高壓斷路器作為電力系統(tǒng)中不可或缺的裝置，起著重要的保護(hù)和控制作用，特別是在電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大的情況下，高壓斷路器所發(fā)揮的作用越來(lái)越重要，當(dāng)然對(duì)它的運(yùn)行也提出了更高的要求，因此，保障高壓斷路器的安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。

提高高壓斷路器運(yùn)行水平的方法主要有兩種：一是高壓斷路器本身生產(chǎn)質(zhì)量的提高;二是實(shí)施必要的檢修和維護(hù)減少或者避免故障的發(fā)生。但由于電力系統(tǒng)中所使用的高壓斷路器數(shù)量眾多，以傳統(tǒng)的計(jì)劃?rùn)z修方式來(lái)維持高壓斷路器的正常運(yùn)行逐漸凸顯出諸多問(wèn)題，如工作量大、成本高、檢修不徹底等，已經(jīng)無(wú)法滿足大規(guī)模高壓斷路器的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，基于此，有必要對(duì)高壓斷路器實(shí)施針對(duì)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行工況的在線監(jiān)測(cè)，以便實(shí)時(shí)掌握斷路器的工作狀況、缺陷部位，減少不必要的停電試驗(yàn)和檢修，提高故障診斷的有效性，保證斷路器運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。

與國(guó)外相比，我國(guó)斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)還處于發(fā)展階段，因此，對(duì)其進(jìn)行研究無(wú)疑具有更為實(shí)際的意義。文章以高壓斷路器常見(jiàn)故障及檢修為基礎(chǔ)，針對(duì)性的根據(jù)易發(fā)故障的重要部位和常見(jiàn)的故障類型提出狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，從而為故障診斷提供精確的數(shù)據(jù)參考，以便準(zhǔn)確、快速的根據(jù)故障實(shí)況采取有效的故障檢修方法。

1.斷路器常見(jiàn)故障

斷路器的工作狀態(tài)直接關(guān)系著電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，對(duì)斷路器的常見(jiàn)故障及檢修方法的總結(jié)和歸納是進(jìn)行深入研究斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷的基礎(chǔ)，這對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的確定，及準(zhǔn)確的故障診斷和快速的故障處理具有重要意義。筆者對(duì)所在單位近幾年斷路器的故障進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)表明，拒動(dòng)、誤動(dòng)、絕緣、載流等故障最為突出，需要根據(jù)不斷類型的故障采取不同的檢修方法，具體歸納如下。

1.1 拒動(dòng)故障

高壓斷路器拒動(dòng)故障分為拒分故障和拒合故障兩種，其中拒分最為嚴(yán)重，往往會(huì)導(dǎo)致越級(jí)跳閘，造成系統(tǒng)故障，擴(kuò)大事故范圍，拒動(dòng)故障的產(chǎn)生是由多方面因素導(dǎo)致的。

首先是機(jī)械方面。操動(dòng)機(jī)構(gòu)及其傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械故障是導(dǎo)致高壓斷路器拒動(dòng)的主要原因。故障的診斷和處理需差異化對(duì)待，對(duì)于液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)導(dǎo)致的故障，先檢查氣壓表及其低壓閉鎖裝置，核查低壓閉鎖裝置動(dòng)作是否正確，液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)內(nèi)部及其液壓回路檢查由專業(yè)人員處理;對(duì)于氣動(dòng)操作機(jī)構(gòu)導(dǎo)致的故障，查看是否因?yàn)閴嚎s空氣管道回路中排水不及時(shí)而產(chǎn)生的凍結(jié)導(dǎo)致的，若存在凍結(jié)，應(yīng)立即解凍，排凈水污，然后檢查壓縮空氣管道回路中各部件是否正常運(yùn)行，證實(shí)低氣壓閉鎖動(dòng)作的正確性;若都沒(méi)有問(wèn)題，則可能是內(nèi)部元件及壓縮空氣管道回路故障。

