郭斯斯

摘要：在配電網(wǎng)中，高壓開關(guān)柜就是用來進行電氣配備的電氣設(shè)備，由于其工作時間較長，所以承擔的高負荷電流也就較多，由于高負荷電流的影響，并且高壓開關(guān)柜的各組件接頭發(fā)生松動等現(xiàn)象，這會導(dǎo)致高壓開關(guān)柜中的電阻變大，如果電阻變大了，就會導(dǎo)致高壓開關(guān)柜內(nèi)部熱量升高，容易使其內(nèi)部出現(xiàn)一定的損壞。

關(guān)鍵詞：高壓開關(guān)柜;不停電檢測新技術(shù);狀態(tài)檢修

引言

高壓開關(guān)柜是配電網(wǎng)中的重要設(shè)備，數(shù)量龐大，其在現(xiàn)場運行過程中故障頻發(fā)，直接影響設(shè)備乃至影響整個電網(wǎng)運行時的安全穩(wěn)定性。電網(wǎng)設(shè)備檢修現(xiàn)如今實行的是狀態(tài)檢修模式，然而通過狀態(tài)檢修模式依然要求在設(shè)備停電的情況下來收集設(shè)備的狀態(tài)量，現(xiàn)如今此種做法與對供電部門的要求不相適應(yīng)。由此，通過不停電的方式來收集設(shè)備狀態(tài)量的研究已刻不容緩。

1高壓開關(guān)柜現(xiàn)狀

近年，通過分析變電站內(nèi)高壓開關(guān)柜運行中發(fā)生的各類故障，總結(jié)出影響其可靠性的主要問題。（1）GG 系列、XGN 系列開關(guān)柜存量大、問題多，平均運行 15 年左右，故障率較高。（2）小型化開關(guān)柜空間緊縮，分支排間、分支排對地間絕緣凈距嚴重不足，受潮濕、灰塵等影響，多發(fā)生絕緣降低、局放超標等缺陷。（3）高壓室由于存在通風除潮設(shè)備配置不足或使用效果不佳，電纜孔洞封堵不完善等問題，因此多發(fā)生絕緣設(shè)備受潮、小動物進入等嚴重事故。（4）部分單位存在不符合《國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》情況，如開關(guān)柜內(nèi)接線隱患，“五防 ”、泄壓通道不滿足要求等。（5）開關(guān)柜技術(shù)門檻低，生產(chǎn)廠家多，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊。

2高壓開關(guān)柜不停電檢測典型新技術(shù)應(yīng)用

2.1斷路器分合閘線圈電流測試技術(shù)

目前在對斷路器的例行試驗中，通過低電壓分合閘試驗來檢測斷路器的狀態(tài)，而該測試規(guī)定的分合閘范圍較為寬泛，僅通過動作電壓的高低來分析判斷斷路器的工作狀態(tài)，不能有效地反映出斷路器內(nèi)部潛在的缺陷，同時無法對故障進行定位。在高壓斷路器的合、分操作過程中，線圈電流的任何變化都直接反映了鐵心運動細節(jié)，并且有大量信息存在于直流電磁線圈的電流波形中。存在于線圈中的電流屬直流電流，其中的電流不是一成不變的，讓它會隨著每一次的分過程或者合過程而變化。有很多十分重要的信息內(nèi)容存在于電磁鐵線圈之中，該電磁鐵以及所控制的閥門和脫扣器在實踐過程中的運作情況可以由此波形直接反映得出，這對于監(jiān)測分合閘線圈電流影響甚大。斷路器操作部分的實時運行狀況可以通過對合或分操作線圈電流的監(jiān)測來判斷。鐵心的運動行程可以通過線圈電流的波形來掌控，通過觀察電流波形以及電流信號的一些特征，以此得出鐵心運動的過程之中是否存在停頓、拒分、脫扣、拒合等問題。分合閘線圈電流包含了關(guān)于斷路器整個操作回路的極大信息，分合閘線圈動作電流暫態(tài)波形，通常是由兩個波峰和一個波谷構(gòu)成，根據(jù)波峰波谷出現(xiàn)的時間位置，將波形劃分為五個階段，代表分合閘過程不同的運動過程，通過與歷史數(shù)據(jù)的對比分析，發(fā)現(xiàn)可能存在的潛在缺陷、并對缺陷進行定位，能夠直觀、精確的反映出斷路器各部件的運行狀態(tài)良好與否。

