高壓斷路器的故障檢修及狀態監測探究①

趙紹亮

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

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。

1高壓斷路器的組成結構及工作原理

根據高壓斷路器功能，一般可以被分為導電部分、絕緣部分、解除系統和滅弧裝置以及操作系統。 為了確保高壓斷路器功能正常， 必須確保其能夠依靠機械部件發生正常動作 ，因此，要求各個機械部件都具備較高的牢固性和可靠性。 斷路器的基本結構包括操動機構、絕緣支撐、傳動機構、導電回路、滅弧室以及支架這六部分。 斷路器的傳動鏈構成部分主要包括機構傳動連桿、拐臂、主軸、絕緣推桿、三角拐臂和觸頭彈簧裝置等。 利用絕緣拉桿、觸頭彈簧等同真空滅弧室的動導電桿連接操動機構，使其帶動導電桿運動完成合、分閘操作。

2高壓斷路器中存在的故障以及檢測方法

2.1高壓斷路器中的故障

為了提高高壓電網的穩定性并且更好的解決高壓斷路器中的故障，對高壓短路器中發生的故障進行詳細的了解是基本，因為不同的故障檢修方法適用于不同的故障。下面將對斷路器中的故障進行闡述。

2.1.1載流故障

引線過熱、觸頭接觸不良是導致出現載流故障的主要原因。如圖1，高壓斷路器結構圖所示，引線過熱是一般是由于短路器的溫度高，而觸頭的接觸不良則使得靜觸頭和動觸頭在接觸時無法對準，這些都會使載流問題出現。

2.1.2拒動故障

拒合和拒分故障是拒動故障中的兩種故障。而拒動故障中拒分故障是會導致問題擴大化的嚴重故障，一般會出現越級跳閘和系統故障的情況。分析發現拒動故障出現的原因，一般包括機械、電氣等方面的因素。①在機械上，傳動系統機械和操動機構的問題是引起問題的主要因素。在排查故障時，要檢查壓縮空氣的管道回路是否正常排水以及是否有凍結的現象。如果有凍結的現象，則可能是氣動操作機構出現了問題。因此要及時采取解凍措施，然后檢查各個部分的運行情況。除此之外，為了排查液壓操動機構故障，要對低壓閉鎖裝置、氣壓表等進行查看，同時，要有擁有專業素質的人對液壓回路和液壓操動機構的內部各部分進行詳細檢查。②在對電氣的故障進行排查時，要對直流電的電源電壓進行檢查，保證其符合標準值。檢查時要重點檢查開關節點、分合閘的線圈、端子排接線，看其是否存在問題。

2.1.3誤動故障

操動機構機械的故障和二次回路接線的故障時導致誤動故障出現的原因。在分合閘沒有指令的狀態下，如果分合閘的電磁鐵鎖扣扣入太短，出現振動，可能會使分合閘分合，出現誤動。除此之外，分合閘的電磁鐵電壓低，也會造成高壓斷路器誤合、誤分。

2.1.4泄露故障

對于出現的泄露故障：①因為液壓操動出現問題，在液壓油管道回路接頭處出現漏油的情況或者放油閥沒有關閉。②由于儲氣罐放水閥沒有很好地關閉或者壓縮空氣的回路管道處漏油的氣動機構漏氣。一旦發生泄露問題，要及時對各個部件進行檢查。

2.1.5絕緣故障

在高壓斷路器發生的故障中，絕緣故障是比較常見的問題。一般來說，內、外絕緣故障和瓷套閃絡故障是絕緣故障的三個種類。如果出現在斷路器內部存在異物而引起的絕緣的情況，需要專業人員來進行處理。

2.2檢測方法

為了詳細了解高壓斷路器中出現的故障類型，對不同的故障采用針對性的檢測是必要的，如圖2，高壓斷路器故障檢修和狀態檢測過程圖。

2.2.1專家診斷法

隨著科技的發展、技術的進步，計算機技術也被應用到了高壓斷路器的故障檢修和診斷中，大大提高了高壓斷路器故障檢修的效率。專家診斷法是將一些針對斷路器故障的理論知識、處理的方法和經驗收集起來形成一個專門的信息系統，方便對故障進行快速處理。通常來說，專家診斷系統由知識獲取、知識庫、推理機和解釋界面共同組成，每個部分都發揮著各自的作用。例如：知識獲取是計算機對以存儲的故障診斷知識進行有效的識別;知識庫存儲著故障的解決處理方法和一些專家提出的理論依據，可供參考;而推理機則是負責根據已有的資料管理協調系統。使用專家診斷方法，可以在故障發生時，根據以往案例進行故障判別，提供處理措施，提高工作效率。

2.2.2人工神經網絡法

人工神經網絡法是一種知識存儲量大，對環境的適應性高的方法。該方法主要是模擬人腦的構造和人的認知，實現和運用人的神經網絡的運行方式，使得系統對斷路器進行檢測。在使用人工神經網絡法時，要先找出斷路器中存在的故障，然后建立一個網絡模型。通過建立起來的模型，可以很快分析找出故障的原因，得到處理故障的方法。

3高壓斷路器的狀態監測

3.1觸頭電壽命監測

經過長期使用的高壓斷路器，斷路器的觸頭逐漸會被磨損，而衡量斷路器使用壽命的重要指標與參數，則是觸頭的磨損程度。另外，斷路器的使用壽命同樣會受到滅弧室、滅弧介質等問題影響。

3.2滅弧室在線監測

總所周知，電力系統中的高壓斷路器主要的作用體現在兩方面，一是絕緣效果很好，二是滅弧性能高。但是，在高壓斷路器實際的工作當中，會有很多因素影響到其作用的發揮。當高壓斷路器的絕緣效果和滅弧性能被降低時，很可能會造成系統內部發生泄漏問題，甚至會導致微水超標。從而表明，加強對滅弧室的在線監測是十分必要的，主要是監測其中是否有泄漏的問題發生，一般采用的方法和途徑就是檢測室內氣體密度和壓力。

3.3斷路器氣體微水含量監測

對斷路器的實施狀態進行監測，主要是對其內部氣壓、密度、露點值、溫度、氣壓變化頻率、微水含量等進行監控和測試。例如，當氣體中的水分含量過高時，就會影響到斷路器的滅弧性能，以及絕緣效果，明顯降低工頻閃絡電壓。因此，斷路器氣體微水含量監測至關重要。

結語

隨著科學技術的發展，以及用電需要的不斷增高，給供電企業帶來了巨大的挑戰。為了滿足用電需求和供電質量，供電企業需要時刻保證電網的正常運行。高壓斷路器故障檢修及狀態監測是電網運行的重要保證之一，采用科學先進的方法，不僅可以提高供電質量，可以降低企業成本，提高工作效率，保證企業效益的增高。

參考文獻

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