试论10kV配网高压断路器机械故障诊断技术
发表时间：2018-06-15T15:22:14.173Z 来源：《电力设备》2018年第3期作者：陈虎
[导读] 摘要：随着我国社会发展和城市化建设脚步的加快，电力行业也成为推动我国国民经济的基石。
（国网临汾供电公司山西临汾 041000）
摘要：随着我国社会发展和城市化建设脚步的加快，电力行业也成为推动我国国民经济的基石。
而在电力的供给中，其电力系统的运行是需要火力发电厂、水电站等发电单位和多种多样的变压器、传输电线、不同类型耳朵负荷共同组成的运营体系。
而在10kV的配网运行中，高压断路器可以说在其中起着重要作用。
本次就10kV配网高压断路器机械故障诊断技术进行分析和研究。
关键词：电力系统；10kV配网；高压断路器机械故障；诊断技术
引言：在10kV电力配网中，高压断路器是整体电力运行的核心设备，但在相关的实际的运转过程中，由于实际操作、设备维护等环节中时常会出现问题和设备故障，因此，在机械设备出现问题的同时，技术人员就需对机械进行正确的诊断和现实强化，来保障配网的安全高效的运行。
一、高压断路器的概述
在我国10kV配网中，高压断路器是整个设备运行的核心原件之一，而其具有灭弧与开断线路负荷功能对高压电路的稳定运行起着控制作用和保护作用，而高压断路器分别是由导流部分、灭弧部分、绝缘部分、操作机构部分组成的。
因此，在电力传输的过程中，可以对多支的电气传输进行控制和保护；我国常用的高压断路器目前为SF6断路器和真空断路器。
而为确保其实际运行的可靠性的提升，保证10kV 配网能进行安全高效的运行，就须技术人员在其运行过程中加强对其故障的诊断，防止拒合、拒分和误合、误分情况的出现[1]。
二、10kV配网高压断路器常见的机械故障
在实际分析高压断路器的机械故障中，常见的机械故障可分为电磁操动机构和弹簧操动机构两方面的故障进行研究。
（一）电磁操动机构机械故障分析
①拒动故障
据动故障的出现可以分为开关据合和开关据分。
其主要体现一方面是内部铁芯不能进行正常启动；即因为二次回路的接点连接地出现松动、脱落的情况的出现，同时相应的辅助开关的切换没有实际到位或接触不良的情况，在机械内部的直流接触器接点弧出现粘连或卡住的状态中；造成接触器内部的铁芯被卡住、线路熔丝烧断、直流接触器的电磁线圈被烧损或断线、合闸线圈的引线断开或线圈损坏等情况出现致使其机械不能进行正常启动。
另一方面，则是连扳机构不能进行正常运行，主要原因是合闸线圈在电流通流过程中其中一端的电压较低，在加上辅助开关的位置切换不到位，电源切断的延时时间较短，合闸时维系支架的复归空隙较窄，在合闸脱扣组件中没有复归锁住的功能，合闸铁芯的行程较小而导致的冲力缺失；同时，合闸线圈中存在间层短路的情况，及开关自身的传动机件的老化、生锈，是造成铁芯难以启动影响设备动作的主要原因。
出现的故障主要有：分闸线圈铁芯不能运作，即二次回路的连接点出现松动、脱落的情况；辅助开关没有实际到位或接触不良的情况；铁芯被卡住；线圈存在断线情况；线圈烧损，及线圈的极性被反接[2]。
②误动故障
一般来讲，误动故障分为以下几种：其一，是合后即分，因在实际的机械运作中，合闸维持支架的复位较慢或是在断面中出现相应的变形，而导致滚轮轴接入口支架的深度不达标，分闸脱扣板没有复归和机构间隙，同时，脱扣板由于扣入欠缺一定深度导致的扣板没有扣牢；及二次回路中出现线路混乱的情况，让合闸过程中在分闸回路中产生静电脉冲。
其二，是在没有接受到具体指令信号的过程中出现的自动分离，其主要原因是分闸回路中的绝缘体在长期使用的时间范围里出现损坏，造成直流两点之间的对接出现短路或中断，加上脱扣板的扣入深度不足，使其扣合面在一定使用后出现磨损和变形的情况，及分闸电磁铁在运作电压较低的过程中，其继电器的接点因振动误闭合的误动是其在没有指令信号的情况下出现自分。
