高压断路器的在线监测以及故障诊断探讨 |
| 2012-08-10 11:40 作者：孙广鹏 王昆 刘丽 来源：硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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硅谷网8月10日消息 《硅谷》杂志2012年第13期刊文称，着重阐述高压断路器在线监测和故障诊断的重要意义，介绍高压断路器在线监测和故障诊断的重要方法，并且对高压断路器在线监测的相关系统设备以及其使用做出一定说明。
高压断路器是高压电网的重要组成部分，其在线监测以及故障诊断是极为重要的。高压断路器在高压电网中所起的作用主要是控制和保护设备，其在线监测的质量以及故障诊断是否及时和准确会从很大程度上关系到高压电网的使用质量。一般情况下，高压电网的断路器寿命通常在20~40年之间，在日常工作状态下高压断路器会处于合闸的状态，要想保证高压电网的正常运行就必须保证断路器的正常运转。同时，我们也应该注意当高压电网出现故障时更加需要断路器的质量可靠与功能正常。
1高压断路器在线监测以及故障诊断的重要意义
在高压电网中，断路器的数量较多并且关系重大，因此应该进行及时的在线监测以及故障维修。大量的资料以及调查显示，断路器出现故障的频率较高，所需要的花费也较高。另外，在很多调查中还发现断路器的故障以及检修不及时给高压电网的运行带来一定威胁，很多故障是由于检修不及时以及检修质量不过关引起的。断路器的更换以及大修会牵涉到大量的时间和费用，引起不必要的浪费[1]。在这些问题存在的情况下，高压电网的在线监测以及故障维修便显得尤为重要，可以减少不必要的损失，保证断断路器的故障在出现早期便可以及时排除，这是提高高压电网使用质量以及使用安全性的重要措施。在使用时间不断延长的情况下，高压断路器会出现老化以及损坏等现象，在出现问题时则不能够发挥作用，因此对断路器进行及时的在线监测以及高质量的故障诊断是极为重要的。在通常情况下，断路器的检修方式主要为事后维修、、定期检修和状态检修三种[2]，事后维修主要发生在故障已经出现之后，具有极强的滞后性，严重影响其使用质量与使用安全性。在目前的检修形式中，功能较为重要的是状态检修。
断路器的状态检修是发生在故障出现之前的一种检修方法，主要是根据其使用的状态进行相应的判断，根据所判断的结果对异常情况作出判断进行及时的排查以及维修，将故障及时的解决，以保证不对正常的使用产生不利影响，这是一种具有预防性特征的检修方式，可以做到防患于未然。断路器状态监测与故障诊断可以为状态检修提供重要的依据。状态检修对电力设备的检修是主动的，备的故障是带有预见性的，也是经济实用的设备检修维护方式。
2高压断路器的故障类型以及特征
高压断路器在电网中所起的主要作用是控制作用以及保护作用，关系到电网的运行质量以及运行安全。高压断路器会通过开断、关合等状态的改变以及承载等对所需要运行的正常电流进行调整。根据控制、保护的对象不同，高压断路器可分为发电机断路器、输电断路器、配电断路器、控制断路器[3]。
根据长期的实践经验总结认为断路器的主要故障表现在拒分、拒合、误分、误合等方面。这些故障在出现时会对断路器的正常功能发挥形成严重的不利影响，会给电网的安全运行带来严重威胁，不但会造成较大的财产和资源损失，更加严重的是还有可能会造成用电意外事故，威胁相关人员的生命健康与安全。进行断路器的故障监测与维修的重要前提是对故障部位以及故障类型的全面了解以及科学分析。长期的故障分析与排除结果显示由于操动机构和二次回路所引起的故障占所有故障原因的一半以上。
3高压断路器的在线监测方式与特征
在高压断路器进行运行的过程中，其中一个重要的表征是其行程—时间特性，这一表征是关系到高压断路器的分合闸速度的重要因素，也是对其进行计算的重要参数依据。断路器的开断性能在高压电网中的作用是极为重要的，长期的实践证明高压断路器分、合闸速度，尤其是断路器合闸前、分闸后的动触头速度会从很大程度上影响到断路器的功能尤其是开端功能的发挥是否正常。在实际的操作中高压断路器动触头速度的测量必然离不开动触头的行程—时间关系的测量，因此我们应该认识到高压断路器行程—时间特性监测的重要性，并且要注重其监测的质量，以保证高压断路器监测的质量。在目前的技术与设备条件下，光电式位移传感器与相应的测量电路相配合的测量方法可以较好的提高高压断路器的行程—时间特性的监测质量。
另外一个影响到断路器电寿命的重要因素是断路器触头电磨损程度以及检修是否及时。因此，对于断路器电寿命的监测也应该是断路器在线监测的重要内容。但是，在进行实际操作的过程中确定断路器实际切断电流大小及电磨损具有一定的难度，需要较强的理论知识作为基础，也离不开较强的实践经验。在进行在线监测之前应该对断路器的故障以及结构等做到了如指掌，如果对断路器进行盲目解体将会带来很多不利影响，不但会造成巨大的人力、财力浪费，造成资源损失以及电力浪费，影响正常的生产以及生活。更为严重的是盲目的对断路器进行解体还会使原本完好的断路器因检修而出现故障，影响日后的正常使用质量和使用安全性。
线圈的电流会在断路器进行开合的过程中发生一定的变化，这种变化应该引起我们的重视和关注，因为在电流变化的波形中蕴含了较为丰富的信息。如果我们以正确的方式对这些信息进行加工与处理，会获得断路器在线监测与故障排除更加有效的信息。断路器在其进行不断地合、分闸操作过程中会会线圈动作电流产生影响，我在此过程中我们可以通过正确的分析大致了解断路器二次控制回路的工作情况及机械操动机构状况等，为检修提供一个辅助判据。
对于振动信号的监测也是断路器监测的一个重要内容。监测振动信号的突出优点是振动信号的采集不涉及电气测量，受到电磁干扰的程度较低，因此信号采集的真实性较高，具有较高的可用性。另外，传感器安装于外部，也不会对断路器的功能以及结构等产生影响。同时，振动传感器具有适用于监测的一些优点和特点，比如尺寸小、工作可靠、价格低廉、灵敏度高、抗干扰好等。根据相似性原则，对于同一高压断路器，同种状态下的重复操作过程中，外部振动信号在一定范围内是稳定的，即采集的振动信号波形是相似的[4，，5]。
4结语
高压断路器的状态是否良好直接关系到高压电网的运行是否正常，也关系到高压电网的运行安全性以及其他各个重要的参数以及指标，因此我们应该充分的认识到断路器在线监测以及故障排除的重要性和必要性，全面的了解与科学的学习断路器在线监测的基本理论知识以及其他相关内容，并且将此项工作作为一项维护高压电网正常运行的重要任务来抓，从保证断路器的使用功能正常方面保证高压电网运行的质量。（原文载于《硅谷》杂志2012年第13期，硅谷网及《硅谷》杂志版权所有，未经允许禁止转载）
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