水电站高压断路器故障处理及维护技术探讨

水电站高压断路器故障处理及维护技术探讨

祁生军

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摘要：水电站是我国重要的能源基础设施之一，高压断路器作为水电站的核心设备，对于保障电力系统的安全稳定运行具有至关重要的作用。然而，在实际运行过程中，高压断路器可能会出现各种故障，对水电站的正常运行造成影响。本文将对水电站高压断路器故障处理及维护技术进行探讨，分析高压断路器常见故障及其原因，并提出相应的处理方法和预防措施，旨在提高水电站高压断路器的运行可靠性，降低故障率，保障电力系统的安全稳定运行，为我国能源事业的发展做出贡献。

关键词：水电站；高压断路器；故障处理；维护技术

1.水电站高压断路器常见故障及其原因

1.1拒绝合闸故障

这种故障通常发生在合闸或重合闸操作时，可能由电器故障或机械故障引起。可能的原因包括内部线路问题、操作不当、二次回路故障、电源问题，或者本体传动机构的设计或部件上的机械问题。

1.2拒绝跳闸故障

这种故障比拒绝合闸更危险，因为可能导致越级跳闸，扩大停电范围。原因通常包括操作机构机械部分故障、操作回路电气故障。检查时需判断跳闸回路是否完好，检查操作电源、控制回路熔断器、跳闸线圈等[1]。

1.3误分闸与误合闸

这些故障可能由电气或机械因素引起。例如，电流与电压互感器回路故障、直流系统两点接地、液压机械异常、震动等因素。

1.4液压操纵结构故障

如液压油泵频繁起动、压力异常等问题，可能由密封圈损坏、阀体密封效果不好、微动开关失灵等因素引起。

1.5储能电机运行时间过长导致的报警

这可能是由于液压回路或电气控制回路的问题，如油泵低压侧存在空气、液压装置渗漏等。

1.6断路器合闸故障

可能的原因包括机构磨损、合闸机构不良、震动导致脱落、内部接线接地等。

1.7运行失压故障

这种故障可能是由于设备内部失压，导致油压表读数降到零。

对于这些故障，需要通过系统的检查和维护来预防和解决，包括对电气和机械部件的定期检查、维护，以及对液压系统的监测和保养。同时，及时响应故障报警，采取适当的维修措施，是确保水电站高压断路器安全稳定运行的关键。

2.水电站高压断路器故障处理及维护技术

水电站高压断路器是电力系统中至关重要的组成部分，其安全运行直接关系到整个电力系统的稳定性。对于高压断路器的故障处理及维护技术，我们可以从以下几个方面进行探讨：

2.1故障诊断

水电站高压断路器的故障诊断对于确保电力系统的可靠运行至关重要。以下是一些常用的故障诊断方法：第一，目视检查。通过外观检查，可以初步发现断路器外部结构的损坏、变形、松动或其他异常情况。第二，电气性能测试。使用专用的测试仪器对断路器的电气参数进行检测，如绝缘电阻、接触电阻、分合闸时间、分合闸速度等，以判断其是否符合规定的性能标准。第三，机械特性测试。通过机械特性测试仪器，检测断路器的机械特性参数，如合闸力、分闸力、行程曲线等，以判断机械部件的工作状态。第四，局部放电检测。局部放电是绝缘系统老化的早期迹象。使用超声波、红外热像仪或特高频法检测局部放电，有助于提前发现潜在的绝缘故障。第五，气体分析。对于使用SF6等气体作为灭弧介质的断路器，可以通过分析气体成分和含量，来判断内部是否存在异常放电或过热等问题。第六，温度监测。利用红外热像仪监测断路器的温度分布，可以帮助发现过热点，预测潜在的故障。第七，振动分析。通过对断路器操作过程中的振动信号进行分析，可以诊断机械部件的磨损、松动等问题。第八，声音分析。断路器操作时的声音变化也可能预示着内部故障。有经验的维护人员可以通过听觉判断异常。第九，油样分析。对于使用油浸式断路器的电站，定期取样分析油中的溶解气体、水分、颗粒物等，可以提供关于绝缘状况和内部故障的信息。第十，数据分析与智能诊断。利用大数据分析和人工智能技术，对历史运行数据进行处理和分析，可以实现对断路器健康状况的预测和早期故障诊断。

