摘要: 简要介绍金属封闭高压开关柜设备实时在线监测的方法，通过对少数几个关键状态指标的实时在线监测，可自动识别故障的早期征兆，对故障部位、故障的严重程度及发展趋势做出判断，从而确定最佳的维修计划，实现状态维修。实现降低开关柜的故障率，减少维护工作量，提升用户供电可靠性的目的。
关键词: 开关柜；在线监测；控制回路；温度；真空度；行程
0 引言
金属封闭高压开关柜设备是电力系统配电网中重要的控制和保护设备，在电力系统中用来实现高压线路的关合、开断、保护、调节和控制，把电力设备或线路投入或退出运行，或者将发生故障的电力设备或线路从电网中快速切除，以保证电网中无故障部分正常运行。高压开关柜设备是非常重要的设备，关系到变电主变压器、母线、配电和用电的可靠性和安全性。因此，电力系统对高压开关柜设备的可靠性要求很高。一旦高压开关柜设备出现故障，就可能造成主变压器、母线、配电设备损坏和中断用户用电，造成不可估量的损失。
由于金属封闭高压开关柜的断路器、电流电压互感器、刀闸（触头）、避雷器、电缆头等元件封闭在金属壳内，日常巡视测温无法执行，无法有效发现并处理内部元件存在的安全隐患。本文将对开关柜在线监测技术进行分析、探讨。
1. 高压开关柜在线监测的目的、意义
在建设统一坚强智能电网的大背景下，作为输配电设备核心部件之一的金属封闭高压开关柜，如何满足智能电网信息化、数字化、自动化、互动化的要求，已成为各研究机构和制造厂商共同关注的热点问题。
电气设备状态监测不仅是设备状态检修模式的基础，也符合无人值守变电站—目前我国电力部门正在实施的电气运行管理模式的发展需要。高压开关柜在线状态监测系统用于变电站、开闭所、电厂高压断路器的机械性能、电气绝缘性能、温升及操作回路工作状态的监测，通过综合分析在线监测的数据和相关历史数据，诊断出高压开关柜当前的工作状态，为电气设备状态检修提供决策依据。在线状态监测系统能及时了解开关柜的工作状态、缺陷的部位，减少过早或不必要的停电试验和检修，减少维护工作量，降低维修费用，提高检修的针对性，可显著提高电力系统可靠性和经济性。
电气设备状态监测不仅是设备状态检修模式的基础，也符合目前电气运行管理模式——无人值守变电站的发展需要。逐步形成一套融故障检修、定期检修、状态检修和主动检修为一体的、优化的综合检修方式，以提高设备的可靠性而降低电力成本。
2 高压开关柜智能在线监测方法
（1）断路器控制回路断线报警监控
在断路器正常工作过程中，可连续自动检测跳闸控制回路的完好性，一旦发生异常就会自动发出告警信号，确保断路器在故障来临时可靠分闸。
（2）高压主导电回路温度在线监测
在高压主导电回路安装温度传感器。在开关柜运行过程中，实现导电回路温度超过允许值就会自动发出告警信号功能，提醒运行人员及时作出检查，确保开关柜不会在超温的状态下长期运行。
（3）真空灭弧室真空度在线监测
在断路器运行过程中，如果灭弧室真空度发生异常超过允许值就会自动发出告警信号，提醒运行人员及时作出检查。确保断路器不会在丧失分断能力的状态下长期运行。杜绝分断失败故障的发生。
（4）超行程变化在线监测
安装行程监测传感器，断路器运行过程中，实现自动监测超行程位移的变化量。如果超出允许值，可在现场实施调整。杜绝断路器开断短路电流能力的降低。确保断路器的参数特征始终满足技术条件的要求。
（5）温湿度在线监测、加热器自动投切、风机自动投切功能实现；
（6）高压带电显示功能实现；
（7）一次回路状态显示功能实现。
（8）开关柜在线监测组网结构图：
以上在线监测可以通过集成模块化控制器对各在线监测功能传感器反馈数据进行集中处理，实现声光报警、就地液晶显示及数据远程传输功能。
3 创新点
（1）实现了高压开关柜关键状态监测指标的优化组合集成及综合实时监测、诊断。
从衡量高压开关状态的几十项状态监测指标中优化选取了其中其中五项作为关键状态监测指标进行实时在线监测，在剔除大量非关键状态监测指标的同时，保证对关键状态监测指标进行实时可靠全面监测，并可进行自我诊断报警。
（2）超低能耗无线测温模块的应用
具有超低能耗的高压带电体无线测温模块，通过软硬件优化设计，可保证无线测温模块8年以上无需更换电池，提高了设备使用的可靠性。
（3）应用一体化高精度压力传感器测量断路器超行程状态量
通过将高精度压力传感器预埋至绝缘拉杆内，在不改变断路器传动结构及强度的同时可实时得到高精度压力数据，通过内部程序处理可得到准确超行程数据，保证断路器运行可靠性。
（4）GPRS通讯传输技术的应用。
4 结束语
高压开关开关柜状态在线监测装置是针对现有各单独状态指标的在线监测装置进行系统融合，通过对关键状态指标进行在线实时测量，从而对故障部位、故障的严重程度及发展趋势做出判断，可以降低开关柜的故障率，减少维护工作量，提升用户供电可靠性。
参考文献
[1] 《高压交流断路器》DL/T 402-2016
[2] 中国南方电网电气设备检修预试规程
[3] 《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》（DL/T 593-2016）
[4] 《3.6～40.5kV 交流金属封闭开关设备和控制设备》（GB3906 ）
论文作者:罗传胜
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/19
标签：在线论文; 开关柜论文; 高压论文; 状态论文; 断路器论文; 回路论文; 设备论文; 《当代电力文化》2019年第09期论文;