摘要：在高压断路器的实际运行过程中，很容易出现故障，对电力系统正常运行造成影响。因此，必须详细探究高压断路器的故障检修及状态监测，这样才能够有效提升电力系统运行的安全性和稳定性。
关键词：高压断路器；故障检修；状态监测
1常见的高压断路器故障
1.1误动故障
导致误动故障出现的原因包括操动机构机械的故障和二次回路接线的故障。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，可能就会使分合闸分合，出现误动。此外，分合闸的电磁铁电压低，也会造成高压断路器误合和误分。
1.2拒动故障
拒动故障出现的原因具体包括以下几个方面：第一，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及是否有冻结的现象。如有冻结现象，可能是气动操作机构出现了问题，要及时进行解冻，然后检查各个部分的运行情况；第二，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、分合闸的线圈等，看其是否存在问题。
1.3绝缘故障
绝缘故障主要指的是高压断路器内绝缘故障和外绝缘故障，以及瓷套闪络故障。
1.4载流故障
出现载流故障的主要原因是引线过热、触头接触不良。引线过热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，这些都会导致载流故障。
1.5泄露故障
通常，泄漏故障指的都是漏气和漏油问题，漏油问题主要原因有：一是液压油管道有泄漏的地方，二是压缩空气管道有泄漏。
2高压断路器故障检测方法
2.1行程-时间检测方法
行程-时间特性曲线是表征高压断路器机械特性的重要参数，典型的合闸行程-时间特性曲线如图1所示。综合分析行程-时间特性曲线，能够准确获得其他机械动作的参数。
图1典型合闸行程-时间特性曲线
动触头是记录断路器分合闸操作最为直接的手段。目前工程中通常采用直线式光电编行程-时间特性曲线编码器或增量式旋转光电编码器。实际中，将直线式光电编码器安装在断路器做直线运动的机械传导机构连杆上，旋转式光电编码器安装在断路器机械操动机构的转动轴上，采集传感器测量数据，分析得到行程-时间特性曲线。对比两种光电编码器特点，旋转式光电编码器质量轻，力矩小，可靠性较高，因此应用范围更广。行程-时间检测法利用断路器机构的运动轨迹，比较理想地完成了高压断路器机械特性的检测任务。但该方法利用信息较少，而且检测结果准确性受现场安装情况影响较大。
2.2分合闸线圈电流检测方法
如果分合闸线圈中有电流通过，电磁铁产生磁通，则在电磁力的作用下，断路器能够完成分合闸操作。线圈中的电流波形能够准确反应电磁铁以及由其控制的锁门、阀门连锁触头的实际工况。通过对分合闸线圈中电流随时间的连续变化情况进行监测，能够准确获得二次操作回路的运行状态。典型开关分（合）闸线圈电流波形如图2所示。通过对分合闸线圈电流特性波形和铁心运动过程的对应关系进行分析，能够较为准确的判断断路器操动机构的运行状态，包括分合闸速度、分合闸时间等。
图2典型开关分（合）闸线圈电流波形
分合闸线圈电流检测法的应用原理较简单，但是其缺点在于：电流信号采集环节受放电、磁场等影响较大，该方法实现在线监测必须要有效果非常好的屏蔽装置；反映故障类型有限。
2.3振动信号检测方法
高压断路器分合闸时，机械操作机构发出的机械振动信号中包含着大量状态信息，通过合适的振动传感器和先进的信号处理方法，能够分析出整个分合闸过程以及断路器的运行状态。与分合闸线圈电流检测法相比，振动信号检测法测量不涉及电气量，不受电磁场干扰。传感器安装于断路器外部，对断路器无任何影响。断路器操作是瞬时性动作，动作时间短暂且无周期性，同时不同振动信号之间也具有很大随机性，因此要求监测过程采样频率很高。振动信号检测法充分利用整个分合闸过程的信息，将成为高压断路器机械状态监测和诊断最有前途的方法之一。
3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
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。所以，加强对灭弧室的在线监测是十分必要的。
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、露点值、温度、密度、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。
3.4气体密度监测
气体密度能够直接决定气体的性能，如果密度降低，则断路器绝缘性能、灭弧性能也会减弱。而气体密度降低的原因是气体泄漏，带入外来水分，增加了含水量。因此需要对实际运行过程中的气体密度进行在线监测，采取间接的监测方式，通过对气体压力的监测结果来反应实际气体密度。可以为断路器设置两级警告信号，分别为一级补气压力信号与二级闭锁压力信号。在没有发生泄漏问题的正常状态下，气室中的气压会随温度的升高而升高。而在实际电力系统运行中，还可以通过测量，结合气体温度特性曲线，得到气体压力值，从而判断气体泄漏。
4结语
总之，通过对高压断路器进行故障检测和状态监测，能够准确得知高压断路器的实际运行状况和故障发生原因。一旦获知高压断路器故障情况，就应该立即结合实际情况采取有效措施妥善解决故障问题，保障高压断路器正常运行。
参考文献：
[1]孙霞.高压断路器状态监测技术研究[J].中国科技信息，2014.
[2]常有菊.高压断路器常见故障原因分析及处理探讨[J].商品与质量：房地产研究，2014.
[3]刘忠瑞.高压断路器在线监测与故障诊断系统分析[J].中国科技博览，2015.
[4]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.
作者简介：
范建磊（1984.4.25），性别：男；籍贯：内蒙古包头市；民族：汉；学历：本科；职称：助理工程师；单位：国家能源集团神东煤炭集团。
论文作者:范建磊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：断路器论文; 高压论文; 故障论文; 气体论文; 线圈论文; 电流论文; 在线论文; 《电力设备》2018年第26期论文;