楊航

摘要：隨著社會(huì)的進(jìn)步與能源需要的不斷擴(kuò)大。電力已經(jīng)成為我國(guó)能源消費(fèi)最大份額之一。未來隨著發(fā)輸電技術(shù)的不斷完善，電網(wǎng)規(guī)模也將與日俱增。所以相關(guān)線路的安全性與完備性需要特種設(shè)備和相關(guān)的保護(hù)裝置進(jìn)行預(yù)防。本文基于高壓斷路器的故障檢修及狀態(tài)監(jiān)測(cè)方面展開相關(guān)探討，在理論結(jié)合實(shí)際的前提下全方位展示易發(fā)故障的重要部位和常見的故障類型，為現(xiàn)場(chǎng)的維修工作提出參考意見。

關(guān)鍵詞：高壓斷路器；故障；檢修；狀態(tài)；監(jiān)測(cè)

1引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步與能源需求的不斷擴(kuò)大，電力已經(jīng)成為我國(guó)能源消費(fèi)最大份額之一。未來隨著發(fā)輸電技術(shù)的不斷完善，電網(wǎng)規(guī)模也將與日俱增，因此相關(guān)線路的安全性與完備性需要特種設(shè)備和相關(guān)保護(hù)裝置進(jìn)行預(yù)防。高壓斷路器就是電力領(lǐng)域及其相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中不可或缺的典型保護(hù)設(shè)施，能在關(guān)鍵時(shí)刻預(yù)防關(guān)鍵回路防止惡性事故的發(fā)生。當(dāng)前新的高壓電網(wǎng)對(duì)斷路器提出了更高的要求和穩(wěn)定性，因此在斷路器監(jiān)測(cè)與故障處理方面則需要相關(guān)科研單位與電網(wǎng)公司共同研究。

該方面雖然運(yùn)用較廣，但我國(guó)與國(guó)外相比研究深度和發(fā)展方向略微不同。在我國(guó)由于成本和國(guó)情的影響，其斷路器僅僅為機(jī)械性元件，在故障檢查和狀態(tài)監(jiān)測(cè)方面還較弱。本文基于高壓斷路器的故障檢修及狀態(tài)監(jiān)測(cè)方面展開相關(guān)探討，并在理論結(jié)合實(shí)際的前提下全方位展示易發(fā)故障的重要部位和常見的故障類型，為現(xiàn)場(chǎng)的維修工作提出參考意見。

2高壓斷路器的組成結(jié)構(gòu)及工作原理

高壓斷路器主要由相關(guān)構(gòu)件及其執(zhí)行機(jī)械端組成。其工作的穩(wěn)定性與正確性是保證電網(wǎng)安全的基礎(chǔ)。如若將該部件進(jìn)行功能化區(qū)分展示可以細(xì)分為導(dǎo)電部分、絕緣部分、接觸系統(tǒng)、滅弧裝置及操作系統(tǒng)。高壓斷路器是否正常工作主要取決機(jī)械部件在觸發(fā)時(shí)的執(zhí)行速度，因此機(jī)械部件的牢靠性與耐久性是評(píng)定設(shè)備好壞的關(guān)鍵。依據(jù)設(shè)備傳動(dòng)鏈基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)區(qū)分主要有機(jī)構(gòu)傳動(dòng)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(fā)時(shí)利用絕緣拉桿、觸頭彈簧等部分同滅弧室的動(dòng)導(dǎo)電桿連接操動(dòng)機(jī)構(gòu)，最終觸發(fā)帶動(dòng)導(dǎo)電桿運(yùn)動(dòng)完成合、分閘操作。

3高壓斷路器監(jiān)測(cè)方法

電力系統(tǒng)有著發(fā)電、變電、輸配電等多個(gè)環(huán)節(jié)，如何做到電力供需保障前提下的平穩(wěn)調(diào)峰，突發(fā)自然災(zāi)害或人為破壞影響下的故障評(píng)估與應(yīng)急處理是電網(wǎng)部門需要注意的。而斷路器作為直接保護(hù)電網(wǎng)平穩(wěn)性與安全性的電氣元器件之一有著不同的規(guī)格和不同的工作要求。其本質(zhì)是人為精細(xì)維護(hù)下的安全生產(chǎn)，在此筆者根據(jù)多年工作經(jīng)驗(yàn)，在斷路器拒動(dòng)、誤動(dòng)、絕緣、載流等典型故障指引下以數(shù)據(jù)發(fā)生量為基礎(chǔ)整理方案。提出針對(duì)性與通用性的故障判斷檢測(cè)辦法。在理論結(jié)合實(shí)際的前提下進(jìn)行基礎(chǔ)檢測(cè)方案的提出，為同行提供參考意見。其具體細(xì)則如下：

3.1基于多種參數(shù)的檢測(cè)（行程-時(shí)間）

行程時(shí)間特性曲線是表征高壓斷路器機(jī)械特性的重要參數(shù)，也是典型的閉合行程時(shí)間特性曲線。通過對(duì)行程時(shí)間特性曲線的綜合分析及相關(guān)闡述，可以準(zhǔn)確地得到其他機(jī)械動(dòng)作的參數(shù)，包括動(dòng)觸頭行程、動(dòng)觸頭閉合、動(dòng)觸頭剛性速度、分?jǐn)鄤?dòng)作的動(dòng)作時(shí)間等。

