高压断路器机械故障诊断方法综述--中国期刊网

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高压断路器机械故障诊断方法综述

发表时间：2020/3/3 来源：《电力设备》2019年第20期作者：郭润国叶方军常亮

[导读] 摘要：电力行业作为我国国民经济中的重要组成部分，对促进我国社会的发展具有重要的推动作用。

        （（平高集团有限公司河南省平顶山市 467000）
        摘要：电力行业作为我国国民经济中的重要组成部分，对促进我国社会的发展具有重要的推动作用。电力行业发展状况的好坏对各行各业的发展具有一定的影响，因此在电力行业中电力系统的正常运行成为各界关注的重点问题。
        关键词：高压断路器；故障诊断；对策
        前言
        在社会经济和科学技术不断发展的背景下，我国电力行业得到进一步发展，电力设备多样化趋势明显，为电力系统的安全稳定运行提供了保障。但是由于电力系统的特殊性，因此在其运行过程中需要对其进行定期的检修维护，及时发现高压断路器运行过程中存在的问题，并制定有效的解决方法，提高高压断路器的运行质量。
        1高压断路器的原理
        断路器用于在正常运行时接通或断开电路，故障情况在继电保护装置的作用下迅速断开电路，特殊情况（如自动重合到故障线路上时）下可靠地接通短路电流。高压断路器是电力系统稳定运行的重要控制设备，是在正常或故障情况下接通或断开高压电路的专用电器。在具体应用的过程中其担负着稳定电流和及时发现和解决电力系统故障的职能作用，它不仅可以切断与闭合高压电路中空载电流与负荷电流，而且当系统在发生故障时可以通过继电器的保护装置。高压真空断路器处于合闸状态的时候，它对地绝缘由支持绝缘子来承受，一旦真空断路器所连接的线路发生永久接地故障，断路器动作跳闸后，接地故障点又未被清除，则有电母线的对地绝缘亦要由该断路器断口的真空间隙承受；各种故障开断时，断口一对触子间的真空绝缘间隙要耐受各种恢复电压的作用而不发生击穿。高压断路器的应用作用主要体现在2个方面。1）高压断路器的控制作用。高压断路器结合电力系统运行在需要会将所有的电气设备以及部门线路投入或者退出运行。2）高压断路器的保护作用。在电力系统运行出现故障的时候，高压断路器会和保护装置、自动装置共同配合来将故障及时从系统中切除，从而减少损害，防止事故扩大。
        2高压断路器的故障分析
        2.1拒动故障分析
        高压断路器在正常状态下会通过分合来对电流进行控制，而在出现拒动故障之后则会打乱正常的分合动作，从而引发越级跳闸，使系统故障范围扩大。在一般情况下出现拒动故障的原因包括机械原因和电气原因。1）机械原因。高压断路器由于机械原因所引起的拒动故障突出表现在器械的生产制造、调试安装、检修等存在质量问题，最终使电力系统高压断路器的使用出现机械故障。2）电气原因。因为电气原因所引发的高压断路器拒动故障的触发点是电气控制不恰当、辅助回路故障，表现形式为分合闸线圈的烧毁、辅助开关的操作失误、合闸接地气故障、二次接线故障等。
        2.2绝缘故障
        高压断路器绝缘故障的表现为闪络、爆炸、电压过高，具体细化分为内绝缘故障和外绝缘故障。1）内绝缘故障。内绝缘故障主要是指断路器在常规运行的过程中因为出现异物所以引起的断路器本体放电故障。2）外绝缘故障和瓷套闪络故障。这类故障出现的原因是瓷套的外观设计和外绝缘泄漏比不符合有关标准的规定。
        2.3误动故障
        高压断路器出现误动故障是由3个原因引起的。1）二次回路存在问题。二次回路接线端子排在潮湿的环境下会降低自身绝缘性，进而引发合闸回路和分闸回路之间的放电短路现象，最终出现断路器的误动。2）液压机构原因。液压机构引发的误动故障原因是度断路器的出厂配置较差，且在使用过程中缺乏必要的清洁，最终引起液压油的泄漏。3）弹簧操动机构原因。在对高压断路器进行检查维修的时候，操动机构分闸、合闸的尺寸大小设定不符合实际要求，最终使弹簧的预压压缩量不符合有关标准，最终使弹簧机构无法保持在合理的状态，进而引起高压断路器的自分和自合。

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        2.4开断和关合故障分析
        开断和关合故障一般多发生在7.2kV~12kV电压等级的电路身上，特别是真空断路器和少油断路器发生这类故障的次数和频率比较多。其中，少油断路器出现开断和关合故障的原因是喷油短路引发的孤室烧毁，降低了断路器的开断能力，在断路器关合的时候出现了抱闸事故。真空断路器出现故障的原因是真空灭弧室的真空度降低，在真空度降低的同时真空断路器的开断关合能力也会降低，最终因为关合失败引发电路故障。
        2.5载流故障分析
        高压断路器出现载流故障的原因是触头接触不良或者触头周围引线温度过高，而触头接触不良一般是因为动静触头没有完全对中，因此在操作的时候喷口和静弧触头往往会出现碰撞，在碰撞的影响下灭弧室的喷口会出现断裂，进而引发关合事故。在操作的过程中动静触头出现对中问题的原因是装配的过程中没有采取有效的触头保护措施，最终使动静触头的中偏差较差，进而引发电力系统故障。
        2.6外力和其他故障分析
        外力和其他故障引发的高压断路器故障问题具体表现在2个方面。1）零部件的损坏。容易损坏的零部件包括传动机构部件、密封部件等，断路器在运行的过程中受安装和检修不科学的影响会使断路器的零部件出现损坏的情况。在电力系统运行的时候如果没有及时发现被损坏的零部件，将会使高压断路器无法正常动作。2）泄露故障。高压断路器泄露故障主要是由气动部分的漏气和液压部分的漏油所引起的问题，同时，阀系统封闭不严、密封圈老化损、压力表接口泄露、压力泵头清洁度差等也会引起泄露故障。
        3通过在线监控对高压断路器的维护
        （1）该装置的在线监测技术还不够成熟，不能使许多试验装置小型化，提高其可靠性。（2）测量数据误差大。（3）数据传输和获取困难。（4）在线监控设备的成本很高，如果每个设备都配有一个监控系统，其价格将超过设备本身。在设备状态维护期间测量设备得到准确的测量信后，使用专家系统确定异常设备发生错误的可能性。在该过程中，无论是人工神经网络和模糊集方法对训练样本都有更高的要求，采集的样本越准确、越好专家系统就可以更准确地确定故障。通过对故障的标准分类，并建立故障管理库。其具有以下特点：（1）计算故障的频率，确定故障的主要原因。（2）快速辨识故障的主要原因，减少故障排除时间。（3）提高工作的标准化和可靠性，减少因不同劳动水平而产生的工作差距。连接设备寿命管理的专家系统。设备资产生命管理规则要求设备具有唯一的资产代码。如果设备系统的故障状态与设备的故障状态相对应，则可以分析设备的运行情况，找出故障与设备的运行状态之间的联系。为类似设计条件下精确计算设备提供了依据，并采取有效措施防止可能发生的故障。
        结束语
        电力行业的可持续发展离不开电力系统的安全稳定运行，而电力系统的正常运行离不开高压断路器的正常工作，因此需要对高压断路器的运行状态进行全面的检修和维护，降低断路器运行中出现故障的概率，减少电力系统出现大规模非正常停电的现象，降低维修成本和维修人员的工作量，保障高压断路器的正常运行。
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