其次是電氣方面，側(cè)重于電氣控制和輔助回路方面的問(wèn)題，如分合閘線圈燒損、端子排接線脫落、輔助開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)接觸不良等。在診斷電氣故障時(shí)，先檢查電氣控制回路的直流電源電壓，若電壓值低于規(guī)定值，需調(diào)整到規(guī)定值，然后在運(yùn)行的狀態(tài)下對(duì)電氣控制回路及其原件進(jìn)行檢查，操動(dòng)機(jī)構(gòu)輔助原件導(dǎo)致的故障需專業(yè)人員處理。

最后是斷路器本體及其中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障。如滅弧室動(dòng)調(diào)整不當(dāng)、動(dòng)觸頭絕緣拉桿脫落、動(dòng)觸頭的絕緣拉桿損壞（折斷）等。斷路器本體及中間傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障所致的拒動(dòng)故障，同樣應(yīng)先檢查壓力表及其低壓閉鎖裝置動(dòng)作的正確性，查看SF6氣體壓力降低是否是低溫所致，斷路器加熱裝置運(yùn)行是否正常，若存在故障，應(yīng)作恢復(fù)處理;如果是漏氣所致，應(yīng)補(bǔ)充氣體后，退出運(yùn)行檢查;若內(nèi)部元件存在故障，需退出后處理。

1.2 斷路器誤動(dòng)故障

高壓斷路器誤動(dòng)故障的產(chǎn)生主要是由二次回路接線和操動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)械故障引起的。操動(dòng)機(jī)構(gòu)中分合閘電磁鐵動(dòng)作電壓低，當(dāng)操作控制回路中直流系統(tǒng)接地時(shí)，斷路器誤分或者誤合。另外，操動(dòng)機(jī)構(gòu)分合閘電磁鐵鎖扣扣入太少，當(dāng)運(yùn)行中斷路器周圍因某種原因有振動(dòng)時(shí)，使其在無(wú)指令時(shí)會(huì)自行分合閘。

對(duì)于以上兩種斷路器誤動(dòng)故障的診斷和處理措施如下：首先檢查設(shè)備控制回路的直流系統(tǒng)有無(wú)接地故障，然后查看附近相關(guān)地點(diǎn)或工作有無(wú)強(qiáng)烈振動(dòng)，排除周圍環(huán)境或者是人為因素后，退出運(yùn)行后檢查處理。

1.3 絕緣故障

從筆者所統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)得出，高壓斷路器的絕緣故障發(fā)生的次數(shù)也是比較多的，其中，內(nèi)絕緣故障、外絕緣和瓷套閃絡(luò)故障最為常見(jiàn)。外絕緣故障一般較容易檢查和處理，對(duì)于高壓斷路器內(nèi)部存在異物的內(nèi)絕緣故障需要專業(yè)人士進(jìn)行檢查。

1.4 載流故障

斷路器載流故障主要是由于觸頭接觸不良過(guò)熱或者是引線過(guò)熱造成的，這種狀況下應(yīng)聯(lián)系電力調(diào)度部門減輕負(fù)荷。新安裝的斷路器觸頭接觸不良主要是由于動(dòng)觸頭與靜觸頭沒(méi)有對(duì)中，接觸不良導(dǎo)致載流或絕緣事故，此時(shí)需要加強(qiáng)監(jiān)視，減少負(fù)荷，做好解體檢查準(zhǔn)備。

1.5 泄露故障

對(duì)于液壓操動(dòng)機(jī)構(gòu)，可能由于高壓放油閥關(guān)閉或密封不嚴(yán)、液壓油管道回路中接頭有漏油等導(dǎo)致的液壓機(jī)構(gòu)漏油;對(duì)于氣動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，可能是壓縮空氣回路管道接頭有漏油、儲(chǔ)氣罐的放水閥關(guān)閉不嚴(yán)等導(dǎo)致的氣動(dòng)機(jī)構(gòu)漏氣。

發(fā)生液壓機(jī)構(gòu)漏油故障，應(yīng)對(duì)液壓油回路管道進(jìn)行細(xì)致檢查，發(fā)現(xiàn)截止閥關(guān)閉不嚴(yán)的地方立即關(guān)好;對(duì)于氣動(dòng)機(jī)構(gòu)漏氣的情況，對(duì)機(jī)構(gòu)的壓縮空氣回路管道的閥門和連接部位檢查是否滲漏，對(duì)機(jī)構(gòu)及其回路中的閥體和部件發(fā)現(xiàn)異常時(shí)退出運(yùn)行后查明故障。

