摘要：近几年来，随着电力体制改革的不断深入，电力企业经营机制也发生了变化，定期检修制度已不能完全适应形势发展的需要。因此，迫切希望能实现对电力设备检修管理由“到期必修、修必修好”的方针向“应修必修、修必修好”的观念转变，对电气设备实施状态检修。本文简要分析了断路器状态检测技术所包含的内容，希望能对我国变电设备检修水平的提高有所帮助。
关键词：变电设备；检修过程；断路器；状态监测
前言
在电网运行的过程中，变电设备能否正常运行会对电网运行的安全性和可靠性起到至关重要的影响。而采取状态检修策略进行变电设备的运行维护，可以使设备运行的稳定性得到提高，从而为电网运行提供保障。因此，本文对变电设备状态检修的策略进行了分析，并对其在高压开关设备和继电保护设备检修上的应用问题展开了探讨，以便为关注这一话题的人们提供参考。
一、断路器状态检测技术
1.断路器状态监测技术发展史
在电力系统非正常停电事故中，由于断路器发生故障导致的停电事故占据了很大的比例。非正常停电事故除了会对电力设备造成危害外，还会影响人民的生活生产活动，造成财产损失，因此提高电力系统中各个设备的安全运行具有很大意义，尤其是断路器这种高事故器件，加大对其进行状态监测的力度是避免事故发生减少财产损失的最佳途径。目前，大多数断路器中的介质是油、SF6或者真空等，而这些介质的存在加大了对断路器的维修难度，传统的计划维修明显不适合于断路器，于是便提出了状态维修的概念。当前，我国电力系统部门主要还是采取计划性预防检修的措施。计划性检修具有一定的盲目性，花费较高，甚至是白白浪费了一些完好的断路器。在此情况下，状态维修得以发展，由于状态维修是有针对性的对断路器的状态进行判断，完全摒除了计划检修盲目性的缺点，从而也就大大减少了维修产生的费用。状态检修的根本是事先判断断路器的运行状态，断路器状态检修的核心技术是断路器状态监测技术，从另一个方面来说，状态维修的发展促进了状态检测技术的发展。
虽然断路器状态监测技术发展起步较晚，但经过短短的十几年时间的发展，断路器状态监测技术也取得了很大的进步。除了上段提到了状态维修促进状态检测技术发展外，GIS装置的应用对断路器状态检测技术的发展也起到了推动作用。GIS装置目前已成为高压配电装置的一个发展方向，GSI技术的应用，使得作为该装置中的核心电气元件的断路器的检修变得更为困难，所以必须对其中的断路器进行状态监测，才能使得维修工作量达到最小和维修费用达到最低。因此，可以说GIS技术的广泛应用促进了断路器状态监测技术的发展。
2.国内外断路器状态监测技术现状
目前，国内外断路器状态监测技术正日新月异，支撑学科如检测技术、红外线技术等的发展大大促进了断路器状态检测技术的发展，一些新理论得以提出、新的技术手段得以开发与运用。纵观国内外断路器状态监测项目，主要包含以下几个方面：
（1）记录分合闸动作的轨迹及相应的时间特性曲线，计算断路器内机械运动的参数，由此可判断发生何种机械故障。
（2）断路器动作时其会有机械振动信号产生，从该信号中可以得到很多所需要的信息，进而对断路器工作状态做出判断。
（3）对断路器分合闸线圈回路进行监测。
（4）测量断路器静态时的电阻和动态时的电阻，通过比较，判断断路器触头的损毁情况。
（5）线路绝缘性检测。
（6）压力检测。
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显然，检测手段一直是状态监测技术的核心工作。目前，国内外都在致力于检测手段的研究与创新工作。以检测发生的局部放电现象为例，国外所采用的最新技术为离子迁移频谱仪技术手段，能够较为精确的检测出局部放电现象的发生，且己经在巴西投入试运行。在国内，目前正在研究的是一种超高频法，意在定位局部放电现象和实时监测，只是还没有投入实际应用当中。由此可见，其它方面的检测项目也是类似，国内外发展的侧重点有所不同。除此之外，在参考检测结果的准确性、稳定性以及检测结果的有效性等方面还有待于进一步提高，有些项目的监测仍难以实现或没有应用前景。
