高壓斷路器故障檢修及狀態監測探究

蔣云平

（國網福建省電力有限公司檢修分公司，福建 福州 350000）

0 引言

高壓斷路器是電力系統重要構成之一，其主要負責實現對電路的保護和控制。電網對高壓斷路器的運行提出新要求，要確保高壓斷路器可安全運行，一方面需提高斷路器自身生產質量，另一方面要強化日常檢修、維護，有效預防故障出現[1]。傳統計劃檢修工作模式依然不能滿足大規模電網檢修需求，故需針對高壓斷路器開展在線監測，掌握設備實時工作狀態、缺陷和不足，深入研究高壓斷路器常見故障檢修及狀態監測方式，為故障診斷提供更多數據支持，便于迅速找到故障解決辦法，控制電網穩定運行。

1 高壓斷路器狀態檢測類型

1.1 在線檢測技術

GPS檢測技術是一種新型的設備狀態安全檢測技術，主要包括：監視控制系統和SCADA系統。GPS檢測技術主要是根據電磁暫態的記錄，對故障進行合理的分析，以此實現對的運行狀態進行有效的監督控制。GPS檢測技術與其他故障錄波儀器相比，在檢測過程中不會出現數據沉冗問題，因此在很大限度上提高了數據的有效性。

1.2 紅外檢測技術

溫度與設備能否正常運行有著十分緊密的聯系，一旦出現故障，均會造成設備運行溫度上升，導致設備發熱，從而容易產生損壞。紅外檢測技術是一種新型的在線檢測技術之一，具有較高的安全性，檢測效率好，甚至可以檢測出設備溫度的些微變化，以此確定故障的情況。

2 高壓斷路器常見故障及檢查

高壓斷路器運行狀態是否穩定直接決定電網整體運行是否穩定，故需掌握高壓斷路器各項故障，對每種故障都有合理的應對措施，有效處理故障，控制異常風險，也為后續狀態監測奠定基礎。拒動、誤動、載流及絕緣問題都是常見的高壓斷路器故障，需按照不同類型故障采取不同檢修方式[2]。

2.1 拒動

高壓斷路器拒動分為拒分、拒合兩種故障，拒分對電網威脅較大，會導致越級跳閘，導致系統癱瘓。拒動則是多方面因素造成的故障。

2.1.1 機械

例如，機械方面，操作系統及傳動系統發生機械故障，就會導致高壓斷路器拒動。對此類故障診斷，需按照具體情況具體處理。若為液壓操作機械故障，應檢查氣壓表、低壓閉鎖是否正常工作。

如氣動出現故障，需檢查壓縮空氣管道內構件是否正常，若管道內部排水不及時，易出現凍結，影響設備運行[3]；若出現凍結，需及時解凍，排凈水污，檢查壓縮空氣管道中各個部件是否出現異常，正常情況下則將矛頭轉向內部元件及壓縮管道回路故障檢查。

2.1.2 電氣

電氣主要是控制及輔助回路方面，出現端子排接線脫落、開關接觸不良、閘線線圈損壞等，都會影響高壓斷路器功能實現。對其故障進行的診斷檢查，可先檢查電氣控制電源，觀察電壓是否合理，若電壓過低，需調整到規定值。之后運行系統，檢查各項電氣控制是否到位，若發現為操作機構輔助異常導致出現故障，則需通知專業人員檢修處理。

2.2 誤動

誤動是斷路器二次回路接線及操作機械故障所致，操作中若分合的電梯貼其電壓較低，對應的操作控制回路直流接地，斷路器出現誤分。若負責分合閘的電磁鐵扣入較少，斷路器運行中周圍有較長時間的振動的同時設備長期運行，就可能導致斷路器在無控制命令下自動分合閘。

對于誤動故障，可對設備控制回路的直流系統接地性進行檢測，無故障過后可對高壓斷路器周圍檢查，看是否存在施工或者其他原因導致的強烈振動，檢查出具體原因后進行處理。

2.3 絕緣

絕緣故障發生頻率在高壓斷路器總故障中占比較多，其故障分為內絕緣故障、外絕緣故障及瓷套閃絡故障。外絕緣故障很容易便可發現并處理，而斷路器內異物易導致故障，需進行有針對性的檢查。

2.4 載流

載流是高壓斷路器觸頭接觸不良，導致觸頭出現不同程度的過熱現象，引起載流。該狀況需要電力部門做好溝通，先減輕電網的實際負荷，安裝新的斷路器觸頭。而對于新的斷路器觸頭發生異常的，可能是安裝過程中斷路器的動觸頭及靜觸頭沒有對中，導致接觸不良。

