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摘要：电网设备相对来说机械故障是时有发生的，而高压隔离开关问题将严重影响着电网的正常运行和供电使用情况。发生机械故障会影响整个电力系统安全稳定运行，本文通过引入高压隔离开关发生机械故障的种类，分析和诊断高压隔离开关机械故障。进一步提升高压隔离开关机械故障的诊断技术及检测效率，对各个变电站提供高压隔离开关调控技术的改进和管理方法。
关键词：高压隔离开关；机械故障分析；诊断技术
前言：
随着经济水平的提高，电力事业也不断发展，一些电网技术逐渐向着自动化和数字化方向发展。在电力设备中，最重要的是对高压隔离开关的使用方法进行掌握以免造成伤害，高压隔离开关是控制整个设备电源流通以及负荷电流高低方面的主要设备，具有很好的保护作用。所以，高压隔离开关的机械故障问题是最常见的问题，为人们生活和电网的正常使用带来不便，更重要的是导致导电回路在电压不稳定的情况下发生电路断裂等问题。所以，对高压隔离开关机械故障的诊断是非常重要的，通过对高压隔离开关机械故障问题的诊断，能够使电力设备安全稳定运行是主要问题，特此针对高压隔离开关的机械故障问题的诊断提出以下方法。
一、高压隔离开关机械故障分析
1.1 支柱瓷绝缘子断裂
高压隔离开关在运行过程中容易出现支柱瓷绝缘子断裂事故，这种事故的危害性非常大影响着整个电网的运行，经过调查的数据显示我国国家电网由于支柱瓷绝缘子断裂问题造成的高伤害事故约占 85％以上。随着高压隔离技术的不断完善支柱瓷绝缘子技术也相对提升，所以，支柱瓷绝缘子断裂事故降低了很多但是也会有极少数事故发生还需要人们在这一技术上进行改进。下面举一例子进行分析和总结，在2010年4月发生在张家口市的某一变电站的一起电路事故，高压隔离开关在运行的过程中出现支柱瓷绝缘子断裂问题，导致开关的引线和触头掉落给整个市区造成上千万元的经济损失，经过调查发现造成这次事故的主要原因就是隔离开关在使用时支柱瓷绝缘子中母线接地使支柱瓷绝缘子断裂，经过调查发现绝缘子存在质量问题绝缘子样品的断裂面中出现裂纹、杂质、锈蚀和黄芯等问题。在生产中质量控制不严格，还有就是支柱结构设计不合理安装调试不恰当导致，还有一些问题是没有定期更换和检查绝缘子老化情况，这些都是导致事故的原因。
1.2 隔离开关失去控制
在电网中最容易发生的事故也包括高压隔离开关操作失去控制问题，开关拒分拒合以及分合闸不到位和机械部件损坏变形，这些问题都会导致隔离开关失去控制，这些原因也占故障的50%以上。在关闸时由于电闸关闭不到位会导致动静触头接触不良造成电阻增大从而引发电回路温度过高，所以，隔离开关失去控制也是电网事故的主要原因。
1.3 隔离开关腐蚀生锈
由于自然环境所致经常出现雾霾的天气，因为高压隔离开关是安装在户外的有时也会遇到雨水天气再加上年久失修导致隔离开关被腐蚀生锈使高压隔离开关损坏，此出现此情况会引起隔离开关在使用时转动不灵活，还容易引起导电回路接触不良和温度过热，导致支柱瓷绝缘子损坏断裂问题。经过分析表明，隔离开关操作不灵活失去控制以及导电路过热隔离开关腐蚀生锈这些都是导致绝缘子断裂事故的原因。
二、高压隔离开关机械故障的诊断技术
2.1超声波检测技术
