談10kV配網(wǎng)高壓斷路器機械故障診斷技術(shù)

梁俊國

【摘要】：高壓斷路器在10kV配網(wǎng)運行中有著不可或缺的作用，對于確保線路的安全可靠運行具有特別重要的作用。但是在實際運行中，經(jīng)常會存在許多故障，所以必須切實強化對其的診斷，才能促進其安全高效運行。以下筆者就此展開探究性的分析。本文就10kV配網(wǎng)高壓斷路器機械故障診斷技術(shù)要點進行分析探討，并提出相應(yīng)解決措施。

【關(guān)鍵詞】：10kV配網(wǎng)；高壓斷路器；機械故障；診斷技術(shù)

1、高壓斷路器的概述

在10kV配網(wǎng)中，高壓斷路器作為十分關(guān)鍵的設(shè)備，其主要功能是用于滅弧與開斷線路負(fù)荷，不僅具有控制作用，而且具有保護作用，其在運行中的電氣動作較多，所以必須確保其運行安全性與可靠性。常見的有SF6斷路器和真空斷路器。為了確保其可靠性得到提升，最終確保10kV配網(wǎng)得以安全高效的運行，就必須在其運行中加強對其故障的診斷，才能避免出現(xiàn)拒合、拒分和誤合、誤分情況。

2、分析10kV配網(wǎng)高壓斷路器常見的機械故障

為了更好地對高壓斷路器的機械故障進行診斷，以下筆者主要從電磁操動機構(gòu)和彈簧操動機構(gòu)故障兩個方面，對其常見的機械故障做出分析。

2.1電磁操動機構(gòu)的機械故障分析

【1】拒動故障分析

在拒動故障中，主要包含開關(guān)拒合和拒分。拒合故障主要體現(xiàn)在：一是鐵芯不能正常啟動，由于二次回路的接點連接存在松動、脫落的情況，及輔助開關(guān)沒有切換到位和接觸不良的情況，以及直流接觸器的接點被弧著將其粘連或卡住，以及接觸器的鐵芯被卡，還有熔絲燒斷和直流接觸器的電磁線圈被燒損或斷線，合閘線圈出現(xiàn)引線斷線或是線圈燒損等情況，均可能導(dǎo)致其不能啟動。二是連扳機構(gòu)不能動作，主要是因為合閘線圈在通流過程中的端電壓低，加上輔助開關(guān)的調(diào)整不到位，延遲切斷電源的時間過早，以及合閘時維持支架的復(fù)歸間隙較小，在合閘脫扣機構(gòu)中沒有復(fù)歸鎖住，還有合閘鐵芯的行程小而導(dǎo)致其沖力不足，加上合閘線圈中存在層間短路的情況，以及開關(guān)自身的傳動機構(gòu)卡澀，使得其鐵芯難以啟動而影響其動作。拒分故障主要體現(xiàn)在：分閘線圈鐵芯不能啟動，主要是由于二次回路的連接存在松動、脫落的情況，以及輔助開關(guān)沒有切換和接觸不良的情況，還有鐵芯被卡住，線圈存在斷線的情況，甚至線圈被燒損，以及線圈的極性均被反接。

【2】誤動故障分析

常見的誤動故障，主要有以下幾種：一是合后即分，主要是由于合閘維持支架的復(fù)位較慢，亦或是在斷面中存在變形，以及滾輪軸接入口支架的深度不夠，分閘脫扣板沒有復(fù)歸和機構(gòu)空合，加上脫扣板因扣入深度不足而沒有扣牢，還有就是在二次回路中存在混線的情況，使得合閘過程中在分閘回路中有電。二是無信號的情況下自動分離，主要是在分閘回路中的絕緣存在被損壞的情況，導(dǎo)致直流兩點之間接地，加上扣入的深度不足，導(dǎo)致其扣合面存在磨損和變形的情況，加上分閘電磁鐵的最低動作電壓較低，在繼電器的接點處，由于振動誤閉合而使得其誤動，在沒有信號的情況下自分。

