探索高压断路器的监测

李平华

摘 要：随着现代电网的逐渐自动化、智能化，人们对设备的性能要求也大大提高。在电力系统中，高压断路器的数量非常多，而断路器故障造成的损失远远大于其自身的价值。因此，研究高压断路器的监测工作和故障诊断技术具有非常重要的意义。

关键词：高压断路器；故障诊断；电力系统；财产损失

中图分类号：TM561 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.06.103

高压断路器的检修工作最初是在故障发生后进行的，而为了减少事故造成的损失，逐渐转变为固定时间的预防性例行检修。随着电力部门的改革和电网的发展，电力系统的检修模式变得更加科学。目前，通过现代的一些科技手段对正在运行的设备进行监测，并设计出了有针对性的维修办法。了解高压断路器的运行状况、尽早发现潜在故障和及时预防、维修，是保证电力系统正常运行的基础，这样能有效防止重大事故的发生，降低工作量和财产损失。

1 高压断路器的主要作用

1.1 高压断路器的控制作用

高压断路器是电力系统中非常重要的元件之一，起着控制的作用。高压断路器用于在电力系统运行时接通或断开电路，以便电力设备能安全投入或退出。

1.2 高压断路器的保护作用

电力系统中的某些元件或线路发生故障时，高压断路器作为保护装置的执行元件，会将发生故障的部位迅速从系统中隔离出来，以避事故扩大，从而保护电力系统中的其他电气设备不被损坏，保证系统的正常运行，减少很多不必要的损失。

2 高压断路器的监测

高压断路器主要分为油断路器、六氟化硫断路器、压缩空气断路器和真空断路器等。目前，我国多使用六氟化硫断路器和真空断路器。虽然高压断路器的造价比其他电力设备，比如发电机要低很多，但一旦断路器发生故障，所造成的损失并不是断路器本身的价值可比的。因此，高压断路器的质量非常重要，对其进行的检修工作更是重中之重。

2.1 高压断路器的机械性能监测

在电力系统的故障统计数据中，高压断路器故障有70%～80%是机械故障引起的。目前，我国的检测方式一般是在设备停电期间，用便携式检测设备进行定期检测，这种检测方式经常会造成故障维修不及时，进而造成财产损失。为了避免事故发生，一定要加强机械性能在线监测的力度。在实际监测中，需要注意合闸线圈电流、机械振动频率和辅助开关的状态等重要参量。

2.2 高压断路器的六氟化硫监测

六氟化硫气体在水解时产生的有毒酸性物质会对金属产生腐蚀，而在微水超标时会降低绝缘层的性能。六氟化硫气体的状态会严重影响高压断路器的性能。因此，在设备正式投用前或使用中，需要对六氟化硫气体进行检测，分析其中有毒气体的成分，并判断其状态，从而保证高压断路器的安全运行。

2.3 高压断路器的剩余使用寿命监测

高压断路器的剩余使用寿命在监测中是非常重要的环节之一。触头的电磨损是影响其使用寿命的关键因素，而触头的电磨损程度则是由燃弧电流、燃弧时间和运行速度决定的。在高压断路器运行的过程中，每次开断燃弧电流的时间都是非常相近的，造成的电磨损也基本相同。因此，一般可通过检测高压断路器每次开断造成的电磨损计算触头的使用寿命，这样能比较准确地得出触头的电磨损量，从而对不同高压断路器的使用寿命进行有效评估。

2.4 高压断路器绝缘层的监测

绝缘层的监测主要是在设备的运行中对各种参数的数据进行收集、分析，并通过这些参数计算出绝缘层的损坏程度。对于一般的高压断路器而言，只要保持足够的距离，则不会发生绝缘层击穿现象，只需要监测介质损耗和局部的放电、漏电现象。

3 高压断路器在线监测中存在的问题

随着我国现代化电力事业的蓬勃发展，设备状态检修已成为时代发展的必然趋势。其中，在线监测系统作为关键性技术，起着至关重要的作用。目前，我国的便携式检测设备技术成熟，但在线监测技术比较落后，使用范围也相对较小，在线监测产品也存在较多问题，具体体现在以下5方面：①高压断路器在线监测的设备、技术相对落后，且一般采用便携式设备进行现场检测。目前，我国便携式检测技术成熟，但生产在线监测设备的厂家很少，在便携式检测设备占据大量市场的今天，在线监测很难获得发展。②现有的在线监测设备功能单一，一般为机械寿命检测、电寿命检测和六氟化硫气体监测，没有完善、系统的产品，很难在市场中占据一席之地。③高压断路器在线监测系统主要靠传感器和故障处理，但我国在传感器的使用技术落后，虽然故障处理技术先进，但没有传感器的配合，很难发挥其优势。④高压断路器在线监测设备有很多是设备厂家与电力部门的合作项目，由于设备和项目的推广不能保证安全和盈利，所以，其很难在市场推广，这给在线监测的施行增加了困难。⑤我国的电力系统错综复杂，且很多电力设备所处的区域环境恶劣、人迹罕至，且外界的干扰源众多，而在线检测设备需要精准的数据分析。因此，抗干扰能力差是较为明显的问题。

4 高压断路器监测系统的市场分析

针对我国目前的电力系统发展情况，很多常规高压断路器有必要使用在线监测系统。目前，我国的电力部门仍旧采取以往的预防性检测，很容易造成无法及时处理的状况。在预防性检测中，例行检测工作要对高压断路器和六氟化硫气体进行试验，试验项目繁多，周期过长，直接影响了正常的供电和用电，且试验电压低，与高压断路器的运行状态有很大差别，很难反映出设备的真实运行情况。而监测系统如果能全面检测高压断路器的机械性能、电磨损和六氟化硫气体的状态等参数，则可减少很多不必要的浪费，从而确保监测工作的准确性。

高压断路器作为电力系统中重要组成部件，使用量逐年上升，相关的监测产品也在不断增多。虽然在线监测设备在技术上还存在很多问题，但随着电力系统的发展，很多问题都是可以解决的。

5 结束语

高压断路器是电力系统中最重要的设备之一，断路器的性能决定着电力系统能否正常供电。高压断路器的数量众多，维修量大、工费高、检修周期长，一旦出现故障，将会造成较大的损失。在线监测系统通过收集并分析、计算大量的数据，在缩短了检测周期的同时，也提高了准确性。

参考文献

[1]林集明，顾霓鸿，王晓刚.特高压断路器的瞬态恢复电压研究[J].电网技术，2012（01）：1-5.

[2]裴振江，姚斯立，何俊佳.一种新的特高压断路器合成试验回路[J].中国电机工程学报，2011（33）：65-69.

〔编辑：张思楠〕