二、断路器监测内容
1.断路器行程特性的监测
随着计算机技术及电力电子技术的发展，记录断路器动触头动作特性已经成为可能，由此可以得到断路器开关动作的时间特性曲线，再利用其他参数，最终获得断路器各种机械动作参数，例如获得动触头的合、分闸动作的时间、动触头轨迹、动触头的刚开始动作时的瞬时速度或者整个动作时间内的平均速度、最大速度，乃至整体速度曲线等。按照标准规定，断路器动作时的机械参数会有一定的范围，只有在此范围之内才是合乎规定的，如动触头刚开始动作时，无论是合闸还是分闸，瞬时动作速度都不能超出一个范围，如果超出动作速度的上限，会产生很大的振动，对机构的零部件造成很大的冲击;若分、合闸时的瞬时速度达不到动作速度的下限，又不能保证动触头可靠地进行分、合闸操作，使断路器失去保护和控制功能。因此监测断路器动触头的行程得到相应的时间曲线是很重要的，这在断路器状态监测中，是一项不可避免的重要方面。
2.分合闸线圈电流的监测
断路器中线圈的电流是伴随着动触头的动作而发生变化，可以从变化的电流波形中得到很多信息。电磁铁线圈的电流波形中蕴含着很多重要的信息，其中包含着电磁铁自身及其控制的阀门的运行状态。通过监测动触头动作时的线圈动作电流，可以大致掌握断路器二次侧控制回路的运行情况及断路器内机械机构工作状况等，从而能够为检修提供辅助依据。高压特别是一些超高压断路器，气动、液压、弹簧等操动机构式常见装置。这类装置由于长期脱扣电磁铁，极易出现弯曲变形、锈涩现象，从而会引起断路器拒动现象。而要掌握电磁铁铁芯的动作情况，可以通过铁芯运动与电流特性的关系反映出来，通过得到的分合闸脱扣电磁铁的电流波形，就能够掌握铁芯的动作情况，从而能够预先发现问题，对这类故障也就起到了预防作用。控制断路器分合闸动作，分、合闸操作线圈是必不可少的，通过用电流传感器可以方便地监测出多种信息的分、合电流波形。分析每次线圈动作时的电流波形变化，可以对断路器机械运行情况做出判断，及时发现机械故障的发生。对发生概率最大，危害性也最大的断路器拒动、误动故障的诊断尤为有效。
3.振动信号在线监测
国内外几乎所有针对断路器振动检测的研究都集中在对振动信号的分析和处理上。就我国国内而言，提出了两种提取方法用来检测振动信号的参量，分析机械振动信号所包含的信息：一是通过离散小波变换，计算出断路器振动信号包含波峰的奇异性指数，并把此作为特征参量，判断断路器运行状态;二是通过解析信号小波变换，将振动信号处理成不同的频带，提取出不同尺度下信号的幅值、奇异点和瞬时频率等特征参量，从而对高压断路器的运行状态做出判断。
结论
总而言之，变电设备种类多样，并且设备的运行也有不同的现象，以至于给设备的检修带来了诸多困难。而加强对设备检修数据的收集，并做好设备状态的检测工作，将能为制定完善的设备检修计划提供依据。因此，有必要在变电设备的检修工作中采取相应的状态检修策略，以便使设备的检修工作得到科学的开展。
参考文献
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论文作者:白利娜,原华,张秀梅,张凤
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：断路器论文; 状态论文; 动作论文; 设备论文; 电流论文; 线圈论文; 技术论文; 《电力设备》2019年第6期论文;