摘要：维护和保养工作是高压开关柜正常运转的重要保障，在高压开关柜的维护中，采取高效的检测方法对于故障的排除至关重要。本文分析了10kV高压开关柜存在的主要故障类型，简要介绍了故障在线检测的主要方法，最后探讨了10kV高压开关柜故障检测的发展方向。
关键词：高压开关柜；故障；在线检测技术
前言
在整个电力系统中高压开关柜发挥着重要的作用，它通过关合、断开来保障电力线路和整个系统的安全。在现阶段，随着我国的快速发展，经济和社会的正常运转需要更多的电力来维持，电力系统不可避免就会朝着大机组、高电压以及大容量的方向发展，电力网络的扩大是必然的，变电站采用无人值守的管理模式也是自然而然的选择。在这样的背景下，对于高压开关柜就提出了更加高的要求，如何确保其安全地运行是一个必须引起重视的问题。因此，不断提高10kV高压开关柜的故障检测能力，采用新的、智能化、自动化的在线检测方法就具有重要的意义。
一、10kV高压开关柜存在的主要故障类型
要想更好地对于10kV高压开关柜进行故障检测首先就必须对于常见的故障有一个深刻的认识，这样在故障检测中才能快速做出准确的判断，在最短的时间内排除和修复故障，保障高压开关柜的正常运转。常见的10kV高压开关柜故障类型有以下几种：
一是误动和拒动的高压开关柜故障。高压开关柜产生误动和拒动故障主要是由于电气控制或者是辅助回路出现问题造成的。这种故障的状况主要表现在以下两个方面，一方面是出现端子松动从而导致二次接线出现接触不良、出现接线错误的情况。这种情况会使分合闸线圈由于转换开关不良而导致烧损，或者导致辅助开关出现切换不灵的情况。另外还可能引发微动开关、操作电源以及合闸接触器等产生故障，从而影响到高压开关柜的正常运转受到严重的影响。另一方面是由于传动系统出现机械故障或者是操动机构出现问题引起的误动和拒动故障。例如由于部件变形、脱扣失灵以及卡涩、轴销松断等。
二是关合及开断的高压开关柜故障。关合及开断故障的原因在于断路器本体出现状况，如由于其喷油短路、开断能力不足以及关合时发生爆炸等都会导致关合及开断的高压开关柜故障。而对于真空断路器而言，陶瓷管破裂、真空度降低以及波纹管漏气也会导致合及开断故障。
三是绝缘故障。绝缘故障具体表现为外绝缘对地闪络击穿，具体可以分为相间绝缘闪络击穿、地闪络被内绝缘击穿以及雷电通过电压闪络击穿这三种主要的形式。
四是截留故障。截流故障是高压开关柜故障中其中一种常见的故障类型，出现这种类型故障主要使用由于高压开关柜的隔离插头出现接触不良，从而引起触头出现烧融的现象，从而导致了载流故障的产生。
五是由于外来以及其他因素引起的高压开关柜故障。受到其他外力如小动物造成的短路、自然灾害的影响，或者是受到异物的撞击都有可能导致高压开关柜出现故障，影响到电力系统的安全。
二、10kV高压开关柜故障在线检测的主要方法
对于高于开关柜的检测可以通过相关的用于检测的传感器来实现，通过合理地选择传感器可以有效地满足高压开关柜的故障检测和排查，保障高压开关柜的安全。
一是通过温度传感器来实现对于母线连接处进行温升测量的检测方法。比较常用的温度传感器主要包括以硅片和玻璃构成感温元件的光微薄硅温度传感器，以石英晶体作为感温元件的石英传感器，以及以光纤作为传输介质的吸收型光纤温度传感器。通过这些不同类型的温度传感器可以实现对于高压开关柜的温度检测，防止母线之间产生电磁干扰，从而实现高压开关柜的故障检测和排除。
二是通过位移传感器来对于断路器进行直线位移测量，实现对于断路器性能的评估和运行状态的监测，从而达到检测高压开关柜故障的目的。用于高压开关柜故障检测的位移传感器主要有差动电容器式、差动变压器式以及霍尔效应式这三种。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过安装位移传感器可以实现对于断路器速度曲线的检测，通过速度曲线来反映断路器的工作状态，从而判断其运行是否正常，避免出现速度不正常甚至是失控的状况，以保障高压开关柜的正常运转。
