摘要：随着经济和各行各业的快速发展，电力行业发展也十分快速。高压断路器是输、配电网中重要且昂贵的电力设备，不仅起着带电切合正常负荷电流的控制作用，也起着在规定时间内承载、开断和关合异常电流的保护作用，其稳定、可靠的运行直接影响到电力系统的安全稳定性，因此保证高压断路器可靠运行是电力网稳定、可靠运行的重要前提与基础。
关键词：断路器；检修；要点；方案
引言
随着经济和科技的快速发展，目前低压智能断路器已广泛应用于我国低压配电系统，该断路器具备短路、过电压、过负载等多种智能保护功能，保护动作迅速、精确。本文主要研究低压智能断路器在实际运行过程中比较常见的故障类型，做出了比较详细的分析和总结，以便于设备管理维护人员能够快速发现故障原因并采取行之有效的解决措施，及时消除设备故障，降低故障带来的损失。
1断路器故障及其成因
断路器的拒动故障是设备故障之一，指断路器设备在继电保护及安全自动装置动作或在操作过程中拉合控制开关并发出工作指令时拒绝动作。该故障主要分为两种，即拒分和拒合。通常情况下，断路器的拒合故障出现于检修前后，也可以出现在断路器故障更换其他输电线路供电的情况下，所以该故障仅为局部一台断路器出现问题，并不会因此较多影响其他线路。相较而言，线路中发生的拒分故障能够较大地影响到系统的安全运行，可形成上一级断路器跳闸，这也被叫做“越级跳闸”，出现这种情况会扩大事故停电范围，严重的会形成系统解列，并能够形成大范围停电的重大事故。所以我国的检修单位对于拒分故障的重视程度较高。断路器无法响应分合闸指令。是指线路两端均有电压但无电流通过，故障成因主要为端子脱落、航插插针变形或插入不够、线路断线等问题，这些情况的形成主因是控制回路中有断点，回路不能导通，形成推动故障。这类故障可归纳成人为因素和电气性能因素。如端子脱落、航插插针变形、航插插入不够等均可归为人为因素导致的线路断路问题，针对这种情况，要加大人员培训力度、调整作业流程，可以有效避免此类情况发生；如线圈烧毁、端子氧化等均可归为电气性能因素，针对该情况，未出现问题时不易发现，可采用稳态电流变化对断路器实施检测。
2变电站断路器检修要点及方案
2.1完善检修标准
全周期管理过程中首先要明确管理标准，在变电站断路器安装及检修规范基础上开展，依照对应技术方案和限定指标，保证检修工作的科学性和可靠性，降低检修维护对断路器性能的影响。例如：选择断路器时，应保证与用户需求、变电站性能一致；检修操作时，不能影响断路器管路、阀门气密性；回路电阻值测试时，不能够拆装元器件，而接入测量装置不可影响断路器性能等。
2.2线圈电流的故障特性
为对高压断路器不同机械状态的电流波形特征是否相同进行验证，分别对正常和故障状态的线圈电流进行处理，然后以随机的方式选取电流信号，共计三组进行对比分析。在正常与故障状态下，分合闸线圈的电流波形在时域平面内呈现出不同的状态，并且特征量的分布也不相同。由于各个故障状态与正常状态之间的距离存在明显的差异，所以可对特征向量间的距离变化趋势进行计算，来对线圈电流当前所处的状态进行具体分类，正常状态时，三条线圈电流为基本重合状态。当高压断路器基座的螺栓出现松动故障时，线圈电流比正常状态时的电流大，之所以会出现这样的情况，主要是因为螺栓松动导致机构的牢固性降低，增大了分合闸操作时机构的磨损程度，铁芯的摩擦面变得过于光滑，运动时间随之缩短。铁芯卡涩故障时，由于需要克服摩擦阻力，从而使得铁芯的运动时间延长，电流值增大。
2.3变电站断路器检修方案的运用
研究主要以某区域220kV变电站2020年1月份大检修工作为例，对断路器检修方案的运用效果进行分析。依照全周期断路器检修平台中的各项数据，该区域220kV变电站母联断路器1月份做代路运行倒闸操作时A相出现拒动，系统异常报警。为避免上述问题，1月份对母联断路器进行分解检修，检修过程中发现如下问题。母联断路器中电磁阀严重老化，内部部分区域甚至出现生锈，造成电磁阀运行过程中无法动作，一级活塞漏气。电磁阀密封圈变形，封闭时无法完全密封，二级阀门压力忽高忽低，不在标准范围内。母联断路器铁芯松动，分闸过程中振动严重，与槽板不能紧密扣合。该现象持续时间较长且曾出现拒分，造成区域部分线圈烧毁，痕迹非常明显。其他区域按照检修方案逐项检查后均显示正常。对上述故障进行处理时，重新更换电磁阀和密封圈，在气动装置中增加油水分离器，减少断路器内水汽成分，降低零部件生锈的可能性。同时，更换铁芯区域烧毁的线圈，增加定位销钉并使用螺杆紧固，确保铁芯能够正常运行且不存在振动。安装完毕后，检查断路器管路气密性和油压状态均符合要求后送电测试，断路器动作正常，检修效果显著，达到了预期目标。
2.4构建故障诊断模型
在对高压断路器机械故障诊断模型进行构建时，可以利用深度学习网络中的自编码网络，其又被称之为SAE，即栈式自编码器，它在复杂非线性问题的处理中效果较好，能够快速完成特征提取，并对故障进行准确分类。SAE是由多个AE（自编码器）以堆叠的方式组合而成，具体的学习过程包括预训练和微调，前者为无监督学习，后者为监督学习，使网络达到全局最优为止。AE作为SAE中的基本单元，其结构与神经网络相类似，它的预训练是一个逐层训练过程，输入层数据为振动信号划分后的时频段能量，输出层为高压断路器机械故障振动的结果。随后通过微调能够大幅度增强网络的性能，从而使诊断结果变得更加准确。
2.5实施动态监测
变电站断路器动态监测过程中，要将交流耐压试验数据、导电回路电阻值、机械属性值以及气体水分含量测试结果等传输到管理平台，通过在线监测和定期检测结果，分析断路器是否处于安全运行状态。对比历史数据文件，一旦出现异常，及时制定变电站断路器检修方案，借助国内外经验及维护手册等开展对应的故障处理，最大限度地降低变电站断路器运行风险，提升其安全性和稳定性。
结语
随着经济和科技的快速发展，断路器结构紧凑、体积小，具备短路、过负载以及接地等多种智能保护，保护动作精确，供电安全可靠，因此在3KV以下电压等级中得到了广泛应用。智能断路器作为广泛使用的低压总开关，要求我们要不断进行学习和深入研究，提高分析故障、消除故障的能力，以便在以后的实际工作中能够及时正确处理产生的各种故障，保证单位正常安全生产。高压断路器机械故障诊断是一个较为复杂的过程，为加快诊断速度，并提高诊断结果的准确性，可以对振动信号和线圈电流加以利用，据此构建相关的诊断模型，借助模型对高压断路器的机械故障进行诊断。
参考文献
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