李孟和 赵承胜
中电华元核电工程技术有限公司烟台分公司 山东海阳 265100
摘要：随着电网规模的增大，高压断路器在高压电网中有着愈来愈重要的影响，但是在高压电网中，高压断路器又是容易出现故障的组成部分。目前，我国对高压断路器的状态监测还存在不足。为了提高电力系统的安全、稳定性，对高压断路器进行故障检修和状态监测的研究是必须的。本文分析了高压短路器的故障、故障诊断以及状态监测。
关键词：高压；故障检修；断路器；状态监测
1引言
高压断路器是电力系统重要构成之一，其主要负责实现对电路的保护和控制。电网对高压断路器的运行提出新要求，要确保高压断路器可安全运行，一方面需提高断路器自身生产质量，另一方面要强化日常检修、维护，有效预防故障出现。传统计划检修工作模式依然不能满足大规模电网检修需求，故需针对高压断路器开展在线监测，掌握设备实时工作状态、缺陷和不足，深入研究高压断路器常见故障检修及状态监测方式，为故障诊断提供更多数据支持，便于迅速找到故障解决办法，控制电网稳定运行。
1高压断路器状态检测类型
1.1在线检测技术
GPS检测技术是一种新型的设备状态安全检测技术，主要包括：监视控制系统和SCADA系统。GPS检测技术主要是根据电磁暂态的记录，对故障进行合理的分析，以此实现对运行状态进行有效的监督控制。GPS检测技术与其他故障录波仪器相比，在检测过程中不会出现数据沉冗问题，因此在很大限度上提高了数据的有效性。
1.2红外检测技术
温度与设备能否正常运行有着十分紧密的联系，一旦出现故障，均会造成设备运行温度上升，导致设备发热，从而容易产生损坏。红外检测技术是一种新型的在线检测技术之一，具有较高的安全性，检测效率好，甚至可以检测出设备温度的些微变化，以此确定故障的情况。
2高压断路器中存在的故障以及检测方法
2.1高压断路器中的故障
2.1.1载流故障
引线过热、触头接触不良是导致出现载流故障的主要原因。如图1，高压断路器结构图所示，引线过热是一般是由于断路器的温度高，而触头的接触不良则使得静触头和动触头在接触时无法对准，这些都会使载流问题出现。
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2.1.2拒动故障
拒合和拒分故障是拒动故障中的两种故障。而拒动故障中拒分故障是会导致问题扩大化的严重故障，一般会出现越级跳闸和系统故障的情况。分析发现拒动故障出现的原因，一般包括机械、电气等方面的因素。①在机械上，传动系统机械和操动机构的问题是引起问题的主要因素。在排查故障时，要检查压缩空气的管道回路是否正常排水以及是否有冻结的现象。如果有冻结的现象，则可能是气动操作机构出现了问题。因此要及时采取解冻措施，然后检查各个部分的运行情况。除此之外，为了排查液压操动机构故障，要对低压闭锁装置、气压表等进行查看，同时，要有拥有专业素质的人对液压回路和液压操动机构的内部各部分进行详细检查。②在对电气的故障进行排查时，要对直流电的电源电压进行检查，保证其符合标准值。检查时要重点检查开关节点、分合闸的线圈、端子排接线，看其是否存在问题。
2.1.3误动故障
操动机构机械的故障和二次回路接线的故障是导致误动故障出现的原因。在分合闸没有指令的状态下，如果分合闸的电磁铁锁扣扣入太短，出现振动，可能会使分合闸分合，出现误动。除此之外，分合闸的电磁铁电压低，也会造成高压断路器误合、误分。
2.1.4泄露故障
对于出现的泄露故障：①因为液压操动出现问题，在液压油管道回路接头处出现漏油的情况或者放油阀没有关闭。②由于储气罐放水阀没有很好地关闭或者压缩空气的回路管道处漏油的气动机构漏气。一旦发生泄露问题，要及时对各个部件进行检查。
2.1.5绝缘故障
在高压断路器发生的故障中，绝缘故障是比较常见的问题。一般来说，内、外绝缘故障和瓷套闪络故障是绝缘故障的三个种类。如果出现在断路器内部存在异物而引起的绝缘的情况，需要专业人员来进行处理。
2.2检测方法
为了详细了解高压断路器中出现的故障类型，对不同的故障采用针对性的检测是必要的，如图2，高压断路器故障检修和状态检测过程图
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2.2.1专家诊断法
随着科技的发展、技术的进步，计算机技术也被应用到了高压断路器的故障检修和诊断中，大大提高了高压断路器故障检修的效率。专家诊断法是将一些针对断路器故障的理论知识、处理的方法和经验收集起来形成一个专门的信息系统，方便对故障进行快速处理。通常来说，专家诊断系统由知识获取、知识库、推理机和解释界面共同组成，每个部分都发挥着各自的作用。例如：知识获取是计算机对以存储的故障诊断知识进行有效的识别；知识库存储着故障的解决处理方法和一些专家提出的理论依据，可供参考；而推理机则是负责根据已有的资料管理协调系统。使用专家诊断方法，可以在故障发生时，根据以往案例进行故障判别，提供处理措施，提高工作效率。
2.2.2人工神经网络法
人工神经网络法是一种知识存储量大，对环境的适应性高的方法。该方法主要是模拟人脑的构造和人的认知，实现和运用人的神经网络的运行方式，使得系统对断路器进行检测。在使用人工神经网络法时，要先找出断路器中存在的故障，然后建立一个网络模型。通过建立起来的模型，可以很快分析找出故障的原因，得到处理故障的方法。这种用建立模型来检修诊断的方法不仅资金投入少，而且在操作便利的情况下能够快捷地找出断路器的故障。不断的实践和积累数据和经验能够提高检测故障的准确性和效率。
3状态监测
3.1触头电寿命监测
断路器触头的状况是能够表现断路器使用情况的。一般情况下，灭弧介质、灭弧室以及触头的磨损都是影响断路器使用周期的因素。要得到断路器的寿命，可以采用累计开断电流法、触头相对电磨损法、相对电寿命法等来计算得到，由此对断路器的状态进行有效的监测。
3.2对灭弧室的在线监测
在高压断路器中，灭弧室受到各种因素影响时容易降低高压断路器的灭弧性和绝缘性，可能会导致微水超标和泄漏等问题发生。所以要对灭弧室采取在线监测的措施。对于泄露问题，要对监测室内密度和气体压力。
4结束语
总之，随着经济和科学技术的发展，电已经跟人们的生活分不开了。高压断路器作为能够影响电力系统的重要部分，其故障检修及状态监测工作应该引起充分的重视，将现代信息技术与高压短路器故障处理相结合，提高故障检修工作效率，促进电力系统的稳定性和安全性。
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