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。本文主要探究了高压断路器故障检修及状态监测，以供参考。
关键词：高压断路器；故障检修；状态监测
引言
随着电网规模的增大，高压断路器在高压电网中有着愈来愈重要的影响，在高压电网的运行过程中，高压断路器是必不可少的。但是，在高压电网中，高压断路器又是容易出现故障的组成部分。目前，我国对高压断路器的状态监测还存在不足，为了提高电力系统的安全、稳定性，对高压断路器进行故障检修和状态监测的研究是必须的。
一、高压断路器的组成结构及工作原理
根据高压断路器功能，一般可以被分为导电部分、绝缘部分、解除系统和灭弧装置以及操作系统。为了确保高压断路器功能正常，必须确保其能够依靠机械部件发生正常动作，因此，要求各个机械部件都具备较高的牢固性和可靠性。断路器的基本结构包括操动机构、绝缘支撑、传动机构、导电回路、灭弧室以及支架这六部分。断路器的传动链构成部分主要包括机构传动连杆、拐臂、主轴、绝缘推杆、三角拐臂和触头弹簧装置等。利用绝缘拉杆、触头弹簧等同真空灭弧室的动导电杆连接操动机构，使其带动导电杆运动完成合、分闸操作。
二、高压断路器中的常见故障
1、拒动故障
拒合和拒分故障是拒动故障中的两种故障。而拒动故障中拒分故障是会导致问题扩大化的严重故障，一般会出现越级跳闸和系统故障的情况。分析发现拒动故障出现的原因，一般包括机械、电气等方面的因素。第一，在机械上，传动系统机械和操动机构的问题是引起问题的主要因素。在排查故障时，为了排查液压操动机构故障，要对低压闭锁装置、气压表等进行查看，同时，要派遣专业技术人员对液压回路和液压操动机构的内部各部分进行详细检查。第二，在对电气的故障进行排查时，要对直流电的电源电压进行检查，保证其符合标准值。检查时要重点检查开关节点、分合闸的线圈、端子排接线，看其是否存在问题。
2.误动故障
操动机构机械的故障和二次回路接线的故障是导致误动故障出现的原因。在分合闸没有指令的状态下，如果分合闸的电磁铁锁扣扣入太短，出现振动，可能会使分合闸分合，出现误动。除此之外，分合闸的电磁铁电压低，也会造成高压断路器误合、误分。
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。
三、高压断路器故障的检测方法
1、专家诊断法
随着科技的发展、技术的进步，计算机技术也被应用到了高压断路器的故障检修和诊断中，大大提高了高压断路器故障检修的效率。专家诊断法是将一些针对断路器故障的理论知识、处理的方法和经验收集起来形成一个专门的信息系统，方便对故障进行快速处理。通常来说，专家诊断系统由知识获取、知识库、推理机和解释界面共同组成，每个部分都发挥着各自的作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如：知识获取是计算机对以存储的故障诊断知识进行有效的识别；知识库存储着故障的解决处理方法和一些专家提出的理论依据，可供参考；而推理机则是负责根据已有的资料管理协调系统。使用专家诊断方法，可以在故障发生时，根据以往案例进行故障判别，提供处理措施，提高工作效率。
2.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。
四、高压断路器的状态监测
1、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。
2.灭弧室在线监测
电力系统中的高压断路器主要的作用体现在两方面，一是绝缘效果好，二是灭弧性能高。但在高压断路器实际的工作当中，会有很多因素影响到其作用的发挥。当高压断路器的绝缘效果和灭弧性能被降低时，很可能会造成系统内部发生泄漏问题，甚至会导致微水超标。所以，加强对灭弧室的在线监测是十分必要的。
3.断路器气体微水含量监测
对断路器的实施状态进行监测，主要是对其内部气压、露点值、温度、密度、气压变化频率、微水含量等进行监控和测试。例如，当气体中的水分含量过高时，就会影响到断路器的灭弧性能，以及绝缘效果，明显降低工频闪络电压。因此断路器气体微水含量监测至关重要。
4.气体密度监测
气体密度能够直接决定气体的性能，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，结合气体温度特性曲线，得到气体压力值，从而判断气体泄漏。
五、结束语
高压电网运行中，其运行的质量会受到高压断路器使用状态的直接影响。不仅如此，高压断路器还决定着电网的运行安全。为了保障高压断路器使用质量的目的，需要充分认识到断路器状态监测与故障诊断工作的重要性，进而积极采用合理的监测和诊断措施，全面应对断路器故障问题，提高该项工作的实际效率和效果。
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论文作者:李继满
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/15
标签：断路器论文; 高压论文; 故障论文; 气体论文; 状态论文; 电网论文; 触头论文; 《电力设备》2019年第19期论文;