2.2彈簧操動機構(gòu)的機械故障分析

【1】拒動故障主要有兩種

在拒動故障中，主要包含了拒合和拒分。就拒合故障來看，主要體現(xiàn)在：一是鐵芯不能啟動，主要是由于二次回路的連接存在松動、脫落的情況，線圈存在燒損和斷線的情況，及鐵芯被卡住。二是鐵芯已經(jīng)啟動，但是四連桿不能動作，主要是線圈端子的電壓較低，使得鐵芯的運動受阻，加上鐵芯的撞桿存在變形，受力時的距離較大，及合閘鎖扣的扣入牽引桿存在深度較大，使得扣合面的硬度難以變形，加上摩擦力較大，使得在咬死故障點的故障而出現(xiàn)彈簧操動機構(gòu)拒合的情況，三是四連桿動作，但是牽引桿不釋放，主要是牽引桿與固定點之間的距離小而使得機構(gòu)自身的卡澀較為嚴(yán)重，四連桿的中間軸與固定點之間的距離太小，使得四連桿出現(xiàn)受扭曲和變形使得其拒合。

3、故障診斷技術(shù)

3.1采取行程+時間的特性曲線進行故障診斷

采取這一方式，主要是利用高壓斷路器機械特性中的行程+時間的特性曲線對故障進行診斷。具體就是利用動觸頭的行程+時間的特性曲線以及其他的參數(shù)，得到機械傳動參數(shù)。由于動觸頭主要是對高壓斷路器的分合閘操作最為直接和方式。在具體的診斷過程中，主要是采取增量式的旋轉(zhuǎn)光電編碼器以及直線式的光電編行程+時間特性的曲線編碼器，將其在高壓斷路器上安裝之后，通過直線運動將機械傳到機構(gòu)連桿上，而旋轉(zhuǎn)式的光電編碼器主要在高壓斷路器機械操動機構(gòu)轉(zhuǎn)動軸上進行安裝，并對傳感器的測量數(shù)據(jù)進行采集，最后得到行程+時間的特性曲線。并對這兩種光電編碼器的特點進行對比之后，旋轉(zhuǎn)式的光電編碼器更具有優(yōu)勢。

3.2對分合閘的線圈采取電流檢測法進行診斷利用

這一方法主要是對高壓斷路器的操動機構(gòu)所處的狀態(tài)進行分析，可以對其所處的狀態(tài)進行在線監(jiān)測。具體的就是在分合閘線圈通電的基礎(chǔ)上，在電磁鐵中形成磁通，隨著電磁力的作用對高壓斷路器實施分合閘操作。利用線圈內(nèi)電流波形將電磁自身以及所控制的對象的操動過程進行監(jiān)測，掌握電流的變化和二次操作回路所處的狀態(tài)。

3.3通過振動信號監(jiān)測法對故障進行診斷

由于高壓斷路器在分合閘的過程中，其機械操作機構(gòu)所發(fā)出的振動信號中存在諸多狀態(tài)信息，并利用震動傳感器與現(xiàn)代化的信號處理方法，對其在分閘和運行時所處的狀態(tài)進行檢測。這一方法在實際故障診斷中，不僅沒有電氣量的影響，也沒有電磁的干擾，所以將傳感器在斷路器的外部安裝時，不會對斷路器帶來影響，加上震動傳感器的尺寸較小，在工作過程中具有較強的可靠性，但是在振動時屬于瞬時性的動作，不僅時間短暫，而且沒有周期性，所以必須在監(jiān)測和采樣時具有較高的頻率。最后結(jié)合實際情況對其故障進行診斷，達到針對性的預(yù)防和處理的目的。

結(jié)語

綜上所述，在10kV配網(wǎng)運行中，高壓斷路器的機械故障將影響其整個配網(wǎng)的安全高效運行。所以為了促進其性能的發(fā)揮，確保其安全高效的運行，必須對其機械故障的原因進行分析，并采取針對性的措施，切實強化對其的處理，才能更好地確保其機械故障得到及時的預(yù)防和高效處理，確保電力系統(tǒng)的安全運行。

【參考文獻】：

[1]常廣，張振乾，王毅.高壓斷路器機械故障振動診斷綜述[J].高壓電器，2011，08：85-90.