除了以上所述各類故障外，還有高壓斷路器開(kāi)斷、關(guān)合故障以及部件損壞故障等，可以看出，高壓斷路器故障類型太多，都有可能對(duì)其正常運(yùn)行產(chǎn)生影響，加上斷路器數(shù)量的不斷增多，若依舊沿用傳統(tǒng)的計(jì)劃?rùn)z修模式，很難滿足目前電力系統(tǒng)運(yùn)行和發(fā)展需求，迫切需要實(shí)施基于實(shí)時(shí)運(yùn)行的狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

2.高壓斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)

從目前我國(guó)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，目前還無(wú)法針對(duì)高壓斷路器的每一個(gè)部位實(shí)施針對(duì)性的在線監(jiān)測(cè)，因此，筆者根據(jù)上文所總結(jié)的各類故障，基于監(jiān)測(cè)技術(shù)的可行性及監(jiān)測(cè)部位的重要性，提出以下具體在線監(jiān)測(cè)策略。

2.1 滅弧室在線監(jiān)測(cè)

高壓斷路器優(yōu)良的絕緣和滅弧性能是其被廣泛應(yīng)用的重要原因，但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，多種因素的共同作用會(huì)導(dǎo)致滅弧性能和絕緣性能會(huì)降低。SF6高壓斷路器滅弧室最常見(jiàn)的故障是泄漏問(wèn)題與微水超標(biāo)問(wèn)題，泄漏問(wèn)題可通過(guò)檢測(cè)氣體壓力或密度來(lái)檢測(cè)。

2.1.1 SF6氣體密度的監(jiān)測(cè)

SF6性能主要取決于它的密度，密度降低會(huì)導(dǎo)致其絕緣性能和滅弧性能的降低。另外，由于密度的降低主要是由于氣體的泄露引起的，而氣體的泄漏將帶來(lái)外界水分的滲透，最后導(dǎo)致 SF6氣體中含水量增多，因此，對(duì)實(shí)際運(yùn)行的SF6氣體密度進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)是很必要的，但監(jiān)測(cè)氣體的密度又是非常困難的。因此，可通過(guò)監(jiān)測(cè)氣體的壓力來(lái)反映氣體的密度。

在此情況下斷路器通常設(shè)有兩級(jí)警告信號(hào)，即一級(jí)補(bǔ)氣壓力信號(hào)和二級(jí)閉鎖壓力信號(hào)。通常狀況下，補(bǔ)氣壓力信號(hào)低于額定氣壓約10%，閉鎖壓力又低5%。另外，在滅弧室沒(méi)有發(fā)生泄漏的情況下，氣體的壓力還與溫度有關(guān)，氣室的壓力隨著溫度的上升而升高，在工程實(shí)踐中，根據(jù)測(cè)量時(shí)的溫度便可在SF6溫度特性曲線上查出當(dāng)時(shí)的氣體壓力值，然后判斷滅弧室的泄漏情況。

可能造成斷路器運(yùn)行發(fā)出SF6氣體壓力低于規(guī)定值信號(hào)的原因主要有以下幾點(diǎn)：一是地區(qū)冬季氣溫突然大幅增加;二是監(jiān)視氣體壓力報(bào)警系統(tǒng)故障;三斷路器主體密封面或氣體壓力表接頭充氣、或取氣樣氣閥密封不嚴(yán)實(shí)有嚴(yán)重漏氣;對(duì)于第一種情況，SF6氣體確因冬季氣溫突然大幅下降而降低，應(yīng)對(duì)罐體加溫設(shè)施進(jìn)行檢查，并投入運(yùn)行;對(duì)于第二種情況，對(duì)SF6氣體密度繼電器和氣體壓力表的指示值進(jìn)行核對(duì)，找出誤發(fā)信號(hào)原因進(jìn)行處理;對(duì)于第三種情況，如因漏氣造成壓力降低，首先應(yīng)給斷路器補(bǔ)充SF6氣體，在查明漏氣處是否是壓力表、充氣或取氣樣閥等處，條件允許的話可以在運(yùn)行中進(jìn)行處理，如果是套管法蘭、工作孔蓋板等相關(guān)連接面密封造成漏氣，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視，退出運(yùn)行后進(jìn)行處理。

