高壓斷路器的故障檢修及狀態監測探究

楊航

摘要：隨著社會的進步與能源需要的不斷擴大。電力已經成為我國能源消費最大份額之一。未來隨著發輸電技術的不斷完善，電網規模也將與日俱增。所以相關線路的安全性與完備性需要特種設備和相關的保護裝置進行預防。本文基于高壓斷路器的故障檢修及狀態監測方面展開相關探討，在理論結合實際的前提下全方位展示易發故障的重要部位和常見的故障類型，為現場的維修工作提出參考意見。

關鍵詞：高壓斷路器；故障；檢修；狀態；監測

1引言

隨著社會的進步與能源需求的不斷擴大，電力已經成為我國能源消費最大份額之一。未來隨著發輸電技術的不斷完善，電網規模也將與日俱增，因此相關線路的安全性與完備性需要特種設備和相關保護裝置進行預防。高壓斷路器就是電力領域及其相關設計標準中不可或缺的典型保護設施，能在關鍵時刻預防關鍵回路防止惡性事故的發生。當前新的高壓電網對斷路器提出了更高的要求和穩定性，因此在斷路器監測與故障處理方面則需要相關科研單位與電網公司共同研究。

該方面雖然運用較廣，但我國與國外相比研究深度和發展方向略微不同。在我國由于成本和國情的影響，其斷路器僅僅為機械性元件，在故障檢查和狀態監測方面還較弱。本文基于高壓斷路器的故障檢修及狀態監測方面展開相關探討，并在理論結合實際的前提下全方位展示易發故障的重要部位和常見的故障類型，為現場的維修工作提出參考意見。

2高壓斷路器的組成結構及工作原理

高壓斷路器主要由相關構件及其執行機械端組成。其工作的穩定性與正確性是保證電網安全的基礎。如若將該部件進行功能化區分展示可以細分為導電部分、絕緣部分、接觸系統、滅弧裝置及操作系統。高壓斷路器是否正常工作主要取決機械部件在觸發時的執行速度，因此機械部件的牢靠性與耐久性是評定設備好壞的關鍵。依據設備傳動鏈基礎機構區分主要有機構傳動連桿、拐臂、主軸、絕緣推桿、三角拐臂和觸頭彈簧裝置等。工作觸發時利用絕緣拉桿、觸頭彈簧等部分同滅弧室的動導電桿連接操動機構，最終觸發帶動導電桿運動完成合、分閘操作。

3高壓斷路器監測方法

電力系統有著發電、變電、輸配電等多個環節，如何做到電力供需保障前提下的平穩調峰，突發自然災害或人為破壞影響下的故障評估與應急處理是電網部門需要注意的。而斷路器作為直接保護電網平穩性與安全性的電氣元器件之一有著不同的規格和不同的工作要求。其本質是人為精細維護下的安全生產，在此筆者根據多年工作經驗，在斷路器拒動、誤動、絕緣、載流等典型故障指引下以數據發生量為基礎整理方案。提出針對性與通用性的故障判斷檢測辦法。在理論結合實際的前提下進行基礎檢測方案的提出，為同行提供參考意見。其具體細則如下：

3.1基于多種參數的檢測（行程-時間）

行程時間特性曲線是表征高壓斷路器機械特性的重要參數，也是典型的閉合行程時間特性曲線。通過對行程時間特性曲線的綜合分析及相關闡述，可以準確地得到其他機械動作的參數，包括動觸頭行程、動觸頭閉合、動觸頭剛性速度、分斷動作的動作時間等。

動觸頭是記錄斷路器通斷動作的最直接的手段。目前工程上常用的是行程時間特性曲線線性光電編碼器或增量式旋轉光電編碼器。在實際應用中，線性光電編碼器安裝在斷路器直線運動的機械傳導機構的連桿上，旋轉光電編碼器則安裝在斷路器機械操作機構的轉軸上，采集傳感器測量數據并分析行程時間特性曲線。與兩種光電編碼器相比，旋轉式光電編碼器具有重量輕、扭矩小、可靠性高等特點，具有更廣泛的應用范圍。行程時間檢測方法利用斷路器機構的運動軌跡對高壓斷路器的機械特性進行檢測，但該方法所需信息較少，現場安裝對試驗結果的準確性影響較大。

3.2進行人為分合閘線圈電流檢測

如果有電流通過通斷線圈，電磁鐵產生磁通量，斷路器可以在電磁力的作用下完成通斷操作。線圈中的電流波形能準確反映所控制的電磁鐵、鎖門及閥門的聯鎖觸點的實際工作情況。通過監測開關線圈中電流隨時間的連續變化，可以準確地得到二次運行回路的運行狀態。通過分析開關線圈電流特性波形與鐵心運動過程的對應關系，可以準確判斷斷路器操作機構的工作狀態，包括開關速度、開關時間、開關時間等。

該開關線圈電流檢測方法的應用原理相對簡單，能較好地實現對機械狀態的在線監測。然而，它的應用缺陷如下：（1）電流信號采集環節受放電和磁場的影響較大，采用該方法實現在線監測需要具有良好效果的屏蔽裝置。（2）故障類型有限。它主要反映集中在鐵心上的機械故障，但不能反映其他機械故障。

4高壓斷路器的故障處理對策

（1）斷路器分合閘失靈故障處理。①檢查斷路器控制回路及電機回路，檢查各類閉鎖繼電器是否動作，是否存在誤動等情況，一旦發現異常或故障，應及時查找原因并排除故障。②應檢查直流電源，如有直流電壓異常，應及時采取糾正措施，確保電壓在規定值內。

（2）斷路器滅弧室內微水、組分超標處理。在SF6高壓斷路器本體機構內存放有專用干燥劑，定檢工作中發現SF6微水含量超標且SF6氣壓未出現明顯下降的情況，則應考慮滅弧室干燥劑是否存在問題。可采用干燥N2處理工藝，回收并干燥其內SF6氣體，同時反復充入干燥N2進行機構內吸濕，再行回充微水達標的SF6氣體。

（3）SF6斷路器本體嚴重漏氣故障處理。如果SF6斷路器本體有嚴重漏氣問題，應立即斷開開關的工作電源，并在手動操作手柄上掛上禁止操作的標簽。同時，應及時向主管或調度匯報有關情況，并按指令隔離故障開關。同步使用SF6檢漏儀檢查斷路器法蘭連接面及表計本體等處是否存在松動情況，初步確認方位后可再行使用肥皂水或專用檢漏液體及SF6成像儀進行精確漏點定位，后續根據現場實際情況選擇帶電補氣堵漏或回收氣體后焊接。

（4）液壓油滲漏。此類故障常見于HMB機構中的換向閥部位中，在進行操動機構開蓋檢查中，易發現高壓油順延主換向閥滲漏，常見原因分為換向閥內部密封墊圈封裝工藝不良，導致橡膠墊圈被擠壓過度造成液壓油滲漏，或液壓油中實體雜質較多。兩種情況均需要更換換向閥并使用真空泵重新進行濾油操作。此外，電機偏心輪后的濾芯也應隨之進行更換。

5結語

隨著電網技術的革新與高壓斷路器操作運行水平的提升去，其惡性故障發生率有所降低。然而，由于電力系統中使用的高壓斷路器數量眾多，傳統的高壓斷路器計劃維修方法維護其正常運行逐漸凸顯出工作量大、成本高、維修不徹底等問題。已不能滿足大型高壓斷路器安全穩定運行的要求。在此基礎上，有必要根據實際設備實施高壓斷路器。運行狀態在線監測可以實時掌握斷路器的工作狀態和故障部位，全面預防故障，促進安全生產。

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