高压断路器故障检修及状态监测探究

蒋云平

（国网福建省电力有限公司检修分公司，福建 福州 350000）

0 引言

高压断路器是电力系统重要构成之一，其主要负责实现对电路的保护和控制。电网对高压断路器的运行提出新要求，要确保高压断路器可安全运行，一方面需提高断路器自身生产质量，另一方面要强化日常检修、维护，有效预防故障出现[1]。传统计划检修工作模式依然不能满足大规模电网检修需求，故需针对高压断路器开展在线监测，掌握设备实时工作状态、缺陷和不足，深入研究高压断路器常见故障检修及状态监测方式，为故障诊断提供更多数据支持，便于迅速找到故障解决办法，控制电网稳定运行。

1 高压断路器状态检测类型

1.1 在线检测技术

GPS检测技术是一种新型的设备状态安全检测技术，主要包括：监视控制系统和SCADA系统。GPS检测技术主要是根据电磁暂态的记录，对故障进行合理的分析，以此实现对的运行状态进行有效的监督控制。GPS检测技术与其他故障录波仪器相比，在检测过程中不会出现数据沉冗问题，因此在很大限度上提高了数据的有效性。

1.2 红外检测技术

温度与设备能否正常运行有着十分紧密的联系，一旦出现故障，均会造成设备运行温度上升，导致设备发热，从而容易产生损坏。红外检测技术是一种新型的在线检测技术之一，具有较高的安全性，检测效率好，甚至可以检测出设备温度的些微变化，以此确定故障的情况。

2 高压断路器常见故障及检查

高压断路器运行状态是否稳定直接决定电网整体运行是否稳定，故需掌握高压断路器各项故障，对每种故障都有合理的应对措施，有效处理故障，控制异常风险，也为后续状态监测奠定基础。拒动、误动、载流及绝缘问题都是常见的高压断路器故障，需按照不同类型故障采取不同检修方式[2]。

2.1 拒动

高压断路器拒动分为拒分、拒合两种故障，拒分对电网威胁较大，会导致越级跳闸，导致系统瘫痪。拒动则是多方面因素造成的故障。

2.1.1 机械

例如，机械方面，操作系统及传动系统发生机械故障，就会导致高压断路器拒动。对此类故障诊断，需按照具体情况具体处理。若为液压操作机械故障，应检查气压表、低压闭锁是否正常工作。

如气动出现故障，需检查压缩空气管道内构件是否正常，若管道内部排水不及时，易出现冻结，影响设备运行[3]；若出现冻结，需及时解冻，排净水污，检查压缩空气管道中各个部件是否出现异常，正常情况下则将矛头转向内部元件及压缩管道回路故障检查。

2.1.2 电气

电气主要是控制及辅助回路方面，出现端子排接线脱落、开关接触不良、闸线线圈损坏等，都会影响高压断路器功能实现。对其故障进行的诊断检查，可先检查电气控制电源，观察电压是否合理，若电压过低，需调整到规定值。之后运行系统，检查各项电气控制是否到位，若发现为操作机构辅助异常导致出现故障，则需通知专业人员检修处理。

2.2 误动

误动是断路器二次回路接线及操作机械故障所致，操作中若分合的电梯贴其电压较低，对应的操作控制回路直流接地，断路器出现误分。若负责分合闸的电磁铁扣入较少，断路器运行中周围有较长时间的振动的同时设备长期运行，就可能导致断路器在无控制命令下自动分合闸。

对于误动故障，可对设备控制回路的直流系统接地性进行检测，无故障过后可对高压断路器周围检查，看是否存在施工或者其他原因导致的强烈振动，检查出具体原因后进行处理。

2.3 绝缘

绝缘故障发生频率在高压断路器总故障中占比较多，其故障分为内绝缘故障、外绝缘故障及瓷套闪络故障。外绝缘故障很容易便可发现并处理，而断路器内异物易导致故障，需进行有针对性的检查。

2.4 载流

载流是高压断路器触头接触不良，导致触头出现不同程度的过热现象，引起载流。该状况需要电力部门做好沟通，先减轻电网的实际负荷，安装新的断路器触头。而对于新的断路器触头发生异常的，可能是安装过程中断路器的动触头及静触头没有对中，导致接触不良。

