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摘要：高压断路器是电力系统的重要组成部分，能够控制与保护电网设备，进而维护电网的稳定性与可靠性。基于此，本文论述了高压断路器的常见故障，进行了故障检修与状态监测研究，希望能以此维护电力系统的运行安全。
关键词：高压断路器；常见故障；检修分析；状态监测
随着电力需求的大幅度提升，电力行业面临新的机遇与挑战，需要提升电力系统运行质量与效率才能为行业发展注入新的力量。高压断路器的运行状态与电网的各项性能息息相关，需不断强化高压断路器的故障检修与状态监测工作，进而减少故障的发生。
1.高压断路器概述
1.1高压断路器的分类
高压断路器在高压电网中具有重要作用，工作人员应根据实际情况选择适合的断路器，确保电力系统运行安全。根据断路器的工作原理可将其分为以下几类，其一是油断路器，以油作为灭弧介质，目前市场上存在多油断路器和少油断路器两类，尽管价格低廉，但消耗油与金属材料较多，应用较少。其二是压缩空气断路器，以压缩空气为灭弧介质，但可靠性较差，已经逐渐被新型断路器取代。其三是真空断路器，利用抽真空后的稀薄气体空间作为灭弧介质。其四是SF6断路器，以SF6为灭弧介质，具有性能强、强度高、易维护、寿命长的优势，已经广泛应用于高压电网建设。
1.2高压断路器的结构与工作原理
高压断路器主要由灭弧装置、操动机构、导电与绝缘装置构成，需要保证每部分元件都具有较高的机械强度才能确保整个设备的高效运行。灭弧装置一般由绝缘外壳、动静触头、波纹管、屏蔽罩等元件构成，其中绝缘外壳与屏蔽罩能够保证动、静触头断开时处于绝缘状态，触头是高压断路器运行中的通流元件，而波纹管的作用是保证动触头在开断过程中灭弧室外壳绝对密封。操动机构与断路器的性能密切相关，经常出现停滞问题。值得注意的是，操动机构是高压断路器出现故障最多的部位，应将其作为故障检修与状态监测的重点。
2.高压断路器中的常见故障
2.1拒动故障
在实际工作中，高压断路器的拒动故障包括拒分故障和拒合故障两类，严重影响了电网的运行质量。导致拒动故障的的因素较多，首先是机械方面，例如操动机构或传动机构的机械故障都会导致断路器出现拒动问题。其次是电气方面，也可能造成严重的拒动故障，如电气控制不合格或辅助回路不合理等。最后是断路器本体及其中间传动机构故障，工作人员进行故障检修时应检测设备元件是否安装完好，同时查看SF6的相关参数是否正常。
2.2误动故障
误动故障是指高压断路器在未接到动作指令便出现了分闸或合闸操作，给电力系统的正常运行了带来不良影响。导致断路器误动故障的原因主要包括以下几个方面，其一是分合闸电磁铁的动作电压不正常，一旦控制回路出现直流系统接地的情况就会引发误动故障。其二是分合闸电磁铁锁扣嵌入不严，当断路器因外界因素影响而发生轻微震动时就可进行分闸或合闸操作。其三是继电器接点与自动装置发生故障，造成高压断路器误合、误分。
2.3载流故障
电力系统在运行过程中会产生大量的热，如果散热不及时或不充分就会使断路器的相关设备过热，进而引发断路器载流故障。另外，新安装的断路器触头接触不良也是引发载流故障的重要原因。电力企业的工作人员需要加强对触头的监督管理，做好解体检查工作，从而减少甚至是杜绝此类事故。由于电网运行方式也会导致过热现象，工作人员应结合当地的用电情况与电力调度部门加强沟通交流，制定合理的电力负荷分配方案，以免因出现载流故障而影响电网的正常运行。
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2.4其他故障
除了上述几类断路器的常见故障，还包括泄露故障与部件损坏，这类故障虽然很少导致严重的安全事故，但仍会影响高压断路器的正常运行。在液压与气动操动机构中，各类安全阀、液压油管道、压缩空气回路管道、接头、工作缸及活塞杆等元件需具备良好的密封性，一旦出现密封不合格的问题就可能导致泄漏故障。一般情况下，部件损坏问题主要出现在密封件、传动机构部件、拉杆、阀体等部位，高压断路器长时间超负荷工作会导致设备不正常磨损与老化，各部件的性能也会有所下降，同时缩短了断路器的使用寿命。
