高压断路器操作机构机械研究

叶海冬方善琨陈海燕

(国网宁德供电公司福建宁德352100)

摘要：随着经济的不断提高，电成为人们生产生活中不能缺少的重要资源之一。在高压电网中，高压断路器是其中占有重要地位的部分，它能够在保护电网设备的同时，提高电网的安全性和稳定性。因此，高压断路器出现故障将会对高压电网系统造成不利影响。本文分析了高压短路器的故障、故障诊断以及状态监测。

关键词：高压断路器;操作机构;机械研究

引言

随着电网规模的增大，高压断路器在高压电网中有着愈来愈重要的影响，在高压电网的运行过程中，它是必不可少的。但是，在高压电网中，高压断路器又是容易出现故障的组成部分。目前，我国对高压断路器的状态监测还存在不足，但是，为了提高电力系统的安全、稳定性，对高压断路器进行故障检修和状态监测的研究是必须的。

1高压断路器概念监测管理

(1)随着变电站综合自动化水平提高，高压断路器在配电系统中的使用数量、检修数量和费用都给高，高压断路器会造成停电问题，也会造成严重设备修理费用问题，所以需要要加强对于高压断路器监测和管理工作。高压断路器需要实时进行监测工作，及时了解运行中存在问题，掌握好运行特殊性和变化趋势，发现问题要及早处理，采取有效措施保证维修管理可靠性。实施高压断路器检测中会提高维修费用，所以需要具有针对性进行检修处理，从而提高设备施用时间，同时更好服务与电力系统。(2)高压断路器监测技术主要设备状态检修过程，为了更好实现有计划检修，需要对于断路器故障进行机械性管理，按照操作机构设计方法监测，目前发展情况是国内很多高压断路器设备都是处理交换期间，需要利用便携式设备进行定期管理和预防试验，根据检修结构实现合理维修管理。

2高压断路器操作机构机械合闸线圈电流检测

2.1专家诊断法

随着科技的发展、技术的进步，计算机技术也被应用到了高压断路器的故障检修和诊断中，大大提高了高压断路器故障检修的效率。专家诊断法是将一些针对断路器故障的理论知识、处理的方法和经验收集起来形成一个专门的信息系统，方便对故障进行快速处理。通常来说，专家诊断系统由知识获取、知识库、推理机和解释界面共同组成，每个部分都发挥着各自的作用。例如：知识获取是计算机对以存储的故障诊断知识进行有效的识别；知识库存储着故障的解决处理方法和一些专家提出的理论依据，可供参考；而推理机则是负责根据已有的资料管理协调系统。使用专家诊断方法，可以在故障发生时，根据以往案例进行故障判别，提供处理措施，提高工作效率。

2.2高压断路器每次合闸过程中线圈电流都会随着时间变化波动

电磁铁线圈电流含有很多重要信息，会直接反应电磁铁本身控制的操作过程，通过对于分合闸操作线圈动作电流监测，可以了解到断路器二次控制工作情况和基础操作机构模式。高压断路器大多都是配合有液压、弹簧和气动操作，在长期运行过程中需要及时做好变形和流通不畅问题，在电磁铁铁芯动作中，可以和电流特性实现相互反映，需要及时记录分合闸电流波形，如发现问题要就是处理，对于故障做好预防工作。

2.3国内很多针对断路器监测研究都主要是对于振动信号分析

与此同时很多国家都开始这样研究工作，确定了比较实用的振动信号处理办法，也不断被用于断路器实际检修中，不同的断路器状态下，振动信号的时间不同，提出了需要对于振动信号及时分析，制定方便携带的断路器振动信号分析系统仪器。在多次振动信号之间要采用变换方式对于信号分析，结合动态时间归整方法，计算出测试状态和振动信号之间距离关系，还要技术分析振动波洞时间变化灵敏度，在整个震动信号监测过程中，要实现良好管理，合理运算数据储存装置。

2.4人工神经网络法

人工神经网络法是一种知识存储量大，对环境的适应性高的方法。该方法主要是模拟人脑的构造和人的认知，实现和运用人的神经网络的运行方式，使得系统对断路器进行检测。在使用人工神经网络法时，要先找出断路器中存在的故障，然后建立一个网络模型。通过建立起来的模型，可以很快分析找出故障的原因，得到处理故障的方法。这种用建立模型来检修诊断的方法不仅资金投入少，而且在操作便利的情况下能够快捷地找出断路器的故障。不断的实践和积累数据和经验能够提高检测故障的准确性和效率。

3高压断路器操作机构机械研究中存在问题

3.1在线检测系统要合理完成机械性管理，实现故障记录合理化

同时还可以取消停电检测模式，保证电力顺利运行，同时还要在数量上实现检测产品市场容量扩大化处理，设计师对于设备安装、调试和实现设备可靠性解决，提高通过技术手段改善高压断路器存在故障问题。高压断路器操作机构运行故障需要正确及时统计高压断路器动作次数，提高安全运行管理模式，还要做好断路器检修和试验工作，严格按照一定周期设备预防提高设备故障问题，保证设备能够健康有效运行，实现高压断路器稳定可靠性运行，提高高压断路器可靠性和高效性，保证整个电力系统安全稳定。

3.2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。

3.3振动信号特征参量提取方法主要可以用于断路器机械振动信号分析

根据振动信号波计算异常问题，需要做好断路器状态识别工作，通过合理分析信号波情况及时处理好不同信号高压断路器操作中存在问题。断路器在线监测系统设备市场推广难度有一定难度，需要及时发现问题及时处理，在高压断路器运行中需要随时做好检测工作，预防试验施加检测电压实际情况，在实际运行中实现对于断路器合理真实使用。

结语

文中在理论分析高压断路器操作机构标准和异常机械特性曲线的基础上，对40.5、252、1100kV3个电压等级的高压断路器液压弹簧和弹簧操作机构的机械特性进行了测试，同时研究了操作机构分合闸线圈电压、分合闸线圈回路电阻及储能弹簧力值等参数变化对操作机构机械性能的影响。理论及试验研究表明：分合闸线圈电压的降低和分合闸线圈回路电阻的增加，将会导致分合闸线圈电流各阶段的电流幅值降低，分合闸时间增长，并且会使动触头的固有动作时间增长，但不影响动触头的运动速度。储能弹簧力值的变化会影响动触头的速度，弹簧力值增加，动触头速度增大。所以，操作机构机械特性参数的变化能够影响操作机构的机械性能，且操作机构的机械特性能够反映机构的机械状态，通过对操作机构机械特性的分析可以评估操作机构的运行状况，研究结果对断路器操作机构状态评估具有一定的指导意义。

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