摘要：高压开关柜对于电力系统来说非常重要，它的工作状态直接影响到电力系统的供电质量，实际上高压开关柜是一项电气设备，所以就要求我们必须要引起对高压开关柜这个电气设备的重视。随着我国科技的不不断发展，也推动了高压开关柜在线监测性能的实现，它的在线监测和故障诊断技术可以说大大的保障了高压开关柜自身运行的稳定性和可靠性，一旦有问题出现或隐患存在时，就会被及时的发现，并采取有效措施予以解决，大大降低了维修率，为保证供电系统的供电质量创造了可靠条件，而且也促使了电力系统自动化程度的提升。本文就针对高压开关柜的在线监测与故障诊断技术进行了分析。
关键词：高压开关柜；在线监测；故障诊断；分析
引言：高压开关柜设备是非常重要的输配电设备，主要被应用在电力系统的控制和保护方面，以提高供电系统的供电质量，保护其运行的安全性。高压开关柜故障诊断技术的前提是落实在线监测，在监测的状态下来对高压开关柜的运行状态进行了解，以此对故障进行诊断。也正因为其自身在电力系统中的重要性，所以一旦其发生突发性的故障就会损害电力系统。在高压开关柜中，若长时间的运行电气设备，就会很容易出现设备老化或出现由于负载电流过大导致温升的现象，从而导致断电现象的发生，严重有可能会引发火灾。因此对高压开关进行在线检测和故障诊断，可以说对降低故障率和保护设备的安全运行有着十分重要的意义。
一、高压开关柜在线监测系统的设计分析
1.注意对设备总数量的设计
为了能够进一步的保证高压开关柜的稳定性与安全性，就必须要在高压开关柜上触头、下触头及电缆出线接头等部位安装无线传输式温度监测系统，对此系统进行改进时，需要对所涉及的两个高压配电室进行考虑和设计，第一个配电室应保证其有22面柜子，在其上、下触头和电缆头处要设有9个测温点，移动需要设置198个；第二个配电室共有6 面柜子，在其上、下触头和电缆头处也是要设有9个测温点，共需54个；也就是要保证两个配电室设计时共设有252 个测温点。高压配电室一通过以太网与后台设备进行数据传输，而配电室二则需要利用光纤来实现对数据的传输。
2.注意设计时应考虑测温原理
在利用接触式无线温度传感器实现测温的过程中，传感器需要紧贴在被测设备的表面，必须要保证其良好的接触，能够准确的反应被测设备的真实温度。当温度采集到后应立即在无线方式的作用下将温度实时传递给测温通信终端，由通信终端来对温度进行管理并实现对测温数据的远传。温度传感器采用高效能电池供电，目的是为了延长其使用年限，在温度没有变化的情况下每5 分钟发送一次温度数据，一旦温度大于上次所采集到的温度就要及时对数据进行传送，以保证在能够第一时间完全掌握现场的实际情况。
3.通信方式的设计
当前变电站内的数据传输都是由调动中心来进行监视和管理的，现场无人员监视，因此就需要通过现有的交换机通信技术来完成数据的传输。当测温通信终端利用无线方式来对各个测温点的温度数据进行采集后，再通过485 通信方式上传到测温管理系统，由于设计时采用了两个配电室，所以就要利用网络传输需要增加两台485 转以太网通信服务器来完成数据的转换和传输，从而把两个配电室进行关联，并对其实际距离进行严密布线，在后台软件服务器的处理下将数据和状态予以显示。
4.测温数据的存储和显示的设计
整个测温管理系统的设计采用了C/S 架构，在调度中心安装一台数据管理存储服务器，这个服务器来对多个变电站的信息进行管理，将变电站所有的温度信号集中起来，并对其实行统一的管理和配置，并对这些温度数据进行长期的存储。软件系统还具备短信报警功能，当有报警情况出现时，服务器系统可以通过短信方式发送到各个管理人员手机中，这样管理人员就可以及时的了解到各个变电站的运行状态，已对其进行故障监测。
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二、高压开关柜在线监测的主要方法分析
1.利用振动传感器进行监测
在利用振动传感器来进行监测的过程中就是对其振动情况来予以监测，受到振动范围和强弱不同的影响，在监测开始时先是由局部放电所导致的微弱振动开始，而后在进行振感较强烈的振动予以监测。以震动的频率为依据，来选择合适的传感器，并对其监测参数进行设置，将压电晶体作为加速传感器的敏感元件，通常情况下它的宽带可以达到200kHz左右，而且与设备表面相互连接，可以说其最主要作用就是对局部放电情况的监测。
2.使用位移传感器进行监测
利用位移传感器进行检测，首先要考虑传感器安全位置的合理性，在对断路器动触头的行程曲线进行直接测量。一般情况下，传感器的安装部位要是可移动部分，光电的发射和接收是位置的感知途径，在这种方式下就能够对其行程曲线进行测量，以此来了解高压开关柜的运作状态。
3.使用感应式位置传感器进行监测
感应式位置传感器到的主要作用就是对断路器的分合位置展开监测，感应式位置传感器必须安装在操动机构的可动部位，在通过对操动机构的位置进行判断的过程中来对断路器的动触头位置进行设定，但一般这种推断方式的缺点是缺乏可靠性。
4.用温度传感器监测
温度传感器可以说最为常见也是应用较广泛的，其类型主要包括：光微薄硅温度传感器以及石英传感器、吸收型光纤温度传感器等等。温度传感器主要被应用在对母线连接部位升温情况的测量中，因为光纤是温度传感器的主要传播介质，因此可以对电磁干扰进行有效的处理。
三、高压开关柜的故障诊断技术分析
1.以样板为基础的诊断技术
在利用以样板为基础的诊断技术进行诊断时，其方法主要包含有：阂值诊断、指纹诊断、时域波形诊断、频域波形诊断。所谓的指纹诊断就是对收集到的数据予以处理，对照分析样板和所获得的特殊图形，因此其诊断基础就是图形，不能应用于在线诊断；而频域波形的诊断方法主要是对样板和收集到的物理量频谱进行对照分析和诊断；而时域波形诊断的诊断方法主要是对照分析样板和所获得的物理量随时间变化的曲线进行诊断；阂值诊断是一种比较简单的诊断方法，在诊断过程中主要依靠的是设备所运行的状态是否超出阂值来进行判断的，当然此种方式所出现额错误率也相对较高，判断片面。
2.以规则为基础的诊断技术
以规则为基础进的诊断技术主要有以下几种方法：模糊诊断、逻辑诊断和统计诊断。利用统计诊断时需要依靠图形和实验数据来完成，并不适用于在线诊断；模糊诊断法可以利用模糊逻辑的隶属度函数来完成，因在设备的故障初期设备状态不会趋于稳定，波动较大，所以要采取模糊诊断方法，也就是对模糊程度的判断就可以利用模糊关系矩阵来进行。逻辑诊断可以利用矩阵的方式来将故障原因和状态形成因果关系，以此来提高诊断效率，逻辑诊断使用范围广泛且简单易行，但错误率高。
四、总结
高压开关的在线监测和故障诊断技术的实用价值和意义很高，将其与高压开关柜的故障预警相结合，就很容易实现对设备运行状态的监测，并对问题能够及时处理，大大的提高了电力系统的自动化水平，保证了供电质量和用电安全。
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论文作者:王赫鸣
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第16期
论文发表时间:2019/3/5
标签：开关柜论文; 高压论文; 在线论文; 测温论文; 温度论文; 传感器论文; 技术论文; 《建筑细部》2018年第16期论文;