高壓斷路器狀態檢修策略研究

廣東電網梅州供電局 朱吉順 林 宇 李 楠 張潤金 凌俊煒

1 高壓斷路器狀態檢修的意義

高壓斷路器的狀態檢修可很大程度上節約資源，避免不少人力物力財力的浪費，提升變電設備的安全和穩定性，進而促使電網的有效運行，減少斷電次數和安全事故的發生，其意義如下。

提升電力系統工作效率。有助于節省一定的人力物力財力，避免的資源的浪費，降低事故發生的頻率，提升電力公司的工作效率，有助于其贏得綜合效益；加強變電設備的穩定性和安全性，可及時對變電設備的狀態進行評估，以避免更多安全事故的出現，增強變電檢修的效率；提升設備使用壽命，足夠充分的數據庫和對于動態及靜態數據的監測可在很大程度上預測設備的使用狀況，在設備趨于失靈或老化時可及時更正與改善；降低因定期檢修而出現狀況的可能性。由于技術的問題，定期檢修可能會因為操作等疏忽而引起故障，而狀態檢修主要注重對變電設備的監測，當出現問題時才能更加有針對性地解決問題，避免了因一些操作不夠規范而釀成故障的可能；提高綜合分析評估能力。定期檢修只注重檢修的周期而忽略了歷史數據的積累、設備的運營維護工作，而狀態檢修十分注重信息化的數據，主要是通過數據庫的完整性和縱向對比來判斷評估預測檢修的情況，以便能夠盡可能地發現設備的各種異兆并及時處理。

2 常見高壓斷路器狀態檢修策略

2.1 構建相應信息系統

在信息系統構建過程中不僅要注意對于動態數據的采集和記錄，還應注意靜態數據的出現[1]，以提升檢測效率、強化綜合效益。狀態檢修中的靜態數據主要包括電力設備出廠數據、設備故障數據、定期檢查歷史數據等，動態數據主要囊括此次檢測中檢查出來的數據、設備在運行期間的實際數據等。在構建信息系統時不能不考慮眼前情況，要合理參考實際情況對信息進行大數據采集，從全局出發，廣泛采集，謹慎記錄，小心存儲。

信息采集過程中不能拘泥于單一形式，要利用多種途徑、多種方式進行采集，采集信息過程中要根據信息特性如動態和靜態之分等類型采取不同的采集方法。常用信息采集方式主要包括信息量采集和模擬量采集[2]。在實際信息采集過程中，為了提高采集的科學性和可靠性，在高壓斷路器運行前需對原始數據進行采集并及時記錄與傳輸，轉化采集的數據使其變為數字量[3]，再將數據傳輸給檢修中心并進行專業性分析提升信息采集的效率。

2.2 實行有效監督與預測

在狀態檢修時需進行設備狀態的監測，并依據監測到的現象進行合理的預測。要進行深入考察與分析，確定檢修周期，以便有效率的進行變電檢修。同時在對檢修的狀態進行精確檢測后還需合理預測，這需要相關人員知識和技能的培訓，提高其綜合運用素質，建立規范良好的檢修管理機制。以往的監督模式僅能檢測出設備失靈的狀態，具體事故原因還需人為判斷，這遠遠不夠。在實際操作中，有些設備可能會存在老化等介于正常和失靈狀態之間[4]，這些事設備檢測需要強調的重點有利于清楚明白失靈原因，降低操作難度并提高工作效率。同時，在監督過程中不能僅從一維觀點看問題，還需從多方面的綜合維度來考量，實現更準確、更全面的變電檢修。在管理方面也要立足全局實行全過程管理，對設備狀態要全面掌握，對有關設備質量的相關規定要嚴格執行以防相關事故的出現。在數據的記錄和整理方面也要謹小慎微，保證資料的正確保存，數據的真實可靠為具體的事件做好基礎性準備[5]。

2.3 提升綜合功能的發揮

需進行深入了解與分析，從高壓斷路器狀態檢修全局出發，深入分析相關數據，準確把握系統的重要功能，以有效發揮出綜合功能。相關人員的科學預測也有助于變電維修實際效益的提高。由于狀態檢修的特性需建立強大的數據庫，需各種相關數據的支持，這些數據的整理和記錄不是單個部門就能完成，需多部門同心協力共同完成，這就要求相關工作人員通力配合，要求領導人有全局觀點，樹立系統綜合的理念看待問題，共同完成檢修工作。在對變電設備進行評估時也不能僅進行臨時評估，還需與定期評估相聯系，臨時評估就是設備在發生大的變化時及時準確的認知并做出相應措施來改變設備的狀態檢修周期，定期評估就是按照規定時間進行評估分析，以使更加精確地預判到設備的狀況從而做到真正地綜合考慮，實現“應修必修”。

2.4 在線監測高壓斷路器接觸頭壽命

高壓斷路器在實際工作過程中會在一定程度上損害斷路器的接頭，這主要是因為在工作過程中斷路器的接觸頭一開一合會產生磨損[6]。因此這種磨損程度也成為科學預測高壓斷路器使用壽命的一個重要依據。在進行高壓斷路器的在線監測時，注意其使用壽命也是至關重要的。此外還有許多原因致使接觸頭的磨損，如電磨損，其在接觸頭上會起到決定作用，因此在檢測過程中要十分重視這一參數。有許多方式可計算觸頭電磨損，而觸頭的電磨損也會為其他各類斷路器實施科學評估，可準確良好地描述實際損耗狀況[7]。

3 高壓斷路器的在線狀態監測裝置創新設計

3.1 設計內容概述

高壓斷路器上的狀態信息主要包括設備的技術參考信息、負荷信息、動作信息、缺陷信息、故障信息、事故信息以及一些檢測信息，具體包括電氣、介質、特性等，還包括檢修信息。本項目擬研發一種高壓斷路器在線狀態監測裝置，包含可連接用于監測高壓斷路器運行狀態的振動、溫度、電壓電流、位移、SF6氣體狀態等多類傳感器模塊，以及電源模塊、信號融合模塊、下位機CPU、通訊模塊等。通過在線監測裝置可在線了解高壓斷路器運行狀態，推測出變電設備的狀態并及時記錄從而可以降低成本，降低由于預防性的定期檢修而造成故障的可能，并可盡早發現潛在故障，及時采取預防措施，保障電網運行的可靠性與安全性。

3.2 設計原理及創新點

設計原理：選擇能表征高壓斷路器工作狀態的多種信號及其相應的傳感器，然后由監測裝置調理并采集各傳感器獲取的信號[8]；將采集到的信號進行分類處理、加工，提取能表征斷路器工作狀態的特征參量，亦即多傳感器信息融合；將多傳感器融合信息傳給上位機，運用專家系統或人工智能算法等技術方法對高壓斷路器進行故障檢測。

創新點：該高壓斷路器在線監測裝置含有多類傳感器，每一類傳感器只能獲得斷路器狀態的部分信息，制定出合適的算法，使其可經過多傳感器信息融合算法準確反映斷路器的狀態。