高压开关设备故障分析及处理措施研究

摘要：高压开关设备是现代电力系统的重要组成部分，其能否安全、可靠运行直接关系到电力供应的连续性与可靠性。为有效减少甚至防止高压开关设备故障。文章介绍了高压开关设备常见故障，分析了故障产生原因，提出了故障处理措施，以期更好地防止高压开关设备故障，确保我国电力供应的连续、可靠。

关键词：高压开关设备；设备故障；处理措施；故障诊断技术；电力系统；电力供应 文献标识码：A

中图分类号：TM591 文章编号：1009-2374（2016）34-0079-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.34.039|

随着社会的发展，人们对电能需求量不断增大，同时要求其供应更安全、更可靠，高压开关设备作为电力系统的重要组件之一，其运行的可靠与否将直接影响到电力系统的运行。而高压开关设备运行环境通常较复杂，加之经常需经受各种过压、过流与误操作，故运行时有故障发生，因此当前各供电企业必须重视降低高压开关设备故障，积极研发高压开关设备故障诊断技术，做到超前诊断故障，从根本上把高压开关设备实际故障率降低。

1 高压开关设备常见故障诊断

1.1 内部故障

1.1.1 热功率异常。高压开关设备局部过热现象是高压开关设备工作中经常遇到的现象，之所以发生上述现象，究其原因我们发现，高压开关导流回路中电阻增加是主要原因。仔细分析导流回路结构，汞、铅等多种金属与非金属是导流回路的主要组成成分，设备工作时极易引发电阻增加，系统电流经过导流回路后，回路会有热量持续产生，这样会造成开关设备大幅温升，虽然单个的节点影响高压开关设备运行较小，若导流回路中存在多个影响节点时，则会集聚增大导流回路中的热量，以致高压设备导流电路产生局部发热，如果此时处理不及时，就会引发高压开关设备内部有较高

温度。

1.1.2 绝缘结构发热。多种介质相互配合共同组成了高压开关设备绝缘结构，当开关设备实际热功率发生异常时，会有一定的电流、电压通过该异常区域，但基于设备有不同规格，这样就会有不同的电压施加于设备上，引发损耗绝缘结构介质，而绝缘结构介质消耗一旦增加，会造成热功率增加，引发整个绝缘结构发热，也就是通常所说的高压开关设备绝缘结构发热故障。

高压开关设备运行正常时，会产生相对稳定的热量，不论是高压开关设备实际热功率出现异常，还是绝缘结构出现发热现象，都会导致高压开关设备内部温度发生异常，造成设备局部严重过热，异常温差出现在高压开关内外环境，若高压开关不能及时把内部热量散逸到周围，会引发设备内部持续积累大量热量，造成高压开关设备发生故障，严重时甚至会把设备烧毁。诊断高压开关内部故障具有一定难度，需要对高压开关具体构造原理与实际操作流程都有全面掌握，为此我们可通过采用专业诊断系统进行高压开关设备内部故障

诊断。

1.2 外部故障

我们把高压开关设备在空气中暴露的外露部分发生的故障称为高压开关设备外部故障。常见的外部故障有开关不良接触、设备发生热异常等，诊断这类故障相对比较简单，通常借助肉眼、触觉辅助一些简单工具便可直接判断。如可用温度计对高压开关设备的内外温差进行测量，若温差在10℃～25℃之间，可推断设备处于正常运行状态，若温差在25℃～40℃之间，可推断为设备内部发生了故障，需进行检修，若内外温差比40℃还大，则应及时停用设备，及时安排专业人员，把设备故障排查清楚，以免继续运行损坏设备。

若在设备运行过程中发现开关有不良接触或开关存在不灵活现象，对于此种情况，可考虑是由高压开关设备质量存在问题引发的，若检查后发现高压开关设备不存在质量问题，断路器部分与电源部分则应是接下来重点排查的对象，应逐个排查，直到把故障彻底解决，此外，在长期使用高压开关设备的情况下，长期摩擦也可能会导致结构原件出现不灵活现象，如高压开关设备部分弹簧与锁扣发生不良接触等。高压开关设备，外部故障的处理不及时也会影响到高压开关设备的正常运行，如开关设备弹簧、锁扣的不良接触，会影响到设备电磁原件缺乏灵敏的感性，引发电阻增加，当电流通过原件时会有大量热量产生，此时处理不及时，会导致设备内部发生温度异常，进而损坏高压开关设备。

