力提升自身檢修水平，提高設備檢修質量。

3 高壓開關設備故障診斷技術

特征參數法、信號微觀特性診斷法、典型故障法以及專家診斷法等，是目前在高壓開關設備故障診斷中常用的故障診斷法。其中特征參數診斷法主要是提取設備的實際運行參數來與廠家提供的標準參數做對比，進而來判斷設備運行狀態。在具體進行比較過程中，應把溫度、電流、操作次數等影響運行參數的影響因素排除。信號微觀特征診斷主要是診斷那些微小異常信號的，具體診斷的信號包括機械振動信號、電流信號等，通過診斷信號的微小特征，可對設備實際運行參數、指標參數的細微差別進行辨別，可有效預防設備發生故障。典型故障法主要是借助高壓開關設備事先制定的故障模型進行判斷，按照判斷獲得的具體信號特征來對故障類型進行判斷，計算機仿真技術在典型故障法診斷中應用較多。專家系統法主要是來移植專家經驗來進行故障判斷，該方法可有效判斷多方情況與多種信號，它隸屬綜合診斷技術范疇。當前很多高壓開關設備只有部分故障診斷易操作，很多故障特別是一些內部故障，要想準確判斷，需從多方面入手，因此我們必須重視智能在線診斷技術的發展，未來應作為高壓開關設備故障診斷發展的一個重要方向。

4 結語

總之，由于高壓開關設備作為電力系統一個重要組成部分，電力系統要想安全可靠運行，必須確保高壓開關設備的安全、可靠。因此，如何減少甚至避免高壓開關設備故障，有效降低高壓開關設備故障率也顯得越來越重要。為此在實際診斷與處理高壓開關設備故障時，必須了解設備工作原理，明確設備故障類型，找出設備故障原因，同時應積極發展高壓開關設備故障診斷技術，只有這樣才能有效降低設備故障率，提高設備運行的可靠性、安全性。

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作者簡介：杜中華（1974-），男，河北石家莊人，國網河北省電力公司石家莊供電分公司高級技師，工程師，研究方向：變電檢修。

（責任編輯：蔣建華）