张跃勇1 张郅业1 文向东1 葛 亮1 陈 亮1 郝建园1 史新海1 王建忠2 谭京云2 王存英2
（1．网山东省电力公司青州市供电公司 山东 潍坊 青州 262500；2．山东捷远电气股份有限公司 山东 潍坊 青州 262500）
摘要：智能化高压开关柜，在当前的智能电网运行中发挥着不可替代的作用，相比较传统高压开关柜而言，智能高压开关柜有着诸多的优势，本文就尝试探讨智能化高压开关柜智能控制与故障诊断的相关技术。
关键词：高压开关柜；智能化；智能控制；诊断
引言：
随着配电网自动化的迅猛发展和供电可靠性的日益提高，对开关柜的要求也愈来愈高了。尤其是变电所在逐步实现综合自动化进而为无人值守时，对开关及开关柜运行状态的监视提出了更多的要求。近年来，传感技术、微电子技术、计算机技术和信息技术的蓬勃发展及其在各工业领域的成功应用，使智能化开关柜的开发和应用成为可能。
一、高压开关柜的基本构造
虽然，在当前市场上高压开关柜在构造的层面存在着一定的区别，从整体来看，常用的高压开关柜主要包含固定式和手车式两种，通过使用闭锁装置来有效的预防电气误操作，通过使用相应的技术手段来进一步的提高高压开关柜的稳定性和安全性。固定式高压开关柜主要包含线路隔离开关、电流互感器、母线、电缆操动机构等等。另一种比较常见的高压开关柜式手车式，这一类型的高压开关柜主要是通过在数车上安装高压断路器来进行随时维修，从而提高维修的便捷性。总之，无论是固定式的高压开关柜，还是手车式的高压开关柜，如何进一步的提高其运行的安全性，完善其自我监控与故障诊断功能，是当前该领域技术攻关的主要方向。
二、智能化高压开关柜的智能控制研究思路
研究在数字化变电站技术的平台上通过网络技术和通讯技术实现快速准确、可靠地获取相关的模拟量和开关量信息，作为智能决策的信息源。同时实施控制，并将信息源及保护测控综合智能系统的控制行为上传电网调度中心。
（1）根据多功能、多用途的电网保护测控综合智能系统的特点，开发硬件及软件，建立数字系统控制算法实施方案。
（2）将网络通讯技术应用于模拟量与开关量的提取，
（3）研究配电网系统不同故障发生时，快速准确判断故障及对其隔离，实施控制分断，降低对电网影响的风险，并及时故障和恢复供电。
三、智能化高压开关柜故障诊断的技术应用
所谓的数据融合技术，其主要的出发点是为了提高整个系统的可靠性，进一步增强相关数据的可信度，为后续的故障诊断提供科学参考。一方面，它可以充分的利用不同时空的资源，另一方面，它也可以借助计算机技术来进行分析检测，制定相应的角色和任务，提高整体性能。数据融合的基本原理主要是通过使用多感器来实现对相关信息的捕捉，通过借助信息的科学分析与描述来为后续的数据分析有总结和加工创造条件，在数据融合阶段，无论是数据层还是决策层都有着自身的功能和结构组成。
用数据融和技术来诊断高压开关柜故障是其智能化高压开关柜的重要标志之一。目前，高压开关柜的传统故障诊断是仅根据单一信息（如电流大小，功率方向等参数）来进行诊断，如果这种单一信息一旦发生偏差或错误，就会产生错误的诊断结果，给工业生产和人民生活带来严重的经济损失和安全隐患。所以根据单一信息来进行故障诊断已满足不了现代电力系统安全稳定运行和供电的可靠性和持续性的要求，必须利用数据融和技术对高压开关柜等多种传感器信息进行数据融合来实现有效的故障诊断。
故障诊断的多传感器融合方法是用多个传感器从多方面探测系统的多种物理量，对多源的信息和数据进行检测、关联、跟踪探测、状态估计等多级处理，精确及时地判断出系统的状态并分析出状态（故障）、现象（征兆）和原因之间的关系。故障诊断系统是对运行的各种状态信息和己有的各种知识进行信息的综合处理，最终得到关于系统运行状况和故障状况的综合评价。数据融合的过程实际上是信息的提纯过程，在故障诊断中是按最大从属原则迸行融合的，即因果程度高者定为诊断结论。 在这一点上，故障诊断与数据融合技术具有相同的目的和要求。
基于诊断对象的层次特性，可以对诊断对象进行结构分解，功能分解和故障分解。高压开关柜的故障诊断主要是指机械和电气方面的故障。机械故障主要包括绝缘水平低、拒分、拒合、载流回路过热等。电气故障主要是指弱电和微电方面的故障，其包括对称故障和不对称故障。其中不对称故障包括横向不对称故障和纵向不对称故障。横向不对称故障包括两相短路故障、单相接地短路故障、两相接地故障，而纵向不对称故障包括一相断相故障和两相断相故障。对称故障包括三相短路故障。
四、高压开关柜接地保护装置的应用
通过接地保护装置来保障检修人员工作安全，保障人身财产安全是必须的，能有效防止安全事故的发生。在低压开关柜中，型号众多，设备结构设计差异也极大，但接地保护装置大致相同。在检修设备低压开关柜时，首先要把检修设备进行接地布线，提高安全性。传统接地布线时，普遍情况下是把地线衔接在低压盘外面部分，这种方式很容易产生危险，检修完成后，检修人员容易忘记拆除地线，造成触电危险。新方式下，要求把地线布置在内部，固定好地线以后再进行检修，就可以有效防止触电发生。因为在操作完毕后，如果忘记拆除地线，合闸过程会受阻，安装在门合页转角处会有阻挡物，盘门无法关闭，就能有效提醒检修人员要拆除接地线，提高安全性。高压开关柜多为手车式，这种结构的接地保护装置设计结构相对简单，可以将接地保护装置中的挡块防止在手车部分的轨道上，将接地线用的手柄固定在设备安装板上的孔洞处，防止意外事故，从而解决问题。因为在检修人员完成工作后，必须要拆除固定接地线的手柄，才能让挡块顺时针移动，顺利合闸，有效防止手把以及挡块发生逆时针旋转运动，导致事故发生。
结束语：
智能化高压开关柜设备是集保护、控制和监测与故障诊断为一体，以及数字显示、高压开关显示、对外的双向数据通信等功能。其特点是用新的传感器采集信息，用计算机处理信息，用计算机网络传输信息和用数字与波形显示信息，并对开关设备的重要参数进行续的在线监测，不仅可以提供设备现有的状态，而且还能分析各种重要参数的变化趋势，识别存在的故障，为设备的状态维修提供依据，从而增大设备的维修保养周期，提高设备的利用率，减少维修保养的费用。因此，实现智能化高压开关装置，可以相信有着良好的发展前景。
参考文献：
[1]吴斌,王春雷.高压开关柜群智能在线监测系统方法探究[J].电工技术,2019(24):40-42.
[2]基于电力系统高压开关柜常见故障问题分析[J].姜浩，肖鹏.科技风.2018（22）、
[3]张宇涛.基于嵌入式的高压开关柜在线实时监测系统研究[D].太原科技大学,2017.
[4]电力高压开关柜绝缘事故原因及对策探究[J].肖明华.科技经济导刊.2019（11）