张云
安徽中电兴发与鑫龙科技股份有限公司技术中心 安徽芜湖 241008
安徽省电器设备电磁兼容(EMC)省级实验室 安徽芜湖 241008
安徽中电兴发与鑫龙科技股份有限公司 安徽芜湖 241008
摘要：智能高压开关设备作为电网中的重要保护性设备，智能高压开关设备出现运行故障后，直接影响电网运行质量，可能出现母线全停事故，造成巨大的经济损失。因此，为保障智能高压开关设备安全稳定运行，增强电网供用电可靠性，本文对智能高压开关设备在线监测技术的应用开展探讨，希望以在线监测模式来取代传统设备维护监测模式，预防和减少设备故障出现。
关键词：智能高压开关设备；在线监测技术；应用
一、智能高压开关设备在线监测技术应用意义
1、保证设备安全稳定运行
传统维护监测模式受到技术限制，电力企业虽然组织开展设备日常管理与定期检修工作，但是，很难在第一时间及时发现设备故障问题，及时开展故障诊断与抢修工作，导致设备故障造成不可挽回的损失，如缩短设备实际使用寿命，影响电网供用电安全等。在线监测技术的应用，可以替代人工完成设备运行参数实时采集等基础性与重复性工作，突破空间与时间限制，快速发现所出现的设备故障，并向工作人员发送预警信号。同时，系统在监测到高压开关设备运行参数出现异常波动时，将对设备故障问题进行预警，工作人员根据监测信息采取相应控制措施，提前预防设备故障出现，快速恢复设备正常工作状态。
2、延长设备使用寿命
在在线监测技术模式中，多数设备运行故障将得到提前预防与及时处理，不易造成无法挽回的损失，或是影响到高压开关设备的运行状态。而在传统设备维护监测模式中，由于无法及时发现与解决设备运行故障，将会对高压开关设备造成程度不一的损害，导致元器件老化磨损速度加快。因此，对在线监测技术的应用，将在客观层面上起到延长智能高压开关设备实际使用寿命的作用。
3、为设备检修提供支持
状态检修是电网设备维护检修工作中的一项主要措施，对定时检修方式起到补充作用，具有重要经济意义。但是，在设备状态检修工作期间，受到技术限制，面临着信息获取难度大与信息真实性存疑的难题，很难准确预测高压开关设备在未来一定时间的运行状态。而对在线监测技术的应用，将为工作人员提供真实准确的设备监测数据，保障设备信息时效性，为设备状态检修工作的开展提供信息支持。
二、智能高压开关设备在线监测技术的具体应用
1、机械状态监测技术
在智能高压开关设备在线监测系统中，机械状态监测技术主要负责对设备机械性能进行实时监测。例如，在新建变电站项目中，可选择在断路器机构箱中设置小电流传感器与位移传感器等装置，位移传感器负责对断路器的位置信息与动作开展情况进行监测，小电流传感器负责判断操作机构与断路器装置的实时工作状态，提前预防高压开关设备机械性故障出现，向工作人员发送预警信号。此外，在已投运的变电站项目中，如若仍就选择在断路器机构箱中安装位移传感器等装置，可能会对断路器操作机构造成影响，需要将灭弧室提起或是更换断路器主轴，这将形成新的安全隐患，加大断路器故障问题的出现率。因此，可选择借助断路器分合闸线圈电流波形与储能电机电流信息进行监测，在周边设置小电流传感器等装置，如此，传感器可以通过采集电机储能状态等信息来判断断路器及操作机构的实时工作状态，提前预防设备故障。
2、局放监测技术
在新建变电站项目中，往往采取传感器内置方式，将传感器装置在智能高压开关设备本体结构中进行埋设，以此减小外部环境对传感器监测精度造成的影响，并在客观层面上改善传感器的环境感知能力。但是，在采取传感器内置方式时，需要打开智能高压开关设备本体，并对停电时间有着较高要求。如果出现长时间停电情况，将会对传感器运行状态造成影响，并不适用于已建成的变电站项目。因此，在投运变电站项目中，考虑到项目实际情况，选择采取局放在线监测技术，具体分为内置局放与外置局放传感器方式。与传感器内置方式相比，局放监测技术具有传感器安装简单与停电时间要求低的优势，但是，会对传感器的测量精度造成影响。因此，在必要情况下，为提高传感器监测精度，做到对智能高压开关设备运行状况的全面掌握，可选择在变电站中配置两套局放监测系统，协同完成监测任务。
3、避雷器状态监测技术
在应用避雷器状态监测技术时，直接在避雷器中安装传感器装置，传感器将持续对流经避雷器的电流电压值进行测量，并采集动作次数等信息。随后，将测量信息提交至在线监测系统进行分析处理，计算阻性电流与有功损耗，进而判断避雷器装置的实时绝缘状态。在监测到避雷器绝缘状态异常时，表明避雷器将无法发挥应有避雷作用，及时开展故障诊断与设备检修工作。
4、断路器触头在线监测技术
4.1触头温升在线监测
在高压断路器中，动/静触头作为一个重要元件，在动触头以及静触头二者接触状态下，将会形成接触电阻。如果这一接触电阻值过大，将会持续释放大量热量，使得元件与高压断路器工作温度异常升高。同时，还将出现触头元件接触部位氧化现象，进一步加大接触电阻值，最终引发电弧烧损等故障出现，影响电网供电。因此，需要应用断路器触头温升在线监测技术，在断路器动触头周边部位设置热敏电阻型传感器，传感器将持续对动静触头接触部位的电阻值与实时温度进行测量，再将测量数据反馈至在线监测系统。例如，可选择配置CG2061型热敏电阻传感器，该款传感器有热敏电阻、TA信号处理部件、信号发射部件等加以组成，将传感器在动静触头发热点附近安装。如此，当传感器触臂检测到异常温升现象时，将持续采集高电位端温度信号，随后，将所采集温度信号与地址信号向低电位端进行传输。此外，，该款传感器还可以完成柜内温湿度测量等监测任务。
4.2触头电弧烧损量在线监测
在断路器运行期间，触头电弧烧损程度受到额定电流开断次数、固有参数、额定短路开断电流值等因素影响。因此，在判断断路器触头电弧烧损量时，可选择采取在线监测技术，对断路器的累积开断电流与额定电流开断次数等信息进行测量采集，再将测量结果导入特定数学公式中，根据断路器累积开断电流值与开断次数之间的对应关系，从而判断断路器触头电弧烧损程度，以此为依据预估断路器触头剩余可开断短路电流的次数。此外，在应用触头电弧烧损量在线监测技术时，考虑到一次大电流烧损与多次小电流烧损造成的具体影响存在一定差异，如果仅测量断路器开断短路电流次数与累积开断电流值等参数，很难准确判断触头电弧烧损程度。因此，在制定断路器触头电弧烧损量在线监测技术方案时，技术人员应根据断路器实际运行情况，适当调整在线监测项目，以提高测量精度与判断准确性。
结语：
综上所述，为保障智能高压开关设备安全稳定运行，切实满足设备维护管理需求。因此，电力企业应提高在线监测技术的应用力度，根据设备运行情况科学制定在线监测技术方案，不断完善技术应用体系，更好的适应电网发展趋势，促进我国电力事业的健康发展。
参考文献：
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