2.2故障处理

水电站高压断路器在发生故障时，需要采取适当的处理方法以确保电力系统的稳定运行。以下是一些常见的故障处理方法及相应的例子：第一，拒绝合闸故障处理。检查并修复机构，例如，如果断路器因为机械卡涩而拒绝合闸，需要检查并清理机构，确保各部件运动自如；更换损坏部件，如发现合闸电磁铁损坏，需及时更换。第二，拒绝跳闸故障处理。检查操作回路，若跳闸操作失败，首先要检查操作回路是否完好，包括熔断器、跳闸线圈等；修复或更换操作机构，如发现操作机构损坏，应进行修复或更换。第三，误分闸与误合闸处理。检查并调整二次回路，若因二次回路问题导致误动作，需检查回路接线并调整；排除机械干扰，如因外部震动导致的误动作，应采取隔离或减震措施。第四，液压操纵结构故障处理。检查液压系统，例如，若发现液压油泵频繁启动，需检查液压系统是否有泄漏或堵塞；更换密封件，如发现密封圈损坏，需及时更换。第五，储能电机运行异常处理。检查液压回路，例如，若储能电机运行时间过长，可能是液压回路问题，需检查并排除故障；电气控制回路检查，若因电气控制回路问题导致电机异常，需检查并修复

[2]。

举例来说，如果一个水电站的高压断路器在操作过程中出现了拒绝合闸的故障，维护人员首先会检查合闸操作机构是否卡涩或损坏。如果发现机构内有灰尘或污物导致运动不畅，他们会进行清理并润滑运动部件。如果发现合闸电磁铁损坏，则会立即更换电磁铁。通过这样的步骤，可以迅速诊断并处理故障，恢复断路器的正常运行。

2.3维护技术

水电站高压断路器的维护技术对于确保其可靠运行至关重要。以下是一些关键的维护技术和措施：

第一，定期检查。定期对断路器的外观进行检查，查看是否有明显的损坏、变形或松动；检查所有电气连接是否牢固，接触是否良好，以防止因接触不良导致的发热和故障。第二，定期对断路器的绝缘电阻进行测试，确保其在规定的范围内；测试断路器的分合闸时间、速度等参数，确保其符合制造商的标准。第三，清洁和润滑。定期清洁断路器的机械部件，去除灰尘和污物，确保运动部件的灵活性；对运动部件进行适当的润滑，减少磨损，延长使用寿命。第四，部件更换。根据制造商的推荐和实际运行情况，定期更换易损件，如密封圈、弹簧等；对于老化的绝缘件、导电件等，及时进行更换，以防止故障的发生。第五，液压系统维护。定期检查液压油的品质和油位，确保液压系统正常运行；检查液压阀、油泵、油管等部件的工作状态，及时修复或更换故障部件。第六，环境监测。通过安装温度传感器，监测断路器的运行温度，及时发现过热现象；在湿度较大的环境中，监测断路器内部的湿度，防止因湿度过高导致的绝缘故障。第七，局部放电检测。使用超声波检测技术，定期检测断路器内部的局部放电情况，预防绝缘故障。第八，维护记录和数据分析。详细记录每次维护的时间、内容和发现的问题，便于追踪和分析。通过分析维护记录和运行数据，优化维护计划，提高维护效率[3]。

通过上述故障处理及维护技术的综合运用，可以有效提高水电站高压断路器的运行可靠性和安全性，保障电力系统的稳定运行。同时，这也符合我国能源安全和高效利用的战略需求。

3.结语

综上所述，通过定期的检查、性能测试、清洁和润滑、部件更换、环境监测以及局部放电检测等维护技术，可以有效提高高压断路器的运行可靠性和寿命，确保电力系统的稳定运行。随着技术的不断进步和电力系统的日益复杂，高压断路器的故障处理及维护技术也需要不断更新和完善。

参考文献

[1]张伟.浅析断路器闪络保护在大型水电站的应用[J].中国设备工程,2024,(S1):84-86.

[2]何有良,宋佳骏,戴明建,等.高压断路器动作特性监测及特征曲线分析[J].水电站机电技术,2024,47(01):29-32.

[3]唐亚波.某水电站500kVGIS高压开关故障机理与处理措施研究[J].广西水利水电,2022,(05):77-79+84.