2.5 泄露

泄露是指放油閥關閉不嚴或密封不當導致油品泄露。液壓油管道中接頭漏油，會導致液壓機出現嚴重漏油。氣動操動機則可能出現壓縮空氣管道回路接頭部位出現漏油，其儲氣罐的放水閥操作不到位易導致氣動機漏氣。

發現高壓斷路器出現泄漏類型故障，需先針對回路管道仔細檢查，若發現閥門關閉不嚴則及時關閉閥門。對于氣動機出現漏氣的情況，應檢查空氣回路管道閥門及周圍連接件是否出現滲漏。

3 高壓斷路器的狀態監測分析

3.1 滅弧室監測

3.1.1 氣體密度

斷路器絕緣及滅弧性能是其穩定運行的關鍵，在斷路器運行中，不同因素作用均會導致斷路器滅弧性能、絕緣性能下降。以SF6高壓斷路器為例，其滅弧室常出現泄漏、微水抄表問題，需落實針對氣體的實時監測，控制好故障。例如，在對SF6氣體密度監測期間，密度降低很可能是氣體泄露所致，導致SF6氣體含水量增加。故需針對該氣體密度落實在線監測，為降低監測難度（氣體密度難以準確監測），以氣體壓力反饋氣體密度。為斷路器設置兩級警告信號，分別為一級補氣壓力及二級閉鎖壓力信號，正常狀態下，設置補氣壓力信號在額定氣壓10%位置，閉鎖的壓力在補氣壓力信號基礎上再降低5%。滅弧室未發生泄漏，則氣體的壓力主要受溫度變化影響，溫度越高，氣室壓力也就越高，也可以在測量溫度的基礎上判斷氣體壓力，以便及時了解滅弧室泄漏情況。

3.1.2 斷路器微水含量監測

SF6氣體中水分過多，將嚴重影響氣體自身絕緣性能及滅弧性，甚至會導致工頻閃絡電壓下降。此外，由于氣體中含水量過多所導致的還會導致斷路器觸頭電弧放電，產生危險化學物質。對SF6氣體推薦以電解法、漏點法進行測量。要按照監測工藝對儀器內的空氣取氣分析，并監測補氣操作，若沒有問題，則應對斷路器強化監測。

3.2 針對高壓斷路器觸頭使用壽命的監測

斷路器控制開合的次數會對其觸頭產生一定損傷，使用一定次數后，就需要及時更換觸頭，保障斷路器的基本功能正常。斷路器的監測中，一般以開斷的實際磨損判斷斷路器觸頭的使用壽命。因此，要分析各方面原因對斷路器電使用壽命的影響。例如，斷路器發生電磨損、其滅弧室異常或觸頭異常等，都會影響觸頭的使用壽命。對電壽命研究分析，可采用電弧能量法、累計開斷電流或者累計開斷電流加權法計算分析。其中，采用計及燃弧時間加權評估的方式可直接得到斷路器觸頭電磨損的數據，可直接得到觸頭使用壽命結果。其他方式則主要通過間接表征的方式計算電磨損，掌握斷路器觸頭的實時狀態。

4 斷路器出現故障后的緊急處理

4.1 跳閘故障

跳閘故障的發生概率相對較高，發生跳閘后，相關工作人員應沉著冷靜分析，記錄好跳閘的時間、實際情況，停止音響信號，對線路巡邏，找到斷路器檢查是否損壞，并將巡邏檢查結果及時報備給上級管理人員，受到上級管理人員的執行命令之后再落實一系列處理故障操作。若后續合閘之后發現斷路器有出現跳閘，則應將情況反饋給調度員，對斷路器作進一步檢查，最終檢查發現故障為系統故障，則需將系統和斷路器相互隔開，之后再維持現狀，確保故障排除之后才可恢復電網系統運行。

4.2 斷路器分閘失靈故障

斷路器分閘失靈是一項較嚴重的故障，對其故障處理應按照科學步驟迅循序漸進、迅速處理。首先，要檢查斷路器分閘、控制系統是否正常，若發現斷路器控制、分閘異常，則應采取針對性措施，查找故障原因并清除；其次，要對直流電源檢查，觀察是否電源出現異常，若電源電壓異常，則立即修整，保證電壓在規定值范圍；最后，要檢查開關，相關操作人員可以手動遠方操作跳閘，看是否可成功跳閘，若跳閘成功，說明開關處存在故障，可通知維護人員對開關維護處理。

5 結語

綜上所述，高壓斷路器是電網中的重要安全設備之一，斷路器能否正常運行直接關系到電力供應的穩定性，故需要對高壓斷路器落實不同方面的狀態檢測，為斷路器的故障診斷及處理奠定堅實基礎。除此之外，還須針對高壓斷路器觸頭使用落實其使用壽命的監測，以多方面的狀態監測，保障電力系統安全。