孙梦狄
华电湖北发电有限公司电力工程分公司湖北省黄石市 435000
摘要：近年来，社会不断进步，人们生活水平不断提高，电成为人们生产生活中不能缺少的重要资源之一。在高压电网中，高压断路器是其中占有重要地位的部分，它能够在保护电网设备的同时，提高电网的安全性和稳定性。因此，高压断路器出现故障将会对高压电网系统造成不利影响。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；断路器；故障检修；状态监测
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高压断路器的组成结构及工作原理
根据高压断路器功能，一般可以被分为导电部分、绝缘部分、解除系统和灭弧装置以及操作系统。为了确保高压断路器功能正常，必须确保其能够依靠机械部件发生正常动作，因此，要求各个机械部件都具备较高的牢固性和可靠性。断路器的基本结构包括操动机构、绝缘支撑、传动机构、导电回路、灭弧室以及支架这六部分。断路器的传动链构成部分主要包括机构传动连杆、拐臂、主轴、绝缘推杆、三角拐臂和触头弹簧装置等。利用绝缘拉杆、触头弹簧等同真空灭弧室的动导电杆连接操动机构，使其带动导电杆运动完成合、分闸操作。
2高压断路器故障检修及状态监测探究
2.1灭弧室监测
①气体密度，断路器绝缘及灭弧性能是其稳定运行的关键，在断路器运行中，不同因素作用均会导致断路器灭弧性能、绝缘性能下降。以SF6高压断路器为例，其灭弧室常出现泄漏、微水抄表问题，需落实针对气体的实时监测，控制好故障。例如，在对SF6气体密度监测期间，密度降低很可能是气体泄露所致，导致SF6气体含水量增加。故需针对该气体密度落实在线监测，为降低监测难度（气体密度难以准确监测），以气体压力反馈气体密度。为断路器设置两级警告信号，分别为一级补气压力及二级闭锁压力信号，正常状态下，设置补气压力信号在额定气压10%位置，闭锁的压力在补气压力信号基础上再降低5%。灭弧室未发生泄漏，则气体的压力主要受温度变化影响，温度越高，气室压力也就越高，也可以在测量温度的基础上判断气体压力，以便及时了解灭弧室泄漏情况。②断路器微水含量监测，SF6气体中水分过多，将严重影响气体自身绝缘性能及灭弧性，甚至会导致工频闪络电压下降。此外，由于气体中含水量过多所导致的还会导致断路器触头电弧放电，产生危险化学物质。对SF6气体推荐以电解法、漏点法进行测量。要按照监测工艺对仪器内的空气取气分析，并监测补气操作，若没有问题，则应对断路器强化监测。
2.2短接法
现场检修时，合上控制电源回路，用试验短接线将怀疑节点断路或接触异常的辅助开关节点做短接处理，如短接后，电路接通，说明该处或该段回路断路。一般结合控制原理图，易采用长、短短接法，即一次短接一个或多个触点来检查故障电路的方法。以迅速而高效的定位故障的准确位置。电阻测量法必须断电检修，优点是能有效保障检修人员的人身安全，但也存在阻值测量不准确，容易造成误判，尤其对并联电路较多，而检修人员测量时又忘记断开的情况下更易出现；相比较而言电压测量法判断更为准确，检修效率更高，但是带电检修有一定的危险性，对检修人员的业务技能和对设备熟悉度要求更高；短接法使用仪器仪表少（如可只用试电笔和绝缘导线），甚至在没有万用表的情况下也能进行故障检修且判断速度较快，但对电阻、线圈、绕组不可采用短接法，同时该方法也是带电检修，具有一定的危险性，应特别注意人身安全。
日常运维中，检修人员应灵活机动，利用上述方法互相配合，互相佐证，从而快速准确的定位并排除故障。
2.3跳闸故障处理
断路器跳闸后，值班员应从容应对，立即记录事故发生时间，同时及时停止音响信号，组织特巡，检查断路器是否存在损坏，并将结果汇报给值长或调度，收到他们的命令后才能合闸。但是，如果合闸后又出现跳闸现象，应将相关情况及时报告给调度员，同时检查断路器。如果检查结果发现造成跳闸的原因是系统故障，相关人员应立即将系统和断路器隔离开，然后保持原状，直到找到故障原因并清除故障后才能恢复系统运行。
2.4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。
2.5人工经络诊断法
在高压断路器故障检修中，有一种比较特殊的方法，即人工经络诊断法，也叫人工神经网络诊断法。其原理是以人脑结构、人脸整体认知过程为对象，模拟电路信息的处理工作系统。适应性强和内存知识储备大是该技术的最大优势。通过神经网络模型可以再现故障，便于更强全面的观察故障发生点，从而准确的找到故障发生的主要原因。该技术对于高压断路器诊断来说，不仅具有准确性，还具有良好的可操作性。
2.6针对高压断路器触头使用寿命的监测
断路器控制开合的次数会对其触头产生一定损伤，使用一定次数后，就需要及时更换触头，保障断路器的基本功能正常。断路器的监测中，一般以开断的实际磨损判断断路器触头的使用寿命。因此，要分析各方面原因对断路器电使用寿命的影响。例如，断路器发生电磨损、其灭弧室异常或触头异常等，都会影响触头的使用寿命。对电寿命研究分析，可采用电弧能量法、累计开断电流或者累计开断电流加权法计算分析。其中，采用计及燃弧时间加权评估的方式可直接得到断路器触头电磨损的数据，可直接得到触头使用寿命结果。其他方式则主要通过间接表征的方式计算电磨损，掌握断路器触头的实时状态。
结语
综上所述，通过对高压断路器进行故障检测和状态监测，能够准确得知高压断路器的实际运行状况和故障发生原因。对于高压断路器的故障与检修，决不能忽视断路器机械部分对电气控制部分的影响。目前，大量运行的断路器其电器元件的动作是由弹簧机械、气体或液体压力来推动的，因此，在电气故障检修之前，应特别注意检查、调整和排除弹簧机械、气体、液压部分的故障，才能实现更为高效、快速的完成对故障断路器的检修，使之尽早返回运行行列。
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