高压开关柜监测与故障诊断研究

高压开关柜监测与故障诊断研究

汤卫荣

云南电网有限责任公司文山供电局 663099 云南文山

摘要：高压开关柜是最为重要的供配电系统设备，由于柜机的结构是密闭式的，因此缺乏良好的散热条件，在电压，电流和磁场强的环境中长期工作，会导致设备频繁发生故障。再加上高压开关柜会导致恶性爆炸事故的发生，进而损坏设备和大规模停电，情况严重的还会对人的生命健康造成威胁。通过监测开关柜及诊断其故障，能够实现对柜内设备参数的及时监控，其不仅具有故障诊断功能，并且能够将重要的数据参数提供给事故预警分析工作，将重要的决策参考提供给缺陷定位以及评估同类设备等工作。

关键词：高压开关柜；检测；故障诊断；研究

高压开关柜最主要的功能就是能够实现对电力线路的连接或断开，能够为电力系统的运行提供安全稳定的保障。为了为了提升电力设备运行的安全性和可靠性，不仅需要提升设备检修人员的专业技术，并且需要通过对电力系统的实时监测，来正确的诊断其故障，只有如此，才能够延长设备的使用寿命，并促进设备的良好使用。

一、高压开关柜常见故障

（一）分断故障

高压开关柜主要涉及到了关闭故障和开断故障这两类分断故障，在各种类型的断路器中都会出现此类故障。例如，如果存在灭弧异常的断路器等，就会影响高压开关柜的正常运行，进而对断路器的正常工作造成影响。分段故障是一种十分普遍的故障，所以，通常需要通过对此类故障的深入判断，才能够找出影响高压开关柜的主要原因，并实现对隐患的切实消除。

（二）绝缘故障

在发生绝缘故障时，绝缘子和高压开关柜通常存在着击穿和放电的问题，此类故障通常会导致高压开关柜无法保持绝缘性能，加大运行期间高压开关柜所面临的风险。在局部采用放电技术来进行故障诊断，能够精确的诊断出高压开关柜是否存在绝缘故障，进而保证高压开关柜的正常绝缘。

3. 动作故障

通常来说误动和拒动都属于动作故障，有较大的概率发生，并且危害性极强。故障机械传动和故障电气回路是导致此类现象出现的主要原因，并且外部环境和施工工艺也会给运行阶段的设备带来影响，进而导致高压开关柜无法保持正常动作。针对以上几种原因来说，环境因素是高压开关柜最为严重的影响因素。高压开关柜在部分炎热潮湿环境中的运行，会导致机械零部件和电气元件受到腐蚀和损坏，进而导致开关柜无法得到长期使用。

二、高压开关柜在线监测技术分析

（一）振动传感器检测技术

该技术需要在设备运行期间借助传感器来监测设备的振动情况，由于受到的振动程度不同，因此会产生不同强度的震动，例如在监测刚开始的时候，局部作业并没有出现大幅震动，然而在扩大设备作业范围后，也相应的加大了其振动幅度。在选择传感器类型时，需要结合不同的振动频率，如此才能够进行准确的监测，该技术在高压开关柜局部更为适用。 位移传感器检测技术 对传感器位置的合理安排是该技术最重要的环节，能够为位移传感器提供安全稳定的保障，一般来说，设备中安装位移传感器的位置是可移动的，并采用光电发射和接收来影响位移传感器，进而实现对其行程的直接测量，如此能够判断设备是否处于良好运行状态。

2. 温度传感器检测技术

针对在线监测技术在高压开关柜中的实际应用现状来说，目前最为常见的检测技术就是温度传感器，其主要能够根据设备母线部位的温度变化，来判断设备运行状况。温度传感器的主要传播介质就是光纤，能够实现对电磁干扰的有效减少，保证传感器对高压开关柜温度的准确监测。

3. 高压开关柜故障诊断技术分析

（一）样板诊断技术

该技术主要能够对运行阶段或波动状态下的高压开关柜的数据或情况进行全面的收集，与预先样本数据为基础，对比实时运行数据或实时波形，能够对设备运行状况进行有效判断。其主要包含了指纹诊断技术等许多应用方法，被广泛的用于诊断设备故障。在收集设备运行数据后，通过对其的准确分析，以及分析样板图形的对比，能够得知该技术在图形诊断工作中较为常见，其只能在特定条件下应用；时域波形诊断技术对比分析的样板数据主要为物理量，能够得知设备的运行状况。由此得知，在诊断高压开关柜故障时所采用的样板诊断技术具有十分重要的作用，想要准确的诊断设备故障，就需要技术人员做好对自我专业素养的不断提升，并且需要稳定的运行高压开关柜。

（二）规则诊断技术

模糊诊断以及统计诊断都属于该技术之一。其中应用面积最广的就是模糊诊断技术，能够在整个高压开关柜运行阶段加以应用，由于设备在一开始的时候无法稳定运行，会出现较大的波动，因此采用该技术的适用性最强，能够在波动运行状况下，根据设备的模糊运行状态，实现对故障的成功诊断，不仅使设备故障得到了更加高效的检测，保障了电力系统运行的稳定性，该技术具有十分重要的作用。在进行逻辑诊断的过程中，需要通过对因果关系的应用，来诊断高压开关柜设备是否存在故障，虽然其操作并不复杂，但是无法获取到准确的诊断结果，因此在实际检测设备故障时，需要结合设备实际运行状况来进行具有针对性的选择应用。通过对统计诊断技术的应用，能够实现对准确数据和图形的同时获取，难以应用于在线监测，所以并不是用于诊断设备故障。因此，技术人员需要做好对自身专业知识的提升，结合不同的设备工作环境，来进行具有针对性的诊断，如此能够获取到准确的诊断结果，并尽可能的提升企业利益。

结 语：

总的来说，监测和诊断高压开关柜及其故障时所采用的技术，为目前的电力行业提供了强大的技术支持，并且其在实践中的应用价值较高，能够从稳定运行和安全运行方面，为高压开关柜设备提供强大的保障，并保证电力系统运行的正常性，具有十分重要的作用。

参考文献：

[1]何肖军, 徐志斌. 高压开关柜绝缘性能检测与故障诊断技术研究[J]. 浙江电力, 2010, 29(005):6-10.

[2]张秀娟, 孟祥忠. 智能化高压开关柜监控与故障诊断技术的研究[C]// 中国煤炭学会煤矿机电一体化专业委员会,中国电工技术学会煤矿电工专业委员会学术年会. CNKI；WanFang, 2004:58-61.

[3]周华东, 李晶, 周电波,等. 基于智能视频分析技术的高压开关柜隐患预警与故障诊断方法[J]. 四川电力技术, 2015, 38(1):36-36.

[4]中国电机工程学会测试技术及仪表专业委员会. 电力设备状态检修与故障诊断技术学术交流会论文集[M]. 中国电力出版社, 2015.