对高压隔离开关机械故障诊断技术包括很多种，目前超声波检测技术是应用于支柱瓷绝缘子检测的常用技术，这一技术已经成为行业的标准，主要工作原理是通过在绝缘子法兰处发射超声波接收瓷件内部的反射信号进行检测绝缘子表面或内部的裂纹缺陷问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆 电力运行管理部门规定在高压隔离开关交接和预防性试验中需要对支柱瓷绝缘子进行超声波检测。隔离开关支柱瓷绝缘子最常用的超声波检测方法是爬波检测法和小角度纵波检测法，检测区域主要为法兰根部周围瓷柱区域。 其中，爬波检测法能够有效检测出瓷柱表面裂纹问题，而小角度纵波检测法对于检测瓷柱内部缺陷也有一定帮助，所以，要把爬波检测和小角度纵波检测法相结合能够保证检测结果具有可靠性。超声波检测的有效性与绝缘子曲率的耦合度有关， 另外，超声波检测是对局部损伤的检测法，需要对支柱瓷绝缘子进行检查，并且检查的时候要使用超声波探伤，这样才能保证检测的准确性。
2.2 振动声学法检测技术
隔离开关的检测实行很多不同技术，振动声学法是对支柱瓷绝缘子缺陷检测的方法之一，目前已经研发出成套设备并且已被运用。 此方法主要是通过检测绝缘子对振动声波的谐振频率进行频谱分析评和评估绝缘子机械设备运转的强度。适用于对支柱瓷绝缘子进行快速检测，也是建立在超声波检测方法的基础之上。振动声学法还能够实现带电检测的技术，主要具有操作简单效率高的优点，适合对支柱瓷绝缘子在运行中进行快速检查。
2.3红外热像检测技术
除了振动声学法检测技术红外热像检测技术也是绝缘子在线检测方法，主要通过检测绝缘子局部发热现象掌握缺陷位置，在隔离开关支柱瓷绝缘子的缺陷诊断中也被广泛运用。红外热像技术是非接触式技术，能够实现在线监测，目前，很多变电站都配备了红外热像检测设备。 然而，红外热像法检测缺陷支柱绝缘子的有效性受污秽程度由于受到环境因素的影响。同时，若支柱绝缘子表面釉层及瓷体致密性很好，雨水难以渗入瓷体内部，因此，绝缘子内部裂纹缺陷引起的温度变化不够明显，从工程应用情况分析红外热像技术适合用于大范围以及对隔离开关机械故障的检测。
2.4 应力应变检测
应力应变检测技术能够直接测量高压隔离开关分合闸以及在操作过程中的支柱瓷绝缘子应力应变大小。 采用电阻应变片作为敏感元件，将其粘贴于绝缘子瓷柱表面，通过测量线将其接入电桥，并连接至电阻应变仪，利用应变采集与分析软件能够实时测量绝缘子瓷柱承受的应力应变大小及变化情况，可以准确的判断出绝缘子是否存在异常受力现象。根据应变测试结果和支柱瓷绝缘子尺寸及材料参数，根据材料力学理论能够推算出绝缘子在隔离开关操作过程中承受的扭矩，评估出传动机构卡涩严重程度，并且采取有效措施消除隔离开关缺陷，防止支柱瓷绝缘子承受应力过大而发生断裂。所以，应力应变检测只能在停电状态下进行，且电阻应变片敏感性较强，应变测试的准确性受应变片粘贴位置、外界信号干扰等多种因素影响，光纤光栅应变测试是绝缘子应力检测的另一种手段也被广泛用于隔离开关的检测。
结束语
综合上述，高压隔离开关在电力系统是非常重要的，高压隔离开关作为控制整个设备的电流流通以及负荷电流的高低等方面是关键设备，能够启到很好的保护作用。因此，高压隔离开关发生机械故障时会使整个电力系统运行受到限制以及带来不便，无法对电源进行切割等很多方面的影响。通过利用红外线检测技术、物理振动检测技术以及利用驱动电机对电流进行检测的技术等，对高压隔离开关的机械故障进行预防性的检测处理有所帮助避免发生隔离开关故障，保障设备需求的电力资源能够得到有效流通，更加灵活的改变系统内部的运行方式。所以，针对高压隔离开关的机械故障分析要定期对高压隔离设备进行诊断和检测随时关注设备的运行情况，保证电网数据得到准确及时传输使电力系统正常运转。
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论文作者:宦俊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/4/10
标签：绝缘子论文; 高压论文; 支柱论文; 机械论文; 应变论文; 故障论文; 技术论文; 《电力设备》2017年第2期论文;