高压开关柜的故障诊断技术浅析

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摘 要：高压开关柜是电网系统的主要装置，起到保护、断电等作用。高压开关柜与电网系统的安全运行存在很大的联系，但是高压开关柜很容易出现故障，直接降低了电网系统的安全性。电力企业逐渐提高对高压开关柜的重视度，采用故障诊断技术，维护高压开关柜的可靠性。所以本文重点探讨高压开关柜故障诊断技术的应用。

关键词：高压开关柜；故障诊断技术；在线监测

电网系统在运行的过程中，如果出现故障隐患，高压开关柜会主动采取断电的措施，保障电网系统的安全性能，同时为检修人员提供稳定的维护环境，充分发挥了安全保护与防范的作用。高压开关柜中故障诊断技术的应用，目的是提高高压开关柜的保护能力，维护开关柜的稳定性，进而消除开关柜运行中的安全隐患，全面保护电网系统。

1 高压开关柜的故障分析

结合高压开关柜在电网系统中的应用，汇总高压开关柜中出现的故障，例举常见故障，如下：

1.1 绝缘故障

高压开关柜的绝缘故障，风险性非常大，是故障诊断技术中的主要对象。绝缘故障的类型多，引发原因多样化，较为常见的原因是闪络击穿，如：CT闪络等，破坏了高压开关柜的绝缘性能，促使其面临着高风险的运行环境。高压开关柜通过故障诊断技术，预防绝缘故障，根据绝缘故障的诊断表现，落实可靠的维护，预防高压开关柜的绝缘故障，提升高压开关柜故障诊断技术的水平，同时保障高压开关柜在电网系统中的保护效益。

1.2 拒动、误动

拒动、误动在高压开关柜中的危害性比较大，导致开关柜无法正常的运行，进而停滞或危险的状态中[1]。高压开关柜发生此类故障的原因有：（1）电气控制有缺陷，不能保障正常的电气运行；（2）高压开关柜发生机械故障，阻碍了开关柜的运行。开关柜发生拒动或误动时，严重影响了周围的电网系统，促使电网系统潜在很大的安全风险。

1.3 开断、关合故障

开断、关合故障，是由断路器引起的，干预了高压开关柜的安全状态。例如：高压开关柜中真空断路器的应用，出现灭弧情况时，就会影响真空度，进而对高压开关柜造成干扰，此时真空断路器不能正常工作，即使高压开关柜检测到电网故障，也不能进行正常的保护动作[2]。开断、关合故障相对而言比较常见，其对高压开关柜的影响非常大，需借助故障诊断技术，准确的找出高压开关柜中的开断或关合故障，规避故障风险隐患。

2 高压开关柜的故障诊断技术

高压开关柜故障诊断技术的前提是落实在线监测，通过在线监测明确高压开关柜的运行状态，由此才能实行故障诊断。结合高压开关柜在电网系统中的故障表现，分析故障诊断技术的应用。

2.1 在线监测

高压开关柜的在线监测，需要借助传感器装置，借助传感器，全面监测高压开关柜的运行状态。例举在线监测中比较常见的传感器，如下：

2.1.1 温度传感器

温度传感器，用于监测高压开关柜中母线的温度，预防母线之间的电磁干扰问题，消除母线故障。温度传感器监测母线连接位置，传输连接处的温度数据，检修人员根据温度状态，判断母线连接是否正常。

2.1.2 位移传感器

位移传感器用在断路器部分，监测断路器的运行状态，评估断路器的性能。位移传感器能够监测到断路器的速度曲线，维护断路器处于正常的运行状态，防范速度失控或不正常的情况。

2.1.3 振动传感器

振动传感器集中监测高压开关柜的振动方式，找出影响高压开关柜运行的因素[3]。振动传感器的监测内容，并不是局限在一项构成元件，而是以多项元件为监测对象，实现全方位的在线监测。

2.2 故障诊断技术

以某10kV高压开关柜为例，分析故障诊断技术的应用，该高压开关柜故障诊断中，在故障监测的基础上，将故障诊断技术分为两类，如下：

2.2.1 依据样板的故障诊断技术

高压开关柜中依据样板的故障诊断技术有：（1）阈值诊断，对照阈值规范的标准数据，比对高压开关柜运行中的实际数据，如果实际数据与阈值不符，表明高压开关柜出现了故障；（2）波形诊断，以高压开关柜的物理量为主，实行波形诊断，观察高压开关柜物理变化的状态，反馈设备运行的信息，波形诊断分为两类，第一是时域诊断，以时间物理量为评估样本，诊断设备的故障，第二是频域诊断；以频谱物理量为评估样本，得出设备的实际状态；（3）指纹诊断，检测高压开关柜的运行图形，得出可用的数据后，比对样板数据，找出高压开关柜中的故障问题，此类方法不能采取在线诊断，只能依照指纹诊断进行故障监测。

2.2.2 依据规则的故障诊断技术

该高压开关柜中的规则故障诊断，主要是按照开关柜在电网系统中的运行规则，实行规则化的故障诊断[4]。依照规则的故障诊断技术，按照该高压开关柜的故障级别，分为三项规则，首先是逻辑诊断，此类诊断方法较为简单，普遍适应高压开关柜的故障检测，虽然逻辑诊断规则范围广，但是缺乏精准性，故障诊断中潜在很大的干扰，降低了诊断精度；然后是模糊诊断方法，其在该高压开关柜中的诊断精度要高于逻辑控制，而且可以诊断出大型的故障，例如：某次高压开关柜运行中，模糊诊断检测到高压开关柜附近的温度超出正常标准，立即采取了降温措施，如果不采取降温处理，高压开关柜有可能发生爆炸，引发停电、供电中断等问题；最后是统计诊断，此类故障诊断方法对实验的要求高，需要借助实验依据，才能完成准确的诊断。

3 结束语

故障诊断技术是高压开关柜安全运行的基础保障，满足电网系统的安全需求。高压开关柜故障诊断技术的条件是在线监测，监控高压开关柜的实际运行，找出潜在的风险隐患，在此基础上落实故障处理的策略，解决高压开关柜中的故障问题，确保开关柜在电网系统中的应用价值，体现故障诊断技术的实践效益。

参考文献：

[1]罗运虎.智能化高压开关柜监控与故障诊断技术的研究[D].山东科技大学，2003.

[2]幸晋渝，刘念.高压开关柜的在线监测与故障诊断技术[J].四川电力技术，2004（06）：6-8.

[3]陈铭.高压开关柜的在线监测和故障诊断[J].广东科技，2013（16）：122+121.

[4]孙正来.高压开关柜温度在线监测技术研究[D].合肥工业大学，2007.

作者简介：赵蔚（1976-），男，江西人，硕士，工程师，研究方向：电力工程。