2 高压设备故障处理

2.1 预防性检修

通过预防性检修可有效避免高压开关设备发生故障，可以让设备的运行更安全、更可靠。预防性检修主要是在停电状态下，拆卸与检修高压开关设备，及时更换那些松动、老化元件，同时判断设备系统的具体运行状况。拆卸与组装高压开关设备比较麻烦，也具有一定技术含量，若拆卸不正确很难有效判断隐性故障，而组装不合理又会影响到设备的后期运行稳定性，因此拆卸与组装高压开关设备要求相关操作人员应有较高技术

水平。

2.2 设备状态诊断

状态诊断高压开关设备主要是借助相关诊断系统，根据事先制定的设备运行指标，来判断设备的运行状态。如设备电流状况、开关位置情况、电压状况、熔断器实际工作状态等，这种检测手段易操作，可把设备故障范围有效缩小，且不会大幅损伤设备原厂内部结构与元件，检修效果相对比较理想。

2.3 故障后检修

我们把高压开关设备发生故障后，进行的故障维修称为故障后检修，由于这类检修通常会耽误设备的正常运行，相关检修人员应积极避免这类检修。在设备发生故障实施故障后检修作业时，为尽量缩短检修时间，检修人员必须弄清设备故障产生原因，掌握设备实际工作原理，并综合自身维修经验，先确定出维修方案。在进行故障判断时，应按照一定顺序，如可先机械，后电路；先调试外部，再处理内部；先处理公用电路，再处理专用电路；先修通病，再修专症等，这样不但能有效解决各类故障，而且还可大幅节约检修时间。为了尽量不进行故障后检修，相关检修人员应努力提升自身检修水平，提高设备检修质量。

3 高压开关设备故障诊断技术

特征参数法、信号微观特性诊断法、典型故障法以及专家诊断法等，是目前在高压开关设备故障诊断中常用的故障诊断法。其中特征参数诊断法主要是提取设备的实际运行参数来与厂家提供的标准参数做对比，进而来判断设备运行状态。在具体进行比较过程中，应把温度、电流、操作次数等影响运行参数的影响因素排除。信号微观特征诊断主要是诊断那些微小异常信号的，具体诊断的信号包括机械振动信号、电流信号等，通过诊断信号的微小特征，可对设备实际运行参数、指标参数的细微差别进行辨别，可有效预防设备发生故障。典型故障法主要是借助高压开关设备事先制定的故障模型进行判断，按照判断获得的具体信号特征来对故障类型进行判断，计算机仿真技术在典型故障法诊断中应用较多。专家系统法主要是来移植专家经验来进行故障判断，该方法可有效判断多方情况与多种信号，它隶属综合诊断技术范畴。当前很多高压开关设备只有部分故障诊断易操作，很多故障特别是一些内部故障，要想准确判断，需从多方面入手，因此我们必须重视智能在线诊断技术的发展，未来应作为高压开关设备故障诊断发展的一个重要方向。

4 结语

总之，由于高压开关设备作为电力系统一个重要组成部分，电力系统要想安全可靠运行，必须确保高压开关设备的安全、可靠。因此，如何减少甚至避免高压开关设备故障，有效降低高压开关设备故障率也显得越来越重要。为此在实际诊断与处理高压开关设备故障时，必须了解设备工作原理，明确设备故障类型，找出设备故障原因，同时应积极发展高压开关设备故障诊断技术，只有这样才能有效降低设备故障率，提高设备运行的可靠性、安全性。

参考文献

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作者简介：杜中华（1974-），男，河北石家庄人，国网河北省电力公司石家庄供电分公司高级技师，工程师，研究方向：变电检修。

（责任编辑：蒋建华）