2.5 泄露

泄露是指放油阀关闭不严或密封不当导致油品泄露。液压油管道中接头漏油，会导致液压机出现严重漏油。气动操动机则可能出现压缩空气管道回路接头部位出现漏油，其储气罐的放水阀操作不到位易导致气动机漏气。

发现高压断路器出现泄漏类型故障，需先针对回路管道仔细检查，若发现阀门关闭不严则及时关闭阀门。对于气动机出现漏气的情况，应检查空气回路管道阀门及周围连接件是否出现渗漏。

3 高压断路器的状态监测分析

3.1 灭弧室监测

3.1.1 气体密度

断路器绝缘及灭弧性能是其稳定运行的关键，在断路器运行中，不同因素作用均会导致断路器灭弧性能、绝缘性能下降。以SF6高压断路器为例，其灭弧室常出现泄漏、微水抄表问题，需落实针对气体的实时监测，控制好故障。例如，在对SF6气体密度监测期间，密度降低很可能是气体泄露所致，导致SF6气体含水量增加。故需针对该气体密度落实在线监测，为降低监测难度（气体密度难以准确监测），以气体压力反馈气体密度。为断路器设置两级警告信号，分别为一级补气压力及二级闭锁压力信号，正常状态下，设置补气压力信号在额定气压10%位置，闭锁的压力在补气压力信号基础上再降低5%。灭弧室未发生泄漏，则气体的压力主要受温度变化影响，温度越高，气室压力也就越高，也可以在测量温度的基础上判断气体压力，以便及时了解灭弧室泄漏情况。

3.1.2 断路器微水含量监测

SF6气体中水分过多，将严重影响气体自身绝缘性能及灭弧性，甚至会导致工频闪络电压下降。此外，由于气体中含水量过多所导致的还会导致断路器触头电弧放电，产生危险化学物质。对SF6气体推荐以电解法、漏点法进行测量。要按照监测工艺对仪器内的空气取气分析，并监测补气操作，若没有问题，则应对断路器强化监测。

3.2 针对高压断路器触头使用寿命的监测

断路器控制开合的次数会对其触头产生一定损伤，使用一定次数后，就需要及时更换触头，保障断路器的基本功能正常。断路器的监测中，一般以开断的实际磨损判断断路器触头的使用寿命。因此，要分析各方面原因对断路器电使用寿命的影响。例如，断路器发生电磨损、其灭弧室异常或触头异常等，都会影响触头的使用寿命。对电寿命研究分析，可采用电弧能量法、累计开断电流或者累计开断电流加权法计算分析。其中，采用计及燃弧时间加权评估的方式可直接得到断路器触头电磨损的数据，可直接得到触头使用寿命结果。其他方式则主要通过间接表征的方式计算电磨损，掌握断路器触头的实时状态。

4 断路器出现故障后的紧急处理

4.1 跳闸故障

跳闸故障的发生概率相对较高，发生跳闸后，相关工作人员应沉着冷静分析，记录好跳闸的时间、实际情况，停止音响信号，对线路巡逻，找到断路器检查是否损坏，并将巡逻检查结果及时报备给上级管理人员，受到上级管理人员的执行命令之后再落实一系列处理故障操作。若后续合闸之后发现断路器有出现跳闸，则应将情况反馈给调度员，对断路器作进一步检查，最终检查发现故障为系统故障，则需将系统和断路器相互隔开，之后再维持现状，确保故障排除之后才可恢复电网系统运行。

4.2 断路器分闸失灵故障

断路器分闸失灵是一项较严重的故障，对其故障处理应按照科学步骤迅循序渐进、迅速处理。首先，要检查断路器分闸、控制系统是否正常，若发现断路器控制、分闸异常，则应采取针对性措施，查找故障原因并清除；其次，要对直流电源检查，观察是否电源出现异常，若电源电压异常，则立即修整，保证电压在规定值范围；最后，要检查开关，相关操作人员可以手动远方操作跳闸，看是否可成功跳闸，若跳闸成功，说明开关处存在故障，可通知维护人员对开关维护处理。

5 结语

综上所述，高压断路器是电网中的重要安全设备之一，断路器能否正常运行直接关系到电力供应的稳定性，故需要对高压断路器落实不同方面的状态检测，为断路器的故障诊断及处理奠定坚实基础。除此之外，还须针对高压断路器触头使用落实其使用寿命的监测，以多方面的状态监测，保障电力系统安全。