高压断路器故障检修及状态监测

高压断路器故障检修及状态监测

胡建军

国网山西省电力公司太原供电公司变电检修室 ，山西省太原市 030000

摘要：随着社会的发展，人们的用电需求不断增加。供电企业要提高供电质量，保障电网的正常运行。高压短路其是电力系统中的重要组件，要加强高压断路器的故障诊断和状态监测，对电网设备进行保护和控制，确保电力运行的稳定性和安全性。

关键词：高压断路器；故障检修；状态监测

引言

高压断路器是电力系统中关键的设备之一，可以切断或闭合高压电路中的空载电流与负荷电流，还可以在系统发生故障时保护电力装置。由于髙压断路器发生故障时，将会使电路设备受损，造成一定范围的停电和经济损失，甚至会引发火灾造成人员伤亡等事故。定期的对高压断路器进行故障诊断，掌握其运行状态,不仅是保证电力系统平稳运行和防止事故发生的关键，还是提高我国电网质量与保障人们生命安全的重要方式。

1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。

2高压断路器中存在的故障

2.1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。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

2.2误动故障

高压断路器出现误动故障是由3个原因引起的。1）二次回路存在问题。二次回路接线端子排在潮湿的环境下会降低自身绝缘性，进而引发合闸回路和分闸回路之间的放电短路现象，最终出现断路器的误动。2）液压机构原因。液压机构引发的误动故障原因是度断路器的出厂配置较差，且在使用过程中缺乏必要的清洁，最终引起液压油的泄漏。3）弹簧操动机构原因。在对高压断路器进行检查维修的时候，操动机构分闸、合闸的尺寸大小设定不符合实际要求，最终使弹簧的预压压缩量不符合有关标准，最终使弹簧机构无法保持在合理的状态，进而引起高压断路器的自分和自合。

2.3绝缘故障

高压断路器绝缘故障的表现为闪络、爆炸、电压过高，具体细化分为内绝缘故障和外绝缘故障。1）内绝缘故障。内绝缘故障主要是指断路器在常规运行的过程中因为出现异物所以引起的断路器本体放电故障。2）外绝缘故障和瓷套闪络故障。这类故障出现的原因是瓷套的外观设计和外绝缘泄漏比不符合有关标准的规定。

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载流故障分析

高压断路器出现载流故障的原因是触头接触不良或者触头周围引线温度过高，而触头接触不良一般是因为动静触头没有完全对中，因此在操作的时候喷口和静弧触头往往会出现碰撞，在碰撞的影响下灭弧室的喷口会出现断裂，进而引发关合事故。在操作的过程中动静触头出现对中问题的原因是装配的过程中没有采取有效的触头保护措施，最终使动静触头的中偏差较差，进而引发电力系统故障。

3高压断路器故障检修及状态监测方法

3.1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，一是绝缘效果很好，二是灭弧性能高。但是，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。从而表明，加强对灭弧室的在线监测是十分必要的，主要是监测其中是否有泄漏的问题发生，一般采用的方法和途径就是检测室内气体密度和压力。

3.2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。

3.3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、密度、露点值、温度、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。

3.4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。

结语

总之，随着经济和科学技术的发展，电已经跟人们的生活分不开了。高压断路器是电力系统的重要部分，其故障检修及状态监测工作应该引起充分的重视，将现代信息技术与高压短路器故障处理相结合，提高故障检修工作效率，保障高压断路器正常运行，为电网稳定运行和人们安全用电提供重要支持。

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