2.1.2 斷路器微水含量的監(jiān)測(cè)

SF6氣體中的水分會(huì)使得其絕緣性能和滅弧性能就會(huì)顯著下降。另外，其工頻閃絡(luò)電壓也會(huì)隨之下降。此外，還會(huì)導(dǎo)致斷路器觸頭發(fā)生電弧放電時(shí)產(chǎn)生有潛在危險(xiǎn)的化學(xué)物質(zhì)。綜上，對(duì)斷路器的微水含量在線監(jiān)測(cè)是及其必要的。SF6氣體含水量的測(cè)量方法有重量法、電解法、露點(diǎn)法、電容法等，不同的測(cè)量方法會(huì)得到不同的測(cè)量結(jié)果，筆者建議采用電解法和露點(diǎn)法作為日常的測(cè)量方法。

造成SF6氣體中微水含量超過(guò)規(guī)定或接近允許的最大值的原因是多方面的，需嚴(yán)格按照監(jiān)測(cè)工藝規(guī)定排除測(cè)量?jī)x器中原有的空氣后取氣分析，得出正確數(shù)值;監(jiān)測(cè)補(bǔ)氣時(shí)的操作;以上兩者均無(wú)問(wèn)題，則對(duì)該斷路器加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，如果運(yùn)行中的SF6氣體的微水含量繼續(xù)上升且速度較快，則應(yīng)該將斷路器退出運(yùn)行進(jìn)行徹底處理;結(jié)合前述內(nèi)容確定SF6斷路器實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)內(nèi)容如下：氣壓、密度、露點(diǎn)值、微水含量、工作環(huán)境溫度、氣壓變化率、20℃時(shí)氣壓。

2.2 高壓斷路觸頭電壽命的在線監(jiān)測(cè)

斷路器每次開(kāi)合都會(huì)使斷路器觸頭產(chǎn)生一定的損傷，一般以觸頭在開(kāi)斷時(shí)的磨損來(lái)衡量斷路器電壽命，它是衡量斷路器的重要指標(biāo)之一，因此，電壽命是斷路器在線監(jiān)測(cè)的重要參數(shù)。影響斷路器電壽命的因素有很多，主要因素是電磨損，包括滅弧室、滅弧介質(zhì)、觸頭這三方面，起決定性作用的是觸頭的電磨損。目前，對(duì)電壽命的研究計(jì)算很多，如累計(jì)開(kāi)斷電流或電弧能量法、累計(jì)開(kāi)斷電流加權(quán)法、計(jì)及燃弧時(shí)間加權(quán)評(píng)估法、觸頭相對(duì)電磨損與相對(duì)電壽命法等。

這些方法中，只有計(jì)及燃弧時(shí)間加權(quán)評(píng)估法可直接計(jì)算出觸頭的電磨損，其他方法均是間接表征電磨損;其次，觸頭相對(duì)電磨損與相對(duì)電壽命法可以針對(duì)不同種類的斷路器進(jìn)行評(píng)估，也可以較準(zhǔn)確的表征斷路器的電磨損情況。由于另外兩種方法中可耗總量也是可以求取的，所以也可以很好地描述電磨損的損耗情況。在此，筆者建議選取觸頭相對(duì)電磨損與相對(duì)電壽命法實(shí)施在線監(jiān)測(cè)。

3.結(jié)語(yǔ)

文章根據(jù)高壓斷斷器的故障類型主要從兩個(gè)方面實(shí)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)，為后期的故障診斷和處理提供參考，減少故障發(fā)生率，提高故障處理效率，以保障電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，如上文所述，目前的監(jiān)測(cè)技術(shù)無(wú)法對(duì)高壓斷路器每一個(gè)可能出現(xiàn)故障的部位進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)，因此，需要進(jìn)一步加強(qiáng)研究，提高斷路器的綜合監(jiān)測(cè)效率。