断路器状态检修策略分析

张彦飞

摘要：断路器作为电力系统的重要组成部分，其健康状态直接影响着整个电力系统的正常运行。传统的断路器检修主要以定期检修为主，该检修模式针对性不强、效率较低，且经济成本偏高，不利于电力系统的长期稳定运行，需要通过状态检修提高断路器检修效率，保证断路器的长期稳定运行。文章在简要概述断路器状态检修必要性的基础上，主要从四个方面对断路器状态检修整体策略进行了分析，可为断路器状态检修的广泛应用提供参考。

关键词：断路器；状态检修；在线监测；电力系统；检修效率；定期检修

中图分类号：TM561 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）34-0125-03

随着国民经济的快速发展以及人们生活物质水平的逐步提高，在电网规模不断扩大的趋势下，电力系统安全、稳定运行愈加重要，这就对变压器、断路器等元件的持续正常运行提出了更高的要求。根据相关数据统计，电力系统各元件所导致的非计划停电事故中，断路器所占次数和时间达到了总量的60%以上，直接影响着电力企业经济及社会效益的提高，因此，需要采取各项措施提高断路器的运行可靠性。一种措施是提高断路器产品本身的质量，另一种则是进行必要的检修以避免故障的发生，这是电力企业需要深入探究的主题，也是本文所研究的重点。现阶段，我国电力系统中的断路器仍以计划检修为主，这是一种定期解体式的检修方式，主要根据运行检修经验来确定检修周期，表现出了很大的局限性，特别是随着电力系统规模的不断扩大，断路器的数量越来越多，暴露出了诸多缺陷，如检修量大、检修成本高、检修过剩等。基于这种现实情况，状态检修被逐步应用于断路器检修中，该检修方式以实际运行工况为基础，通过判断分析运行状态下的各种参数和特性来确定检修内容，针对性强、费用较低，能显著提高断路器运行的可靠性和经济性，因此，对其进行研究具有一定的实际意义。

1 断路器状态检修的必要性

随着大量新型电力设备的应用，现有检修依据和策略已无法适应电力系统发展要求，若根据以往的运行维护经验，断路器定期检修决策的确定主要依据两类指标：一是开断短路电流和空载操作次数以及累计开断电流数值；二是断路器的带电运行以及不带电运行时间。另外，还采用临时发现缺陷的临时检修。而在电力系统中，大多数断路器的开断短路和操作次数以及开断额定短路电流是非常少的，且每次开断短路电流都相同，很难正确统计，这不利于检修决策的准确性，整个检修过程也较为频繁。另外，对于可靠性较高的高压SF6断路器而言，若以一类指标为依据来确定检修周期，时间必然太长，则只能根据二类指标来确定检修决策，即所谓“到期必修”的周期性检修，主要由长期运行经验来决定，具有很大的盲目性和随机性。这种检修方式的应用，可能会给很多性能良好的断路器增加不必要的检修次数，更严重的会因为检修而留下安全隐患。基于电力系统安全性、稳定性考虑，迫切需要改善当前这种定期检修模式，根据断路器的故障发生规律，采用实时在线的状态检修方式，以解决检修时间、检修项目等问题。状态检修可通过对断路器实时运行状况的在线监测，探明断路器可能存在隐患部位以及可能发生故障的时间，预先安排停电计划和采购相关备件，组织维修人员高效地检修工作，以提高电力系统正常运行的持续性，达到“有病才修、修必修好”的目的，总之，状态检修的针对性及经济性特征决定未来必然会逐步代替定期检修，需要对状态检修进行更为深入的研究。

2 断路器状态检修策略

断路器状态检修是一个系统性的过程，并不是仅以理论计算结果为依据，需要以多年累积的运行经验为基础，采用宏观与微观相结合的原则，通过对断路器共性问题的掌握和个体设备的具体分析来评估该断路器的健康状态。宏观分析是断路器状态检修的基础，定性及定量认识是断路器状态检修的核心，二者的有效结合制定出以下断路器状态检修总体策略。

2.1 基础管理

电力系统中运行的电路器数量是非常多的，因此，断路器的基础管理工作非常重要，它是状态检修实施的前提，时常能起到事半功倍的效果，这就要求必须做好断路器设备的原始记录和整理分类工作，如设备台账、技术资料、运行检修数据、试验资料等，以建立一个信息齐全、分类具体的断路器数据仓库。缺陷数据的分类必须详尽，数据样本的录入过程也要准确，保证相关人员按规定录入，并及时回传到设备信息数据库，这是断路器状态得以准确判断分析的前提。同时，应加强包括设计、设备选型和安装调试在内的整个管理工作，对由于设计、制造及材质等原因所导致的运行“先天性”缺陷，应着力通过改造断路器加以解决，为断路器状态检修减少不必要的工件量，提高断路器状态检修总体