三是通过振动传感器对于高压开关柜的振动方式进行检测，从而实现对于高压开关柜运行中影响到安全的因素进行监测。对于振动方式进行检测对于振动传感器的选择具有一定的要求，根据不懂类型的振动需要有相应类型的传感器才能达到监测的效果。例如，通过由压电晶体构成敏感元件的加速度传感器就可以很好地实现对于局部放电的监测。振动传感器对于高压开关柜的监测并不只是针对某一个单一的构成元件，而是要实现多元件的监测，只有如此才能够真正实现对于高压开关柜的全方位在线检测。
四是通过感应式位置传感器对于高压开关柜的断路器分合位置进行检测。在操动机构的可动部分安装传感器就可以通过测平均速度来实现对于断路器动触头位置的监测。但是这种检测方法的可靠性并不高，只能作为断路器开断次数统计的依据使用。
五是通过压力传感器对于合闸弹簧压力的大小进行测量，从而对于弹簧的压缩状态进行判断，进而实现对于高压开关柜的故障检测。但是这种检测方法需要将压力传感器安装在机构上，在应用的时候回带来一定的不便。
三、10kV高压开关柜故障检测的发展方向
10kV高压开关柜故障检测方法的发展经历了一个由传统到现代，不断进步的过程，传统的检测方法更加依赖于故障检测人员的经验积累。而随着新的技术和设备的不断涌现，高压开关柜的故障检测也在逐渐现代化，朝着自动化和智能化的方向发展。
随着电网发展越来越智能化，供电、发电以及输电等各个环节中智能技术和设备的应用不断增多，智能化水平日益提高，实现了各个环节的智能互动。而高压开关柜作为电力系统中进行保护和控制的重要环节，在发展的过程中也必须跟上电网智能化的步伐。通过应用智能技术和设备实现温度调节、运行状态监测等方面的智能化，以更好地提高高压开关柜的安全性，提高高压开关柜故障检测的实时性和准确性。实现10kV高压开关柜智能化和自动化的检测，建立无人值守的管理模式自然就离不开运用微电子、传感器以及计算机等现代化先进技术设备建立监控中心，实现智能化的检测。高压开关柜智能诊断系统所要实现的功能主要包括以下几个：
首先，温度发展趋势的智能化预测。通过现代传感器可以实现对于高压开关柜实时温度数据的采集，然后再结合智能诊断系统数据库中温度的历史数据对于高压开关柜的温度发展趋势进行判断和预测。从而为故障的防范提供科学的参考依据，实现提前的预警。
其次，高压开关柜状态的智能化检测。通过传感器和数据采集器，智能诊断系统可以实时获取高压开关柜的温度、断路器状态以及振动方式等数据。同时，智能诊断系统还可以实时掌握高压开关柜各个部件如隔离刀闸、电触头和CT等部件的实时运行数据。然后结合数据库中高压开关柜相关的历史数据，通过比较系统就可以自主判断高压开关柜的实时状态，对于数据异常的情况就可以进行自动报警，实现智能化的检测。
最后，实现故障排除的智能化。通过建立高压开关柜故障类型及其解决方法的专家数据库，智能诊断系统就可以通过对照来自动判断高压开关柜的故障类型，同时在数据库中调出相应的故障解决方案，为维护人员的工作提供指导和帮助，大大提高了故障排查的时间，提高了故障排除的效率。
结语
高压开关柜所面对的是及其复杂的内部和外部环境，因此在其运行的过程中很可能会由于多重因素的影响而导致故障的产生，从而影响到电力系统的正常运转，影响到电力的供应。随着智能化技术的出现和应用，高压开关柜的故障检测和排除有了更好的保障，构建智能化故障检测系统是高压开关柜故障检测在今后主要的发展方向。
参考文献：
[1]刘佳；高压开关柜智能监控系统的研究与开发[M]；湖南；国防科学技术大学；2015年
[2]尤力湘；高压开关柜综合在线监测与故障诊断系统[J]；城市建设理论研究（电子版）；2013年34期
[3]穆国光；10kV 高压开关柜的故障在线检测方法[J]；工业C；2015年50期
论文作者:杨茂,周亚树,辛亮,宾进宽,农高照,滕昭林
论文发表刊物:《河南电力》2018年12期
论文发表时间:2018/12/3
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