對于同型號正常分斷的斷路器，該暫態(tài)波形重復(fù)性很好，并且非常有規(guī)律通常是由兩個波峰和一個波谷構(gòu)成，根據(jù)波峰波谷出現(xiàn)的時間位置，將波形劃分為四個階段，各個階段具體如下：（1）階段 I，t=t 0 ～t 1，線圈在 t 0 時刻通電，即分合閘命令下達時刻，t 1 為鐵芯開始運動的時刻，即線圈電流逐漸上升，磁通上升至足以驅(qū)動鐵芯運動時，鐵芯即將運動的時刻。（2）階段 II，t=t 1 ～t 2，鐵芯開始運動，需要維持鐵芯運動的電磁力減小，電流逐漸下降，到達 t 2 時刻，鐵芯已觸碰到操作機械負載、速度顯著下降或停止。（3）階段 III，t=t 2 ～t 3，當鐵芯撞上分合閘鎖扣裝置鎖閂或閥門、鐵芯停止運動或有短暫的彈跳、電流開始增大，使得分合閘彈簧開始動作;一段時間后電流保持緩慢增長或穩(wěn)定的態(tài)勢，開端過程繼續(xù)進行。（4）階段 IV，t=t 3 ～t 4，電流開斷階段，開關(guān)輔助觸點斷開，使電流迅速減小，直到熄滅。各個階段體現(xiàn)了整個分合閘過程不同的運動過程，各階段波形的變化能夠很好地分析反映出斷路器各部件的運行狀態(tài)良好與否。因此，采用斷路器分合閘線圈電流測試技術(shù)對斷路器開關(guān)的操作狀態(tài)進行監(jiān)測，即可根據(jù)線圈電流甄別開關(guān)柜中斷路器的工作狀態(tài)。

2.2高壓開關(guān)柜在線測溫技術(shù)研究現(xiàn)狀

2.2.1 紅外測溫法

紅外測溫法是非直接接觸測量方法中的典型方法?，F(xiàn)在的紅外測溫儀使用起來都很方便，大部分還具備一些擴展功能，比如可以進行拍照以及自動尋找最高溫度點，在現(xiàn)代電力行業(yè)中得到非常廣泛的應(yīng)用。但對于開關(guān)柜來說，受到開關(guān)柜內(nèi)部元件及絕緣體的影響，紅外線可能被阻擋，使測溫工作難度，測量結(jié)果的精準性不能得到保證，校正進行中也會出現(xiàn)一些麻煩，所以其通用性就較低，只適用于早期的 10kV開關(guān)柜的測溫工作。

2.2.2 無線測溫法

無線測溫法是新型的的一種測溫方法。對于這種測溫方法來說，分散式測溫設(shè)備直接作用在每個測溫點上，但在溫度信息接收設(shè)備設(shè)立過程中，設(shè)立位置與開關(guān)柜要保留一定距離，可以使用無線技術(shù)的進行溝通，進而完成高壓的分離與絕緣工作。但是，無限測溫技術(shù)也存在一些不足。其中主要問題就是測溫設(shè)備穩(wěn)定性的問題，因為這種裝置使用的大多是電流感應(yīng)式電源，這種電源能量大小會因為電力荷載的改變發(fā)生變化，如果電力荷載變化情況過大，其能量的改變幅度也會特別大，這樣可能會引起測溫裝工作時可能出現(xiàn)斷電的情況。

2.2.3光纖測溫法

光纖測溫技術(shù)是近年研究開發(fā)的測溫技術(shù)。其最大優(yōu)點是能夠使開關(guān)柜內(nèi)存在的電氣元件在測溫過程中，能夠與檢測設(shè)備緊密接觸。隨著光纖的使用，極大便利了測溫工作，其對附近的電磁環(huán)境具有一定的抵抗力，也避免對開關(guān)柜內(nèi)部機械元件的特性產(chǎn)生損壞，具有在輻射強、電壓高、侵蝕性打以及具有電磁影響等惡劣環(huán)境下能夠連續(xù)不間斷的進行測溫工作，這是其他測溫技術(shù)所不能實現(xiàn)的，所以非常適合 10kV高壓開關(guān)柜中的測溫工作。

2.3耦合電容檢測局放技術(shù)

電容耦合法是由英國南安普敦大學和我國西安交通大學共同研制的一種 XLPE 電纜局部放電在線檢測的方法。其原理優(yōu)勢在于在安裝電纜接頭的時候，將高頻電容耦合傳感器安裝在接頭內(nèi)，來保護電纜本體的外表層，有利于拉近與被檢測對象的距離。此種方式有利于更好地運用位于電纜本體金屬鋁護套斷口之外的半導(dǎo)電層和處于接頭內(nèi)部的預(yù)制橡膠應(yīng)力錐尾端，并且在這兩部分的半導(dǎo)電層外部纏繞包裹上金屬箔，并以此當作電容的電極之一，而另一個電極則是電纜本體的導(dǎo)體線芯，該種方式是通過形成的電容來耦合電纜接頭的部分放電信號，因為電容耦合法對電纜本體及附件的絕緣屬性不造成影響，相較常規(guī)的局放檢測方法，其靈敏度更高，更加適合電纜附件的局放檢測。

結(jié)語

隨著新技術(shù)的不斷研究與開發(fā)，智能化自動變電站中 高壓開關(guān)柜的安全性也得到了保證，智能化變電站電氣設(shè)備狀態(tài)也被逐漸應(yīng)用到工作中，進而，高壓開關(guān)柜的在線檢測技術(shù)也將更好更快的發(fā)展。

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（作者單位：國網(wǎng)遼寧省電力有限公司檢修分公司）