高压断路器状态检修策略研究

广东电网梅州供电局 朱吉顺 林 宇 李 楠 张润金 凌俊炜

1 高压断路器状态检修的意义

高压断路器的状态检修可很大程度上节约资源，避免不少人力物力财力的浪费，提升变电设备的安全和稳定性，进而促使电网的有效运行，减少断电次数和安全事故的发生，其意义如下。

提升电力系统工作效率。有助于节省一定的人力物力财力，避免的资源的浪费，降低事故发生的频率，提升电力公司的工作效率，有助于其赢得综合效益；加强变电设备的稳定性和安全性，可及时对变电设备的状态进行评估，以避免更多安全事故的出现，增强变电检修的效率；提升设备使用寿命，足够充分的数据库和对于动态及静态数据的监测可在很大程度上预测设备的使用状况，在设备趋于失灵或老化时可及时更正与改善；降低因定期检修而出现状况的可能性。由于技术的问题，定期检修可能会因为操作等疏忽而引起故障，而状态检修主要注重对变电设备的监测，当出现问题时才能更加有针对性地解决问题，避免了因一些操作不够规范而酿成故障的可能；提高综合分析评估能力。定期检修只注重检修的周期而忽略了历史数据的积累、设备的运营维护工作，而状态检修十分注重信息化的数据，主要是通过数据库的完整性和纵向对比来判断评估预测检修的情况，以便能够尽可能地发现设备的各种异兆并及时处理。

2 常见高压断路器状态检修策略

2.1 构建相应信息系统

在信息系统构建过程中不仅要注意对于动态数据的采集和记录，还应注意静态数据的出现[1]，以提升检测效率、强化综合效益。状态检修中的静态数据主要包括电力设备出厂数据、设备故障数据、定期检查历史数据等，动态数据主要囊括此次检测中检查出来的数据、设备在运行期间的实际数据等。在构建信息系统时不能不考虑眼前情况，要合理参考实际情况对信息进行大数据采集，从全局出发，广泛采集，谨慎记录，小心存储。

信息采集过程中不能拘泥于单一形式，要利用多种途径、多种方式进行采集，采集信息过程中要根据信息特性如动态和静态之分等类型采取不同的采集方法。常用信息采集方式主要包括信息量采集和模拟量采集[2]。在实际信息采集过程中，为了提高采集的科学性和可靠性，在高压断路器运行前需对原始数据进行采集并及时记录与传输，转化采集的数据使其变为数字量[3]，再将数据传输给检修中心并进行专业性分析提升信息采集的效率。

2.2 实行有效监督与预测

在状态检修时需进行设备状态的监测，并依据监测到的现象进行合理的预测。要进行深入考察与分析，确定检修周期，以便有效率的进行变电检修。同时在对检修的状态进行精确检测后还需合理预测，这需要相关人员知识和技能的培训，提高其综合运用素质，建立规范良好的检修管理机制。以往的监督模式仅能检测出设备失灵的状态，具体事故原因还需人为判断，这远远不够。在实际操作中，有些设备可能会存在老化等介于正常和失灵状态之间[4]，这些事设备检测需要强调的重点有利于清楚明白失灵原因，降低操作难度并提高工作效率。同时，在监督过程中不能仅从一维观点看问题，还需从多方面的综合维度来考量，实现更准确、更全面的变电检修。在管理方面也要立足全局实行全过程管理，对设备状态要全面掌握，对有关设备质量的相关规定要严格执行以防相关事故的出现。在数据的记录和整理方面也要谨小慎微，保证资料的正确保存，数据的真实可靠为具体的事件做好基础性准备[5]。

2.3 提升综合功能的发挥

需进行深入了解与分析，从高压断路器状态检修全局出发，深入分析相关数据，准确把握系统的重要功能，以有效发挥出综合功能。相关人员的科学预测也有助于变电维修实际效益的提高。由于状态检修的特性需建立强大的数据库，需各种相关数据的支持，这些数据的整理和记录不是单个部门就能完成，需多部门同心协力共同完成，这就要求相关工作人员通力配合，要求领导人有全局观点，树立系统综合的理念看待问题，共同完成检修工作。在对变电设备进行评估时也不能仅进行临时评估，还需与定期评估相联系，临时评估就是设备在发生大的变化时及时准确的认知并做出相应措施来改变设备的状态检修周期，定期评估就是按照规定时间进行评估分析，以使更加精确地预判到设备的状况从而做到真正地综合考虑，实现“应修必修”。

2.4 在线监测高压断路器接触头寿命

高压断路器在实际工作过程中会在一定程度上损害断路器的接头，这主要是因为在工作过程中断路器的接触头一开一合会产生磨损[6]。因此这种磨损程度也成为科学预测高压断路器使用寿命的一个重要依据。在进行高压断路器的在线监测时，注意其使用寿命也是至关重要的。此外还有许多原因致使接触头的磨损，如电磨损，其在接触头上会起到决定作用，因此在检测过程中要十分重视这一参数。有许多方式可计算触头电磨损，而触头的电磨损也会为其他各类断路器实施科学评估，可准确良好地描述实际损耗状况[7]。

3 高压断路器的在线状态监测装置创新设计

3.1 设计内容概述

高压断路器上的状态信息主要包括设备的技术参考信息、负荷信息、动作信息、缺陷信息、故障信息、事故信息以及一些检测信息，具体包括电气、介质、特性等，还包括检修信息。本项目拟研发一种高压断路器在线状态监测装置，包含可连接用于监测高压断路器运行状态的振动、温度、电压电流、位移、SF6气体状态等多类传感器模块，以及电源模块、信号融合模块、下位机CPU、通讯模块等。通过在线监测装置可在线了解高压断路器运行状态，推测出变电设备的状态并及时记录从而可以降低成本，降低由于预防性的定期检修而造成故障的可能，并可尽早发现潜在故障，及时采取预防措施，保障电网运行的可靠性与安全性。

3.2 设计原理及创新点

设计原理：选择能表征高压断路器工作状态的多种信号及其相应的传感器，然后由监测装置调理并采集各传感器获取的信号[8]；将采集到的信号进行分类处理、加工，提取能表征断路器工作状态的特征参量，亦即多传感器信息融合；将多传感器融合信息传给上位机，运用专家系统或人工智能算法等技术方法对高压断路器进行故障检测。

创新点：该高压断路器在线监测装置含有多类传感器，每一类传感器只能获得断路器状态的部分信息，制定出合适的算法，使其可经过多传感器信息融合算法准确反映断路器的状态。