高压断路器故障检修及状态监测

张震

【摘 要】随着经济的不断提高，电成为人们生产生活中不能缺少的重要资源之一。在高压电网中，高压断路器是其中占有重要地位的部分，它能够在保护电网设备的同时，提高电网的安全性和稳定性。因此，高压断路器出现故障将会对高压电网系统造成不利影响。本文析了高壓断路器的故障检修以及状态监测。

【关键词】高压断路器;故障检修;状态监测

1 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， 它是必不可少的。 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，但是，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。

2 高压断路器中存在的故障

为了提高高压电网的稳定性并且更好的解决高压断路器中的故障，对高压短路器中发生的故障进行详细的了解是基本，因为不同的故障检修方法适用于不同的故障。下面将对断路器中的故障进行阐述。

2.1 载流故障

引线过热、触头接触不良是导致出现载流故障的主要原因。引线过热是一般是由于断路器的温度高，而触头的接触不良则使得静触头和动触头在接触时无法对准，这些都会使载流问题出现。

2.2 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。①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，要检查压缩空气的管道回路是否正常排水以及是否有冻结的现象。 如果有冻结的现象，则可能是气动操作机构出现了问题。因此要及时采取解冻措施，然后检查各个部分的运行情况。除此之外，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，要有拥有专业素质的人对液压回路和液压操动机构的内部各部分进行详细检查。②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。

2.3 误动故障

操动机构机械的故障和二次回路接线的故障时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。

2.4 泄露故障

对于出现的泄露故障：①因为液压操动出现问题，在液压油管道回路接头处出现漏油的情况或者放油阀没有关闭。②由于储气罐放水阀没有很好地关闭或者压缩空气的回路管道处漏油的气动机构漏气。一旦发生泄露问题，要及时对各个部件进行检查。

2.5 绝缘故障

在高压断路器发生的故障中，绝缘故障是比较常见的问题。一般来说，内、外绝缘故障和瓷套闪络故障是绝缘故障的三个种类。如果出现在断路器内部存在异物而引起的绝缘的情况，需要专业人员来进行处理。

3.高压断路器故障诊断与状态监测

从目前我国的状态监测技术发展现状来看，目前还无法针对高压断路器的每一个部位实施针对性的在线监测，因此，笔者根据上文所总结的各类故障，基于监测技术的可行性及监测部位的重要性，提出以下具体在线监测策略。

3.1 灭弧室在线监测高压断路器优良的绝缘和灭弧性能是其被广泛应用的重要原因，但在实际运行过程中，多种因素的共同作用会导致灭弧性能和绝缘性能会降低。SF6高压断路器灭弧室最常见的故障是泄漏问题与微水超标问题，泄漏问题可通过检测气体压力或密度来检测。

3.1.1 SF6气体密度的监测

SF6性能主要取决于它的密度，密度降低会导致其绝缘性能和灭弧性能的降低。另外，由于密度的降低主要是由于气体的泄露引起的，而气体的泄漏将带来外界水分的渗透，最后导致 SF6气体中含水量增多，因此，对实际运行的SF6气体密度进行在线监测是很必要的，但监测气体的密度又是非常困难的。因此，可通过监测气体的压力来反映气体的密度。在此情况下断路器通常设有两级警告信号，即一级补气压力信号和二级闭锁压力信号。通常状况下，补气压力信号低于额定气压约10%，闭锁压力又低5%。另外，在灭弧室没有发生泄漏的情况下，气体的压力还与温度有关，气室的压力随着温度的上升而升高，在工程实践中，根据测量时的温度便可在SF6温度特性曲线上查出当时的气体压力值，然后判断灭弧室的泄漏情况。

可能造成断路器运行发出SF6气体压力低于规定值信号的原因主要有以下几点：一是地区冬季气温突然大幅增加;二是监视气体压力报警系统故障;三断路器主体密封面或气体压力表接头充气、或取气样气阀密封不严实有严重漏气;对于第一种情况，SF6气体确因冬季气温突然大幅下降而降低，应对罐体加温设施进行检查，并投入运行;对于第二种情况，对SF6气体密度继电器和气体压力表的指示值进行核对，找出误发信号原因进行处理;对于第三种情况，如因漏气造成压力降低，首先应给断路器补充SF6气体，在查明漏气处是否是压力表、充气或取气样阀等处，条件允许的话可以在运行中进行处理，如果是套管法兰、工作孔盖板等相关连接面密封造成漏气，应加强监视，退出运行后进行处理。

3.1.2 断路器微水含量的监测

SF6气体中的水分会使得其绝缘性能和灭弧性能就会显著下降。另外，其工频闪络电压也会随之下降。此外，还会导致断路器触头发生电弧放电时产生有潜在危险的化学物质。综上，对断路器的微水含量在线监测是及其必要的。SF6气体含水量的测量方法有重量法、电解法、露点法、电容法等，不同的测量方法会得到不同的测量结果，笔者建议采用电解法和露点法作为日常的测量方法。

造成SF6气体中微水含量超过规定或接近允许的最大值的原因是多方面的，需严格按照监测工艺规定排除测量仪器中原有的空气后取气分析，得出正确数值;监测补气时的操作;以上两者均无问题，则对该断路器加强监测，如果运行中的SF6气体的微水含量继续上升且速度较快，则应该将断路器退出运行进行彻底处理;结合前述内容确定SF6断路器实时状态监测内容如下：气压、密度、露点值、微水含量、工作环境温度、气压变化率、20℃时气压。

3.2 高压断路触头电寿命的在线监测

断路器每次开合都会使断路器触头产生一定的损伤，一般以触头在开断时的磨损来衡量断路器电寿命，它是衡量断路器的重要指标之一，因此，电寿命是断路器在线监测的重要参数。影响断路器电寿命的因素有很多，主要因素是电磨损，包括灭弧室、灭弧介质、触头这三方面，起决定性作用的是触头的电磨损。目前，对电寿命的研究计算很多，如累计开断电流或电弧能量法、累计开断电流加权法、计及燃弧时间加权评估法、触头相对电磨损与相对电寿命法等。这些方法中，只有计及燃弧时间加权评估法可直接计算出触头的电磨损，其他方法均是间接表征电磨损;其次，触头相对电磨损与相对电寿命法可以针对不同种类的断路器进行评估，也可以较准确的表征断路器的电磨损情况。由于另外两种方法中可耗总量也是可以求取的，所以也可以很好地描述电磨损的损耗情况。在此，笔者建议选取触头相对电磨损与相对电寿命法实施在线监测。

4.结论

高压电网运行中，其运行的质量会受到高压断路器的使用状态直接影响。不仅如此，高压断路器还决定着电网的运行安全。故此，为了保证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。

参考文献：

[1]周兴，周葛城，贾明等.高压断路器故障检修及状态监测探究[J].低碳世界，2016（28）：18-19.

[2]张彦飞.高压断路器故障检修及状态监测研究[J].电子世界，2017（16）：51-52.