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摘要：高压断路器在实际运行过程中能够起到保护高压电线和高压电力设备安全的作用。在高压断路器的实际运行过程中，很容易出现故障问题，从而对电力系统正常运行造成影响。对此，必须对高压断路器的检测以及维护技术进行详细探究，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；监测
一、高压断路器故障检测方法
1.1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-时间特性曲线以及相关阐述，能够准确获得其他机械动作的参数，包括动触头行程﹑动触头合、动触头的刚分速度以及分闸操作的运动时间等等。
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者增量式旋转光电编码器。在实际应用中，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2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，并且检测结果准确性受现场安装情况影响较大。
1.2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。
分合闸线圈电流检测法的应用原理比较简单，能够较好的实现机械状态的在线监测。但是，其应用缺点在于：①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。②反映故障类型有限。主要反映集中在铁心上的机械故障，不能反映其他的机械故障问题。
1.3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，并且振动传感器尺寸小，工作可靠，价格低廉，灵敏度高。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。
二、高压断路器状态监测
2.1灭弧室在线监测
高压断路器具有良好的绝缘效果和灭弧性能，因此，其在电力系统中得到广泛的应用。但是，在实际运行过程中，由于会受到多种因素的影响，因此，高压断路器的灭弧性能与绝缘效果比较低。一旦高压断路器的灭弧室发生此类状况，就很容易出现泄漏、微水超标等故障问题，因此，必须加强对于灭弧室的在线监测，尤其针对其中可能发生的泄漏问题，可以通过检测室内气体压力、密度等方式进行监测。
2.2 SF6气体密度监测
SF6气体密度能够直接决定SF6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SF6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SF6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SF6气体温度特性曲线，得到气体压力值，从而判断气体泄漏。
2.3断路器SF6气体微水含量监测
SF6断路器的实时状态监测内容包括气压、密度、露点值、微水含量、气压变化率以及工作环境温度。而SF6气体中含水量的多少，同样会严重影响到断路器的灭弧性能与绝缘效果，因此，断路器SF6气体微水含量监测至关重要。测量SF6气体微水含量的方法有重量法、露点法、电解法与电容法，不同方法所得测量结果也是不同的，一般建议采用电解法与露点法。而在实际使用高压断路器时，导致SF6气体微水含量超标的因素有很多种，因此，需要通过对检测工艺规定排除测量仪器中，原有空气的取样检测和分析结果，通过对比才能够确定超标原因。
2.4触头电寿命监测
断路器长期使用后，其磨损往往体现在断路器的触头上，因此，触头的磨损程度成为衡量断路器使用寿命的重要指标与参数。另外，灭弧室、灭弧介质等问题同样会给断路器的使用寿命带来不利影响。对于断路器的电寿命，可以通过计算的方法来确定，例如累计开断电流加权法、计及燃弧时间加权评估法、累计开断电流或电弧能量法以及触头相对电磨损与相对电寿命法等。如果运用计及燃弧时间加权评估法，则可以直接计算出断路器触头的磨损程度；而如果运用触头相对电磨损、相对电寿命法，同样能够准确体现高压断路器的实际电磨损，从而达到实时状态监测的目的。
三、结语
综上所述，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：
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[3]丁伟.浅谈高压断路器状态检修[J].中小企业管理与科技旬刊，2014（25）：213~214.
作者简介：朱江（1990.8.15），男；河南安阳；汉；硕士、研究生；助理工程师；变电一次检修工；研究方向：变电检修技术。
论文作者:朱江
论文发表刊物:《云南电业》2019年6期
论文发表时间:2019/11/29
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