3.高压断路器故障检修分析
3.1行程-时间检测法
行程-时间特性曲线是高压断路器运行中的关键参数，利用该曲线能够准确得知故障部位与原因，减轻了维修人员的工作负担，提高了故障维修质量与效率。行程-时间曲线中包含的信息主要有动触头行程﹑刚分速度、分闸操作时间等，其中，工作人员可将动触头作为检测断路器分合闸操作的有效手段。现阶段，大多数电力企业采用直线式光电编行程-时间特性曲线完成高压断路器的故障检修工作，具有良好的可靠性，而且应用范围广。但该种检测方法也存在一定缺陷，例如易受现场环境影响，准确性较低。
3.2专家诊断法
随着现代科技水平的不断提高，计算机与网络技术逐渐应用于高压断路器的故障检修工作中，显著提高了工作质量与效率，有利于实现高压电网的高效运行。在计算机技术的基础上，专家诊断法应运而生。该种诊断法利用计算机技术建立了一个包含理论知识、处理方法和检修经验的信息系统，可以利用该系统完成高压断路器检修工作。专家诊断系统由知识获取、知识库、推理机和解释界面四部分组成，知识获取的作用是识别故障信息，知识库中存储着故障处理方法和专家意见，而推理机的作用是协调各部分关系，在故障发生时根据以往故障经验提出合理的解决方案。
3.3人工神经网络法
人工神经网络法与人的思维方式类似，通过模拟人脑的构造与神经的运行方式检测断路器的运行状态是否正常，具有知识存储量大、环境适应性强的优势。首先，工作人员应建立完整合理的网络模型，在模型的基础上使用人工神经网络法找出高压断路器中存在的故障。同时，该网络模型还可以协助分析故障产生原因，进而提出科学有效的故障维修方法。人工神经网络法的投入资金较少，但工作效率高，能促使电力企业用最小的成本获取最大的经济效益。除此之外，人工神经网络法还能从工作中不断积累经验，为后续的故障检修工作提供了有利的数据支持。
4.高压断路器状态监测分析
4.1高压断路器触头电寿命的在线监测
高压断路器的触头在不断合过程中会产生一定磨损，一般以触头的磨损程度判定断路器的使用寿命。监测高压断路器触头电寿命的方法主要有累计开断电流法、累计电弧能量法、接触电阻法、多变量寿命预测四种，每一种测量方法都有其特点与适用范围，工作人员应加大研究力度，结合电力系统运行情况选择合适的在线监测方法。另外，工作人员还应注意影响触头寿命的因素，尽可能确保高压断路器在优良的环境中运行，从而延长设备的使用时间。
4.2高压断路器灭弧室的在线监测
高压断路器具有良好的绝缘性和灭弧性，在电网运行中有着重要作用，为了确保设备的灭弧性能和绝缘性能，工作人员应对灭弧室展开在线监测。SF6高压断路器较为常见，其监测任务主要包括两个方面，其一是SF6气体密度监测，能够有效预防泄露问题。研究表明，断路器性能与SF6气体密度成正比，可以通过测量气压计算密度，但必须保证测量温度与湿度处于合理范围。其二是微水含量监测，水分过多会降低断路器的绝缘性能，工作人员可利用电解法和露点法监测水分含量，一旦超出设置值就需退出运行并及时处理。
5.总结
综上所述，高压断路器在电力系统运行中占有举足轻重的地位，需要加强对故障检修与状态监测的重视，以免给电力企业带来严重的经济损失。工作人员需掌握故障检修方法与状态监测内容，从而迅速、准确的预防与排除故障。
【参考文献】
[1]崔勇,王川,杨锦红等.高压断路器控制回路隐性故障检修方法[J].高压电器,2011,47(12):96-99.
[2]郭湛林，220KV断路器的维护[J].现代物业(上旬刊), 2011, (11)：114-115
[3]王晓波,马凤宝,董笑飞，高压断路器操作智能化的研究现状[J].自动化博览, 2013,(07)：86-88
论文作者:卢世桥
论文发表刊物:《防护工程》2017年第31期
论文发表时间:2018/3/13
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