效率。

2.2 设备监测

先进的监测试验手段是及时了解和掌握断路器运行状态的基础，随着电力电子技术的不断进步，断路器在线监测技术已广泛应用于电力生产实际。目前断路器的在线监测已趋向于智能化，这是未来的发展趋势，通过与计算机技术和专家系统的结合，可对断路器开断电流和机械状态进行监测。特别是专家系统已不断成熟，通过专家系统对断路器可能存在故障的判断是状态检修的有益补充，它能通过对故障发生频率的统计，快速确定故障产生的原因，找到故障根源所在，追本溯源地提出故障消除方法，并减少故障排查时间，缩短停电时间，提高经济效益。为了专家系统的有效实施，必须注意不同结构断路器的时效性，因为不同种类断路器的相关技术在不断更新，而故障类型和故障原因的分类需要较长时间的数据积累才能走向成熟和趋于系统化，当能够利用专家系统进行故障类型判断时，往往该断路器相关技术可能由于更新换代而走向被替代的边缘，因此在实践过程中必须重视专家系统的时效性。在计算机技术和专家系统的充分利用下，可对影响断路器状态的多项因子进行监测，具体内容包括断路器动作、辅助开关动作、开断电流、气体的含水量、气体密度等，将所监测到的这些数据与额定参数作综合比较，从而找到问题所在，进而得出正确的检修决策。断路器的智能化在线监测减少人工监测的主观性，只要信号采集精准，辅以科学的评价方法，即能得到正确的断路器状态信息，从而提出对应的解决思路。endprint

2.3 状态评价

断路器在线监测是一种有效的监督手段，但对断路器运行状态的综合分析和判断不仅仅局限于在线监测所得出的实时数据，还应包括对运行状态客观评价。可以说断路器运行状态评价是一种综合反映断路器运行状态的状态检修手段，它是状态检修的重要环节。为了保证评价结果的客观性和科学性，正确地概括出设备的真实状态，必须从断路器的基础状况入手，以评分的方式体现出设备运行工况，最终通过加权平均得出断路器的实际运行情况，为断路器有效的检修决策提供重要依据。断路器的运行状态可通过0～100之间的分值来表述，一般0分是需要立即进行检修的设备，100分则说明该断路器处于一个良好的运行状态。断路器状态评价虽说已形成了一定的标准，但在实践过程中需注意以下两个要点：一是评分项目的把握，一般包括在线的数据、试验数据、运行缺陷以及设备家族缺陷等。二是评分时间的确定，以SF6断路器为例，断路器新装投运前，进行一次状态评分；断路器经过检修，重新投运之后进行一次状态评分；断路器在正常情况下，每三个月进行一次评分，在线评分下降至60分左右时，评分周期应缩短为一个月。状态评分作为对断路器运行状态的实时归纳，对断路器的检修、维护、试验具有一定的指导意义，例如根据分值可缩短断路器预防性试验周期，由通常的三年缩短为一年，也可参考评定分值适当增加运行巡视等。状态评价通过具体的评价分值来综合反映断路器的健康状况，可以说是状态检修过程中不可或缺的内容。

2.4 检修实施

断路器状态检修仅仅有状态监测和状态评价是不完整的，需根据断路器的不同类型和不同评价状态选择不同的检修策略，因此还需检修决策以促进检修措施的实施。除了以相应管理机制来保障检修活动和检修行为的实施外，检修的实施还应科学合理、有据可依，根据断路器状态检修相关规范，结合笔者所在区域断路器运行工作实际，在断路器检修实施过程中需要注意以下五个方面：正常状态特别重要部位的断路器按规定周期开展C类检修，检修周期宜与状态检修试验周期一致；评价为正常状态的断路器，按照周期进行巡检；评价为注意状态的断路器需加强巡检，结合线路停电检修进行更换；评价为严重状态的断路器需及时进行检修；根据断路器状态的优劣程度，较差的先安排检修，检修任务尽量每年均衡。另外，断路器的故障产生是多方面因素引起，这就要求积累丰富的检修经验，为故障的快速处理提供保障。总之，断路器检修措施的实施需根据状态评价结果，参照相关规范，及时采取针对性、有效性的检修措施，以保证电力系统的稳定运行。

3 结语

从文章的分析可以看出，断路器状态检修是一个系统性的过程，根据电力系统实际，未来的断路器状态检修工作中主要应做好以下四个方面的工作：（1）断路器基础资料及信息的收集整理，建立设备信息数据库，并分类录入，保证信息的真实性和准确性，做到账实相符、及时更新，为断路器状态检修工作的有效开展打好基础；（2）先进断路器状态检修技术及设备的应用，全面提升断路器带电检测及在线监测能力，特别是智能监测系统及专家系统在技术和应用方面要不断更新和突破；（3）深化开展断路器评价工作，全面提升状态评价水平，评价项目具体详尽，评价标准科学客观，以保证评价结果的准确性，为检修决策提供参考；（4）以评价结果为依据，根据断路器的健康状态，结合日常的运行经验采用针对性的检修策略，保证检修过程的经济性和有效性。

参考文献

[1] 陈绍锋.秦皇岛地区高压断路器状态检修技术应用[D].华北电力大学，2013.

[2] 贾承龙.变压器、断路器状态检修策略及应用[D].华北电力大学，2013.

[3] 宦扶天，米彬彬.断路器的在线监测与状态检修技术[J].电气开关，2013，（4）.

[4] 白红，白艳.试论高压断路器状态检测技术[J].中国电力教育，2010，（2）.endprint