動(dòng)觸頭是記錄斷路器通斷動(dòng)作的最直接的手段。目前工程上常用的是行程時(shí)間特性曲線線性光電編碼器或增量式旋轉(zhuǎn)光電編碼器。在實(shí)際應(yīng)用中，線性光電編碼器安裝在斷路器直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳導(dǎo)機(jī)構(gòu)的連桿上，旋轉(zhuǎn)光電編碼器則安裝在斷路器機(jī)械操作機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸上，采集傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)并分析行程時(shí)間特性曲線。與兩種光電編碼器相比，旋轉(zhuǎn)式光電編碼器具有重量輕、扭矩小、可靠性高等特點(diǎn)，具有更廣泛的應(yīng)用范圍。行程時(shí)間檢測(cè)方法利用斷路器機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)高壓斷路器的機(jī)械特性進(jìn)行檢測(cè)，但該方法所需信息較少，現(xiàn)場(chǎng)安裝對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性影響較大。

3.2進(jìn)行人為分合閘線圈電流檢測(cè)

如果有電流通過通斷線圈，電磁鐵產(chǎn)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(zhǔn)確反映所控制的電磁鐵、鎖門及閥門的聯(lián)鎖觸點(diǎn)的實(shí)際工作情況。通過監(jiān)測(cè)開關(guān)線圈中電流隨時(shí)間的連續(xù)變化，可以準(zhǔn)確地得到二次運(yùn)行回路的運(yùn)行狀態(tài)。通過分析開關(guān)線圈電流特性波形與鐵心運(yùn)動(dòng)過程的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以準(zhǔn)確判斷斷路器操作機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)，包括開關(guān)速度、開關(guān)時(shí)間、開關(guān)時(shí)間等。

該開關(guān)線圈電流檢測(cè)方法的應(yīng)用原理相對(duì)簡(jiǎn)單，能較好地實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)。然而，它的應(yīng)用缺陷如下：（1）電流信號(hào)采集環(huán)節(jié)受放電和磁場(chǎng)的影響較大，采用該方法實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)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(jī)械故障，但不能反映其他機(jī)械故障。

4高壓斷路器的故障處理對(duì)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(jī)回路，檢查各類閉鎖繼電器是否動(dòng)作，是否存在誤動(dòng)等情況，一旦發(fā)現(xiàn)異?；蚬收希瑧?yīng)及時(shí)查找原因并排除故障。②應(yīng)檢查直流電源，如有直流電壓異常，應(yīng)及時(shí)采取糾正措施，確保電壓在規(guī)定值內(nèi)。

（2）斷路器滅弧室內(nèi)微水、組分超標(biāo)處理。在SF6高壓斷路器本體機(jī)構(gòu)內(nèi)存放有專用干燥劑，定檢工作中發(fā)現(xiàn)SF6微水含量超標(biāo)且SF6氣壓未出現(xiàn)明顯下降的情況，則應(yīng)考慮滅弧室干燥劑是否存在問題?？刹捎酶稍颪2處理工藝，回收并干燥其內(nèi)SF6氣體，同時(shí)反復(fù)充入干燥N2進(jìn)行機(jī)構(gòu)內(nèi)吸濕，再行回充微水達(dá)標(biāo)的SF6氣體。

（3）SF6斷路器本體嚴(yán)重漏氣故障處理。如果SF6斷路器本體有嚴(yán)重漏氣問題，應(yīng)立即斷開開關(guān)的工作電源，并在手動(dòng)操作手柄上掛上禁止操作的標(biāo)簽。同時(shí)，應(yīng)及時(shí)向主管或調(diào)度匯報(bào)有關(guān)情況，并按指令隔離故障開關(guān)。同步使用SF6檢漏儀檢查斷路器法蘭連接面及表計(jì)本體等處是否存在松動(dòng)情況，初步確認(rèn)方位后可再行使用肥皂水或?qū)Ｓ脵z漏液體及SF6成像儀進(jìn)行精確漏點(diǎn)定位，后續(xù)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇帶電補(bǔ)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(jī)構(gòu)中的換向閥部位中，在進(jìn)行操動(dòng)機(jī)構(gòu)開蓋檢查中，易發(fā)現(xiàn)高壓油順延主換向閥滲漏，常見原因分為換向閥內(nèi)部密封墊圈封裝工藝不良，導(dǎo)致橡膠墊圈被擠壓過度造成液壓油滲漏，或液壓油中實(shí)體雜質(zhì)較多。兩種情況均需要更換換向閥并使用真空泵重新進(jìn)行濾油操作。此外，電機(jī)偏心輪后的濾芯也應(yīng)隨之進(jìn)行更換。

5結(jié)語

隨著電網(wǎng)技術(shù)的革新與高壓斷路器操作運(yùn)行水平的提升去，其惡性故障發(fā)生率有所降低。然而，由于電力系統(tǒng)中使用的高壓斷路器數(shù)量眾多，傳統(tǒng)的高壓斷路器計(jì)劃維修方法維護(hù)其正常運(yùn)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(wěn)定運(yùn)行的要求。在此基礎(chǔ)上，有必要根據(jù)實(shí)際設(shè)備實(shí)施高壓斷路器。運(yùn)行狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)可以實(shí)時(shí)掌握斷路器的工作狀態(tài)和故障部位，全面預(yù)防故障，促進(jìn)安全生產(chǎn)。

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