高压断路器的故障检修及状态监测探究①

赵绍亮

摘 要：随着社会的进步与能源需要的不断扩大。电力已经成为我国能源消费最大份额之一。未来随着发输电技术的不断完善，电网规模也将与日俱增。所以相关线路的安全性与完备性需要特种设备和相关的保护装置进行预防。本文基于高压断路器的故障检修及状态监测方面展开相关探讨，在理論结合实际的前提下全方位展示易发故障的重要部位和常见的故障类型，为现场的维修工作提出参考意见。

关键词：高压断路器;故障;检修;状态;监测

引言

随着社会的进步与能源需求的不断扩大，电力已经成为我国能源消费最大份额之一。未来随着发输电技术的不断完善，电网规模也将与日俱增，因此相关线路的安全性与完备性需要特种设备和相关保护装置进行预防。高压断路器就是电力领域及其相关设计标准中不可或缺的典型保护设施，能在关键时刻预防关键回路防止恶性事故的发生。当前新的高压电网对断路器提出了更高的要求和稳定性，因此在断路器监测与故障处理方面则需要相关科研单位与电网公司共同研究。

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高压断路器中存在的故障以及检测方法

2.1高压断路器中的故障

为了提高高压电网的稳定性并且更好的解决高压断路器中的故障，对高压短路器中发生的故障进行详细的了解是基本，因为不同的故障检修方法适用于不同的故障。下面将对断路器中的故障进行阐述。

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短路器的温度高，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。

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时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。

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。

3高压断路器的状态监测

3.1触头电寿命监测

经过长期使用的高压断路器，断路器的触头逐渐会被磨损，而衡量断路器使用寿命的重要指标与参数，则是触头的磨损程度。另外，断路器的使用寿命同样会受到灭弧室、灭弧介质等问题影响。

3.2灭弧室在线监测

总所周知，电力系统中的高压断路器主要的作用体现在两方面，一是绝缘效果很好，二是灭弧性能高。但是，在高压断路器实际的工作当中，会有很多因素影响到其作用的发挥。当高压断路器的绝缘效果和灭弧性能被降低时，很可能会造成系统内部发生泄漏问题，甚至会导致微水超标。从而表明，加强对灭弧室的在线监测是十分必要的，主要是监测其中是否有泄漏的问题发生，一般采用的方法和途径就是检测室内气体密度和压力。

3.3断路器气体微水含量监测

对断路器的实施状态进行监测，主要是对其内部气压、密度、露点值、温度、气压变化频率、微水含量等进行监控和测试。例如，当气体中的水分含量过高时，就会影响到断路器的灭弧性能，以及绝缘效果，明显降低工频闪络电压。因此，断路器气体微水含量监测至关重要。

结语

随着科学技术的发展，以及用电需要的不断增高，给供电企业带来了巨大的挑战。为了满足用电需求和供电质量，供电企业需要时刻保证电网的正常运行。高压断路器故障检修及状态监测是电网运行的重要保证之一，采用科学先进的方法，不仅可以提高供电质量，可以降低企业成本，提高工作效率，保证企业效益的增高。

参考文献

[1]张彦飞.高压断路器故障检修及状态监测研究[J].电子世界，2014（08）：52～53.

[2]周兴，周葛城，贾明，李文超.高压断路器故障检修及状态监测探究[J].低碳技术，2016（10）：18～19.

[3]曾自强.高压断路器状态监测与故障诊断[J].通讯世界，2016（05）：221～222