（二）弹簧操动机构的机械故障分析
①拒动故障
主要分为拒合和拒分。
拒合故障体现在：其一，铁芯不能启动，由于二次回路的连接点出现松动、脱落的情况，使线圈存在烧损和断线的状况，造成铁芯被卡。
其二，是铁芯已启动的前提下，为四连杆却不能运作，主要是线圈端子电压偏低，使铁芯自身的运动受阻，同时铁芯的撞杆也相应出现变形的途中，在受力时相应的间距较大，合闸锁扣的扣入牵引杆深度、力度也较大，使得扣合面的硬度变形，同时物理三要素中摩擦力增加，使得在咬死故障点出现弹簧操动机构的拒合故障，其三，是由于四连杆动运作，但牵引杆的反作用力得不到释放，即牵引杆与固定点间的间距较小，造成机械机构自身的卡涩情况较为严重，且出现受力扭曲和变形产生拒合[3]。
三、故障诊断技术
（一）综合行程和时间特性曲线进行故障诊断
该方式主要是通过利用高压断路器机械特性中的行程和时间的特性曲线对出现的故障进行针对性诊断。
即利用动触头的行程和时间运行的特性曲线及其他参数，综合计算出机械传动参数。
因其动触头主要是高压断路器分合闸操作最为直接的参考方式；在诊断过程中，技术人员就要对增量式的旋转光电编码器及直线式光电编行程和时间特性进行相应的曲线编码和计算，在高压断路器安装后，通过直线静止运动将机械动力传到机构连杆上，带动旋转式的光电编码器，且在相关的转动过程中对传感器的测量数据进行实施采集，最后得出特性曲线的数据[4]。
（二）对分合闸的线圈运用电流检测法进行技术诊断
该方式主要采用的是对高压断路器里操动机构所处状态进行实时分析，对其所处状态进行在线监测。
具体就是在分合闸线圈通电的前提中，在电磁铁形成相关磁通的过程中，检测人员能跟随实时电磁力的大小对高压断路器开展相应的分合闸操作。
利用线圈内电流波将电磁自身及监控对象的操动进行监测，使其检测人员能全面了解电流变化和二次操作回路的状态。
（三）通过振动信号监测法进行故障诊断
因高压断路器分合闸进程开展中，机械操作机构所产生的振动信号显示着机械运作诸多的状态信息，且在利用震动传感器与现代化信号处理方式，对分闸和运行状态进行检测。
其诊断方式不会出现电气量的影响，也不会产生电磁干扰；因此，进行传感器在高压断路器外部安装的过程中，相关的操作不会对断路器带来影响，增加其可靠性的同时，由于振动属于瞬时性的动作，时间较短且没有固定的周期
性，所以在监测和采样时应提高频率。
在结合实际情况的故障诊断，达到针对性的预防和处理目的[5]。
四、结束语
总之，通过对10kV配网高压断路器机械故障及诊断技术的分析和探究过程中，其技术的发展和完善是依据社会实际发展水平及需求进行相对的性能的发挥，在对其机械故障原因的分析、解决方案的提出过程中，一定要采用针对性的措施，对机械故障区域进行实时的强化和问题处理；由于高压断路器具有安装方便、体积小、操作便捷等优点，在确保出现问题能及时有效的进行问题诊断和解决的过程，也是确保高压断路器在整个电力系统的安全运行。
参考文献：
[1]万井洲，郑剑锋.合理配置10kV配电变压器的保护方式[J].城市建设理论研究（电子版），2011，（34）.
[2]刘广忠.谈10kV配网高压断路器机械故障诊断技术[J].电子测试，2017，（2）：79-80.
[3]丁兴群.一起10kV高压负荷开关异常跳闸故障分析[J].机电信息，2013，（36）：69-70.
[4]王风雷.电力设备状态监测新技术的应用研究[Z].北京电力公司.2009.
[5]陈立纯，郭谋发，王灿星，等.基于振动信号的配电开关机械状态诊断系统研究与应用[Z].[国网福建晋江市供电有限公司，福州大学].2016.。